CN201148994Y - 混合叶片冷却风扇 - Google Patents

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高宏阁
林漫群
景亚兵
朱敬锋
程晓鸣
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Abstract

本实用新型提供一种混合叶片冷却风扇，属于发动机技术领域，该风扇采用内外两圈叶片，两圈叶片型线均符合多项式方程且按前弯、后弯两种叶片布局。采用本实用新型制作的冷却风扇安装在某型号发动机上同原机相比整机噪声平均降低3dB左右且冷却风量略有提高。

Description

混合叶片冷却风扇
技术领域
本实用新型涉及一种混合叶片冷却风扇，尤其涉及一种用于发动机上的离心式冷却风扇。
背景技术
目前，随着各国噪声法规的要求不断严格，发动机在使用过程中存在噪音超标的问题越来越受到人们重视。而发动机上的冷却风扇高速运转产生的紊流噪声和干涉噪声就是一个主要噪声源，这两种噪声与扇叶型线、叶片布局方式密切相关。离心式冷却风扇的扇叶大致可分为前弯、后弯和直叶片三种，而发动机上的离心式冷却风扇大多数采用后弯叶片及叶片等高、间距均匀的布局形式，叶片数20个左右，一起固定在风扇轮毂上，在高速运转时存在噪声高的缺点。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种混合叶片冷却风扇。
本实用新型的混合叶片冷却风扇，它包括轮毂和多个叶片，所述的叶片在所述的轮毂上分布两圈，其中外圈为主叶片，内圈为副叶片，主叶片若采用后弯叶片，则副叶片采用前弯叶片，反之，若主叶片采用前弯叶片，则副叶片采用后弯叶片。所述后弯叶片的型线由连接处光滑过渡的两条多义曲线组成，其中靠近轮毂周向的曲线段可采用三次或三次以上多项式方程描述，远离轮毂周向的曲线段可采用三次或三次以上多项式方程描述，所述前弯叶片的型线可采用三次或三次以上多项式方程描述；所述的副叶片与主叶片径向最小间隔与轮毂半径之比在0～0.1之间；所述后弯叶片的出口后掠角范围在35°～45°之间；所述前弯叶片的出口前掠角范围在115°～135°之间；所述主副叶片二者所占翼展之比在0.8～1.2之间；所述主副叶片二者叶片数目不完全相同，空间分布错开角度在5°以上；所述主副叶片高度之比大于2，弦长之比大于1.5。
本实用新型由于风扇的叶片采用前弯、后弯两种混合叶片且叶片型线具有流线构形能有效降低气体噪声并在一定程度上提高冷却风量。
把本实用新型安装在现有某型号发动机上，依据欧盟2000/14/EC标准测试整机噪声相比原机平均得到3dB的降低且冷却风量略有上升。
附图说明
图1是本实用新型的混合叶片冷却风扇的正视图；
图2为图1所示混合叶片冷却风扇一组主副叶片的正视图；
图3为图2所示混合叶片冷却风扇一组主副叶片的侧视图；
图4为图1所示混合叶片冷却风扇的局部放大图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。
如附图所示本实用新型的混合叶片冷却风扇，它包括轮毂1和多个叶片，所述的叶片在所述的轮毂上分布两圈，其中靠近轮毂周向的外圈采用后弯叶片2，所述后弯叶片2的出口后掠角4范围在35°～45°之间，对本实施例而言优选40°，所述出口后掠角4是指以后弯叶片2中心线与轮毂周线的交点A所作的轮毂周线的切线和叶片中心线上与切点紧邻的圆弧的圆心O1与切点连线的夹角，内圈采用前弯叶片3，所述前弯叶片3的出口前掠角5范围在115°～135°之间，对本实施例而言优选123°，所述出口前掠角5是指前弯叶片中心线终点B与前弯叶片中心线上紧邻B点的圆弧圆心O2的连线到所作OB连线的垂线的角度，其中所述后弯叶片2的型线由连接处光滑过渡的两条多义曲线组成，靠近轮毂周向的曲线段采用四次多项式方程描述，远离轮毂周向的曲线段采用六次多项式方程描述，二者所占翼展之比在0.8～1.2之间，对本实施例而言优选1.0，所述前弯叶片3的型线采用五次多项式方程描述，所述后弯叶片2为主叶片，前弯叶片3为副叶片，二者叶片数目不完全相同，空间分布错开角度在5°以上，对本实施例而言优选9°，空间分布错开角是指OA与OB的夹角，主副叶片高度之比大于2，弦长之比大于1.5；所述的内圈叶片与外圈叶片径向最小间隔与轮毂半径之比在0～0.1之间，对本实施例而言优选0.05；所述的内圈叶片与外圈叶片径向最小间隔是指内圈叶片中心线终点所作的圆弧与外圈叶片中心线起点所作的圆弧的距离。所述的后弯叶片2的基本型线四次多项式的系数按降幂排列范围分别在A：0～3.6×10-3，B：-6.5×10-2～0，C：0～5×10-1，D：-8.4×10-1～0，E：0～5.2×10-2之间；所述的后弯叶片的基本型线六次多项式系数按降幂排列范围分别在A：-1.1～0，B：0～6×101，C：-1.1×103～0，D：0～4×103，E：0～1×105，F：-1.2×106～0，G：0～4×106之间；所述的前弯叶片的基本型线五次多项式方程的系数按降幂排列范围分别在A：0～1.4×10-5，B：-8.3×10-4～0，C：0～2.1×10-2，D：-3.6×10-1～0，E：0～3.6，F：-5×10-3～0之间。所述的主副叶片2、3和轮毂1可以采用非金属或金属材料制成，如聚丙烯(pp)材料制作或铸铝合金制作，具有强度高、造价低廉的优点，并且叶片和轮毂可以一体聚塑或浇铸而成。
由于发动机导风罩外形受整机布置限制，气体在导风罩内形成挤流，气体干涉噪声往往很大，而导风罩外形很难改变，风扇又受冷却风量影响，不易整体缩小尺寸，采用本实用新型的叶片及布局形式能有效降低气体噪声并在一定程度上提高冷却风量。

Claims (9)

1.混合叶片冷却风扇，它包括轮毂和多个叶片，其特征在于：所述的叶片在所述的轮毂上分布两圈，其中外圈为主叶片，内圈为副叶片，主叶片若采用后弯叶片，则副叶片采用前弯叶片，反之，若主叶片采用前弯叶片，则副叶片采用后弯叶片。
2.根据权利要求1所述的混合叶片冷却风扇，其特征在于：所述后弯叶片的型线由连接处光滑过渡的两条多义曲线组成，多义曲线可用三次或三次以上多项式方程描述。
3.根据权利要求2所述的混合叶片冷却风扇，其特征在于：所述后弯叶片的出口后掠角范围在35°～45°之间。
4.根据权利要求1所述的混合叶片冷却风扇，其特征在于：所述前弯叶片的型线可用三次或三次以上多项式方程描述。
5.根据权利要求4所述的混合叶片冷却风扇，其特征在于：所述前弯叶片的出口前掠角范围在115°～135°之间。
6.根据权利要求1所述的混合叶片冷却风扇，其特征在于：所述的副叶片与主叶片径向最小间隔与轮毂半径之比在0～0.1之间。
7.根据权利要求6所述的混合叶片冷却风扇，其特征在于：所述主副叶片二者所占翼展之比在0.8～1.2之间。
8.根据权利要求7所述的混合叶片冷却风扇，其特征在于：所述主副叶片二者叶片数目不完全相同，空间分布错开角度在5°以上。
9.根据权利要求7所述的混合叶片冷却风扇，其特征在于：所述主副叶片高度之比大于2，弦长之比大于1.5。
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