风扇叶轮和带有这种风扇叶轮的散热器风扇模块制造技术

技术编号:20513916 阅读:24 留言:0更新日期:2019-03-06 01:20
本发明专利技术涉及风扇叶轮和带有这种风扇叶轮的散热器风扇模块,风扇叶轮具有包括罐形毂10和多个叶片30,叶片布置在罐形毂10上并且从罐形毂10的尤其是至少基本上柱形的外壁12沿径向方向向外延伸,其中,每个叶片30具有前棱边VK和后棱边HK,其中,对于至少一个叶片30,叶片的前棱边的相对位置POSrel_VK(t)的曲线和/或后棱边的相对位置POSrel_HK(t)的曲线具有非周期性波浪形状。此外,本发明专利技术还涉及风扇叶轮在机动车辆中的用途。

Fan impeller and radiator fan module with such fan impeller

The invention relates to a fan impeller and a radiator fan module with such a fan impeller. The fan impeller has a tank hub 10 and multiple blades 30. The blades are arranged on the tank hub 10 and extend outward from the tank hub 10, especially from the outer wall 12 of at least a basically cylindrical shape. Each blade 30 has a front edge VK and a rear edge HK. For at least one blade, the fan impeller has a front edge VK and a rear edge HK. 30. The curve of POSrel_VK(t) at the relative position of the front edge and/or the curve of POSrel_HK(t) at the relative position of the back edge of the blade have non-periodic wave shape. In addition, the invention also relates to the use of fan impellers in motor vehicles.

【技术实现步骤摘要】
风扇叶轮和带有这种风扇叶轮的散热器风扇模块
本专利技术涉及一种尤其是带有向后镰刀状的叶片的叶轮,其用于散热器模块,尤其是用于电操作的散热器风扇模块,其尤其是用于机动车辆。
技术介绍
内燃机的冷却系统,特别是机动车辆的冷却系统,主要是导出排放到燃烧室和气缸的壁的热量,这是因为燃烧过程并非理想地进行。由于过高的温度会损坏发动机(撕掉润滑膜、燃烧阀门等),因此必须主动冷却内燃机。现代内燃机,尤其是机动车辆中的四冲程发动机除少数例外之外都是液体冷却的,其中通常使用水、防冻剂和防腐剂组成的混合物作为冷却液体。冷却液体通过软管、管筒和/或通路泵送穿过发动机(气缸盖和发动机缸体)以及必要时穿过被热强烈地负荷的发动机附件、例如废气涡轮增压器、发电机或废气再循环散热器。在这种情况下,冷却液体吸收热能并将其从上述组件中导出。被加热的冷却液体继续流向散热器。这种散热器(以前通常由黄铜制成,现在主要由铝制成)大多安装在机动车辆的前部,在那里,空气流从冷却剂吸收热能并在其再次流回发动机之前冷却它,由此使冷却剂回路闭合。为了驱动空气通过散热器,在沿着流动方向看在散热器之前(即上游)或在散热器之后(即下游)设置散热器风扇模块,其可以通过皮带驱动器机械驱动或通过电动马达电驱动。以下实施方案涉及电驱动的散热器风扇模块。散热器风扇模块典型地由风扇框架和风扇叶轮组成,风扇框架具有风扇叶轮容纳部,风扇叶轮可转动地保持在风扇叶轮容纳部中。风扇叶轮的几何形状显著影响输送的空气量和散热器风扇模块的声学特性。典型的风扇轮(参见图1A和1B)在叶片上具有至少基本平坦或略微弯曲的棱边几何形状。
技术实现思路
专利技术所基于的任务是提供一种有利的风扇叶轮,其尤其是在其空气输送和/或其声学特性方面特别有利。该任务通过根据权利要求1的风扇叶轮和根据权利要求10的散热器风扇模块解决。风扇叶轮和散热器风扇模块的优选改进方案是从属权利要求和以下说明书的主题。根据本专利技术,该任务通过一种特别是用于机动车辆的风扇叶轮解决,该风扇叶轮具有:尤其是围绕旋转轴线旋转对称的罐形毂和多个布置在罐形毂上且从罐形毂的尤其是至少基本上柱形的外壁沿径向方向向外延伸的叶片,其中,每个叶片都具有前棱边和后棱边,其中,对于至少一个叶片,特别是叶片中的一些,尤其是所有的叶片,所适用的是:基准直线,其通过以下限定出:在风扇叶轮的旋转轴线上的第一点;穿过第一点并垂直于旋转轴线的径向延伸部;以及将从罐形毂至叶片的过渡部上的圆弧形的棱边划分为两个长度相等的区段的第二点,其中,基准平面由相对于旋转轴线平行地推移的直线和相对于基准直线平行地推移的直线限定出,其中,推移如下地进行,即,沿叶轮的转动方向观察完全处在叶片之前,其中,在基准平面中映像了叶片的前棱边的正交投影和叶片的后棱边的正交投影;其中,在基准平面中,z轴通过旋转轴线在基准平面中的正交投影限定出,z轴在基准平面中从旋转轴线的正交投影出发沿径向方向向外平行推移了罐形毂的外半径;其中,在基准平面中,y轴由径向延伸部在基准平面上的正交投影限定出;其中,在y轴上,绘制了相对单位半径t(r),其如下地定义:其中,Ri是罐形毂的外半径,其尤其是至少基本上对应于叶片的内半径;Ra是叶片的外半径;并且r是旋转轴线与要考虑的特别是柱形的剖平面之间的距离,该剖平面以与旋转轴线的距离r垂直于所属的基准直线,其中r∈[Ri;Ra],其中,前棱边的相对位置POSrel_VK(t)的曲线和/或后棱边的相对位置POSrel_HK(t)的曲线具有非周期性波浪形状。根据本专利技术的方案这是特别有利的,因为以这种方式可以实现有利的空气体积流。在附图说明中详细阐述的对比测量表明,与具有平坦或弯曲的后棱边的其他方面结构相同的风扇叶轮相比,根据本专利技术的风扇叶轮可以实现更高的空气体积流,特别是实现了更高的空气体积流。换句话说,根据本专利技术,可以利用功率节约或慢速运行的风扇叶轮产生相同的空气体积流。备选地,可以在相同的功率下实现更高的空气体积流。在本专利技术的意义上的“风扇叶轮”特别是旋转对称的部件,其具有毂,特别是罐形毂,其将风扇叶轮与马达特别是通过从马达凸出的轴以如下方式连接,即将由马达产生的转矩至少基本上完全转移到风扇。此外,风扇叶轮具有多个叶片,它们设置用于尤其是设立用于在风扇被置于旋转运动中时产生空气体积流。在此,叶片优选地相对于旋转轴线在-90°至+90°的角度范围内倾斜。特别是,在本专利技术的意义上的“罐形毂”是风扇叶轮的中央部分,罐形毂至少基本上布置在风扇叶轮的中心,提供与驱动装置特别是马达特别是电动马达的连接,罐形毂至少部分地覆盖驱动装置特别是马达特别是电动马达,并且罐形毂与典型的罐一样由至少基本平坦的基面和与之邻接的柱形表组成。特别地,叶片布置在特别是成形在该柱形外壁上。本专利技术的意义上的“叶片”是相对于与旋转轴线垂直的平面倾斜的扁平体,叶片布置在罐形毂上,并且叶片设置用于特别是设立用于在风扇被置于旋转运动中时产生空气体积流。在本专利技术的意义中,叶片也应理解为特别是指翼片或转子片。特别是,在本专利技术的意义上,叶片的“前棱边”是在旋转方向上领先的棱边。特别是,在本专利技术的意义上,叶片的“后棱边”是在旋转方向上观察滞后的棱边。在本专利技术的意义上,“正交投影”是平面上的点的映像,使得该点与该点的映像之间的连接线与该平面形成直角。然后,就平面的所有点而言,映像具有距起始点的最短距离。因此,正交投影是平行投影的特殊情况,其中投影方向等于平面的法线方向。在本专利技术的意义上,“相对单位半径”以标准化的方式说明了与旋转轴线处于限定距离内的点或特别是柱形的平面,这导致不同的风扇叶轮之间的可对比性的改善。在本专利技术的意义上,“非周期性”特别是在相对单位半径上不对称地延伸的形状,换句话说,无法找到将前棱边的相对位置POSrel_VK(t)的曲线和/或后棱边的相对位置POSrel_HK(t)的曲线划分为两个相互完全相同的子函数的对称轴线。换句话说,前棱边的相对位置POSrel_VK(t)的曲线和/或后棱边的相对位置POSrel_HK(t)的曲线不是其函数值以规则间隔重复的函数。在本专利技术的意义上的“波浪”形状的特征尤其在于所基于的函数的二阶导数是始终连续的。换句话说,本专利技术的基本构思在于,给予前棱边和/或后棱边非周期性波浪形状,这促成叶片的独特设计方案,如其可以通过棱边几何形状(前棱边或后棱边的相对位置的曲线)来描述的那样。在根据本专利技术的这种形式中,关键是提高空气性能和上述功率节约。根据本专利技术的一种实施方案,前棱边的相对位置POSrel_VK(t)参考第三点,该第三点沿风扇叶轮的转动方向观察是从罐形毂到叶片的过渡部上的最前点,并且/或者后棱边的相对位置POSrel_HK(t)参考第四点,该第四点沿风扇叶轮的转动方向观察是从罐形毂到叶片的过渡部上的最后点。这是特别有利的,因为以这种方式,前棱边和/或后棱边的相对位置参考限定的点,以便因此能够从相对位置依赖于第三和/或第四点确定绝对位置。根据本专利技术的另一实施方案,风扇叶轮具有一个或多个沿转动方向上看向后镰刀状的叶片。这是特别重要的,因为对于具有向前和向后镰刀状的风扇叶轮而言存在完全不同的空气动力学行为,其尤其对输送的空气体积流具有显著影响。在本专利技术的意义上的向后镰刀状特别意味着本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风扇叶轮(1),其特别是用于机动车辆的风扇叶轮,所述风扇叶轮具有:尤其是围绕旋转轴线(R)旋转对称的罐形毂(10);和多个布置在罐形毂(10)上且从罐形毂(10)的尤其是至少基本上柱形的外壁(12)沿径向方向向外延伸的叶片(30),其中,每个叶片(30)具有前棱边(VK)和后棱边(HK),其中,对于至少一个叶片(30),特别是叶片(30)中的一些,尤其是所有的叶片(30),所适用的是:基准直线(G_REF),其通过如下限定出:在风扇叶轮(1)的旋转轴线(R)上的第一点(P1);穿过所述第一点(P1)并垂直于所述旋转轴线(R)的径向延伸部(E);以及将从罐形毂(10)至叶片(30)的过渡部上的圆弧形的棱边划分为两个长度相等的区段的第二点(P2),其中,基准平面(E_REF)由相对于旋转轴线(R)平行地推移的直线和相对于基准直线(G_REF)平行地推移的直线限定出,其中,推移如下进行,即,沿叶轮(1)的转动方向(D)观察,推移完全位于叶片(30)之前,其中,在基准平面(E_REF)中映像了叶片(30)的前棱边(VK)的正交投影和叶片(30)的后棱边(HK)的正交投影;其中,在基准平面(E_REF)中,z轴通过旋转轴线(R)在基准平面(E_REF)中的正交投影限定出,z轴在基准平面(E_REF)中从旋转轴线(R)的正交投影出发沿径向方向向外平行推移了罐形毂(10)的外半径(Ri);其中,在基准平面中,y轴由径向延伸部(E)在基准平面(E_REF)上的正交投影限定出;其中,在y轴上绘制了相对单位半径t(r),其如下地定义:...

【技术特征摘要】
2017.09.05 DE 102017008293.61.一种风扇叶轮(1),其特别是用于机动车辆的风扇叶轮,所述风扇叶轮具有:尤其是围绕旋转轴线(R)旋转对称的罐形毂(10);和多个布置在罐形毂(10)上且从罐形毂(10)的尤其是至少基本上柱形的外壁(12)沿径向方向向外延伸的叶片(30),其中,每个叶片(30)具有前棱边(VK)和后棱边(HK),其中,对于至少一个叶片(30),特别是叶片(30)中的一些,尤其是所有的叶片(30),所适用的是:基准直线(G_REF),其通过如下限定出:在风扇叶轮(1)的旋转轴线(R)上的第一点(P1);穿过所述第一点(P1)并垂直于所述旋转轴线(R)的径向延伸部(E);以及将从罐形毂(10)至叶片(30)的过渡部上的圆弧形的棱边划分为两个长度相等的区段的第二点(P2),其中,基准平面(E_REF)由相对于旋转轴线(R)平行地推移的直线和相对于基准直线(G_REF)平行地推移的直线限定出,其中,推移如下进行,即,沿叶轮(1)的转动方向(D)观察,推移完全位于叶片(30)之前,其中,在基准平面(E_REF)中映像了叶片(30)的前棱边(VK)的正交投影和叶片(30)的后棱边(HK)的正交投影;其中,在基准平面(E_REF)中,z轴通过旋转轴线(R)在基准平面(E_REF)中的正交投影限定出,z轴在基准平面(E_REF)中从旋转轴线(R)的正交投影出发沿径向方向向外平行推移了罐形毂(10)的外半径(Ri);其中,在基准平面中,y轴由径向延伸部(E)在基准平面(E_REF)上的正交投影限定出;其中,在y轴上绘制了相对单位半径t(r),其如下地定义:其中,Ri是罐形毂(10)的外半径,其尤其是至少基本上对应于叶片(30)的内半径;Ra是叶片(30)的外半径;并且r是旋转轴线(R)与要考虑的剖平面(S)之间的距离,所述剖平面以与旋转轴线(R)的距离r垂直于所属的基准直线(G_REF),其中r∈[Ri;Ra],其中,在z轴上绘出前棱边的相对位置POSrel_VK(t)和/或后棱边的相对位置POSrel_HK(t),其中,前棱边的相对位置POSrel_VK(t)的曲线和/或后棱边的相对位置POSrel_HK(t)的曲线具有非周期性波浪形状。2.根据权利要求1所述的风扇叶轮,其中,前棱边的相对位置POSrel_VK(t)参考第三点(P3),所述第三点沿风扇叶轮(1)的转动方向(D)观察是从罐形毂(10)到叶片(30)的过渡部上的最前点,并且/或者后棱边的相对位置POSrel_HK(t)参考第四点(P4),所述第四点沿风扇叶轮(1)的转动方向(D)观察是从罐形毂(10)到叶片(30)的过渡部上的最后点。3.根据权利要求1或2所述的风扇叶轮,其中,所述叶片(30)是沿转动方向(D)看向后镰刀状的叶片(30)。4.根据前述权利要求中任意一项所述的风扇叶轮,其中,所述风...

【专利技术属性】
技术研发人员:克里斯蒂安·弗罗迈克尔·毛斯
申请(专利权)人:博泽沃尔兹堡汽车零部件有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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