CN204003646U - 一种柴油机用的冷却风扇 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种柴油机用的冷却风扇，属于冷却风扇技术领域。它解决了现有结构会产生涡流扰动、因此噪音大、冷却风量不大等问题。本柴油机用的冷却风扇，包括轮毂，轮毂面上中心圆的外侧周向间隔分布有若干个叶片，沿顺时针方向前半圆上的依次相邻两叶片之间的夹角逐渐增大、后半圆上的依次相邻两叶片之间的夹角逐渐减小，所述的叶片包括倾斜的根部，根部的外端设有弧形部。上述结构中，夹角大小渐变的方向可为顺时针、也可为逆时针。本实用新型在相同叶轮直径的情况下，增加冷却风量，提高风扇散热能力；同时能优化风扇噪声频谱，使噪声频谱较为平滑，减小空气的振动峰值，避免叶片与空气发生共振，降低冷却风扇产生的噪声。
Description
技术领域
本实用新型属于冷却风扇技术领域，特指一种柴油机用的冷却风扇。
背景技术
单缸柴油机由于其结构紧凑，性价比高，使用维修方便等优点为各国农林渔牧行业所青睐，被广泛作为手扶拖拉机、小四轮拖拉机、农用三轮车、四轮车、农用排灌、小型船舶、小型工程机械、小型发电机及农副业加工机械的主要配套动力。目前，全世界单缸柴油机年产销量达900万台，且随着时间的推移，其保有量仍将维持在较高值。单缸柴油机使用量的突飞猛进加速了石油资源的消耗，同时其尾气排放、噪声污染也对环境造成了严重的危害，随着人们对保护环境呼声的不断高涨以及对节能意识的不断加强，各国政府针对单缸柴油机均提出了更加高的动力性、经济性及排放性指标要求，柴油机整机日趋强化，升功率大幅提升，其机械负荷和热负荷问题越发突显出来。为此对冷却风扇的设计提出了更高的要求：一方面要求风扇在小型化、轻量化的基础上提高冷却风扇散热能力；另一方面为了保护环境，又要求尽可能减少冷却风扇运转产生的噪声污染。
众所周知发动机冷却风扇的风扇噪声主要是空气动力噪声。它由旋转噪声和涡流噪声所组成。旋转噪声主要是旋转叶片周期性扰动空气，引起空气的压力脉动而发出的噪声，等距叶轮旋转噪声的基频f＝n z/60＝(n/60)(360/θ)赫兹，式中n为风扇转速,r/min；z为叶片数；θ是任意两相邻叶片与叶轮中心的夹角为θ。对等距叶片，给出一个风扇的叶片数，则基频是一个值，通过风扇叶片的频率(即基频f)及其整数倍(即谐频)处,噪声声强级明显比其它频率处高得多,特别在f基频处,峰值最高，噪声强度最大。涡流噪声是风扇旋转时使周围的空气产生涡流，这些涡流由于粘滞力的作用又会分裂成一系列的小涡流，这些涡流和涡流的分裂会使空气发生扰动，形成压力波动，从而激发出噪声。涡流噪声一般是宽频带噪声，当其振动频率与叶片的固有频率接近时，会产生系统共振，使得噪声增加。这两种噪声均与风扇叶片型线、叶片布局方式密切相关。目前风冷单缸柴油机上均采用离心式冷却风扇以减小发动机的外形尺寸，其扇叶大多数采用前弯、后弯叶片及叶片等高、间距均匀的布局形式，叶片数在20个左右，并一起固定在风扇轮毂上。然而采用此种离心式冷却风扇后，为获得相同风量，风扇叶轮外径明显大于前弯叶片冷却风扇，并且等高叶片、间距均匀的布置型式会使风扇旋转时产生一些声压级很高的频段成分，使得风扇噪声较高。如叶片数为20个的风扇，风扇与曲轴同轴，柴油机为3600r/min时，其基频f是1200Hz，即在600、1200、2400频率下对应噪声声强明显的高。为有效增加冷却风量，提高风扇散热能力，同时能明显降低风扇噪声，发明者设计了一种170F风冷柴油机的低噪声离心式冷却风扇，合理设计了风扇叶片轮廓，优化了风扇叶片布置形式，从而有效提高了冷却风量，降低了风扇噪声。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种风冷柴油机用不等距叶片的冷却风扇，使之不仅满足柴油机冷却，同时能降低噪声。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种柴油机用的冷却风扇，包括轮毂，其特征在于：轮毂面上中心圆的外侧周向间隔分布有若干个叶片，沿顺时针方向前半圆上的依次相邻两叶片之间的夹角逐渐增大、后半圆上的依次相邻两叶片之间的夹角逐渐减小，所述的叶片包括倾斜的根部，根部的外端设有弧形部。上述结构中，夹角大小渐变的方向可为顺时针、也可为逆时针。
在上述的一种柴油机用的冷却风扇中，所述的叶片的弧形部所在圆的半径为16.5～18.5mm。
在上述的一种柴油机用的冷却风扇中，所述的相邻两叶片的弧形部之间的夹角为13.5～22.5°。
在上述的一种柴油机用的冷却风扇中，所述的叶片有四组，每组的叶片根部朝向轮毂面上周向均布的同一半径上的一个圆上。
在上述的一种柴油机用的冷却风扇中，所述的叶片的数目为20片，其中10片的相邻叶片之间的夹角沿顺时针逐渐增大、另外10片的相邻叶片之间的夹角沿顺时针逐渐减小。
在上述的一种柴油机用的冷却风扇中，所述的叶片的上表面由弧形部至根部逐渐朝向轮毂倾斜，倾斜角的角度为2～3°。
在上述的一种柴油机用的冷却风扇中，轮毂及若干个叶片均是采用尼龙66注塑成型。
本发明设计的风扇，如柴油机在3600r/min工作，旋转噪声从原单一基频频率1200Hz变为频率范围在960-1600Hz范围内分布，降低风扇噪声中那些突出的线状频谱成分，使噪声频谱较为平滑，消除了由于等距叶片所引起的有规则压力强度干扰，由于不等距风扇的叶片相邻角度值是渐变的,因此不等距风扇每一个叶片与风扇导风罩表面撞击的强度不同,相邻两个叶片撞击表面的相位差也各不相同,这种谐波的相干结果使得在频率特性上,等距风扇在基频处的峰值被不等距风扇消弱为数值较小的分布值,破坏了叶片与风扇导风罩表面相互干扰时所发出的共振频率的共鸣声，使压力冲击小，并使不等距叶轮的总噪声级明显下降。使所设计的离心式风扇的噪声降低，并且不等角度的叶片布置型式减小了空气的振动峰值，避免叶片与空气发生共振，从而减少了叶片的振动，降低冷却风扇产生的噪声。
在风扇外径(由飞轮尺寸及整机结构设计布置确定)确定后，对风扇叶片的出口角、进口角、叶片的进口宽度及叶片的曲率半径进行了多参数优化，提高了风扇的冷却分量，保证了柴油机的冷却效果。
本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：
本实用新型在相同叶轮直径的情况下，增加冷却风量，提高风扇散热能力；同时能优化风扇噪声频谱，降低风扇噪声中那些突出的线状频谱成分，使噪声频谱较为平滑，并且能减小空气的振动峰值，避免叶片与空气发生共振，减少了叶片的振动，降低冷却风扇产生的噪声。在170F涡流室柴油机上试验表明，采用本实用新型后，同原机相比，整机噪声下降约1.6dB，同时冷却风风量有所提高，柴油机在标定工况运行时机油温度较原机下降了5℃，整机运行正常。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1中C-C剖面图。
图3是本实用新型的叶片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1—3：
一种柴油机用的冷却风扇，包括轮毂1，特征在于：轮毂面上中心圆2的外侧周向间隔分布有若干个叶片3，沿顺时针方向前半圆上的依次相邻两叶片之间的夹角4逐渐增大、后半圆上的依次相邻两叶片之间的夹角4逐渐减小，所述的叶片包括倾斜的根部5，根部的外端设有弧形部6。
所述的叶片的弧形部6所在圆的半径为16.5～18.5mm。
所述的相邻两叶片的弧形部6之间的夹角为13.5～22.5°
所述的叶片3有四组，每组的叶片根部朝向轮毂面上周向均布的同一半径上的一个圆上。
所述的叶片3的数目为20片，其中10片的相邻叶片之间的夹角沿顺时针逐渐增大、另外10片的相邻叶片之间的夹角沿顺时针逐渐减小。
相邻叶片间角度沿顺时针方向由A到B递增，从而能优化风扇噪声频谱，降低风扇噪声中那些突出的线状频谱成分，使噪声频谱较为平滑，并且能减小空气的振动峰值，避免叶片与空气发生共振，减少了叶片的振动，降低冷却风扇产生的噪声。在风扇外径(由飞轮尺寸及整机结构设计布置确定)确定后，对风扇叶片的出口角、进口角、叶片的进口宽度及叶片的曲率半径进行了多参数优化，确定其优化的结构参数，从而可增大冷却风量，提高风扇散热能力。
所述的叶片的上表面7由弧形部6至根部5逐渐朝向轮毂倾斜，倾斜角的角度为2～3°。
轮毂1及若干个叶片3均是采用尼龙66注塑成型。
上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种柴油机用的冷却风扇，包括轮毂(1)，其特征在于：轮毂面上中心圆(2)的外侧周向间隔分布有若干个叶片(3)，沿顺时针方向前半圆上的依次相邻两叶片之间的夹角(4)逐渐增大、后半圆上的依次相邻两叶片之间的夹角(4)逐渐减小，所述的叶片包括倾斜的根部(5)，根部的外端设有弧形部(6)。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机用的冷却风扇，其特征在于：所述的叶片的弧形部(6)所在圆的半径为16.5～18.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机用的冷却风扇，其特征在于：所述的相邻两叶片的弧形部(6)之间的夹角为13.5～22.5°。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机用的冷却风扇，其特征在于：所述的叶片(3)有四组，每组的叶片根部朝向轮毂面上周向均布的同一半径上的一个圆上。
5.根据权利要求4所述的一种柴油机用的冷却风扇，其特征在于：所述的叶片(3)的数目为20片，其中10片的相邻叶片之间的夹角沿顺时针逐渐增大、另外10片的相邻叶片之间的夹角沿顺时针逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的一种柴油机用的冷却风扇，其特征在于：所述的叶片的上表面(7)由弧形部(6)至根部(5)逐渐朝向轮毂倾斜，倾斜角的角度为2～3°。
7.根据权利要求1—6任一项所述的一种柴油机用的冷却风扇，其特征在于：轮毂(1)及若干个叶片(3)均是采用尼龙66注塑成型。
Priority Applications (1)
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| CN201420436475.0U CN204003646U (zh) | 2014-08-04 | 2014-08-04 | 一种柴油机用的冷却风扇 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104132004A (zh) * | 2014-08-04 | 2014-11-05 | 绿田机械股份有限公司 | 一种柴油机用的冷却风扇 |
| CN106321509A (zh) * | 2015-06-29 | 2017-01-11 | 苏州金鼎机械制造有限公司 | 应用于发电机的冷却风扇结构 |
| CN113639008A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-12 | 南通大学 | 一种两缸风冷共轨柴油机用飞轮部件 |
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2014
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| CN106321509B (zh) * | 2015-06-29 | 2019-02-12 | 苏州金鼎机械制造有限公司 | 应用于发电机的冷却风扇结构 |
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