车用发动机的风扇制造技术

本实用新型专利技术公开了一种车用发动机的风扇，其包括多个叶片，所述叶片尾缘上形成有多个三角形锯齿。本实用新型专利技术的车用发动机风扇，无需改变风扇的叶片的型线设计基本参数，通过叶片表面的简单加工，即可实现降低风扇气动噪声的目的，即在对风扇的叶片型线设计不作重新设计的前提下，通过降低风扇噪声中的涡流噪声来降低风扇辐射噪声，从而使发动机整机噪声下降。

Fans for Vehicle Engines

【技术实现步骤摘要】
车用发动机的风扇
本技术涉及一种车用发动机风扇，属于车用发动机NVH

技术介绍
发动机风扇所产生的噪声是车用发动机噪声的一个重要的来源，现有技术中，针对风扇本身的各个结构参数的进行优化设计，如采用奇数叶片数、叶片不等距排列等来降低风扇噪声。这种结构上的改变，在一定程度上改善了风扇噪声，主要降低了风扇旋转噪声(旋转噪声频带范围较窄)，但不能有效降低风扇的涡流噪声(涡流噪声的频带范围较宽)，而风扇噪声属于宽频噪声；而且复杂的叶片设计加工制造成本高，且通过叶片参数等调整设计，会以牺牲风扇冷却性能为代价。
技术实现思路
本技术目的是提供一种车用发动机风扇，其在满足风扇对车用发动机的冷却性能的基础上，通过叶片表面的仿生学静音设计，来降低风扇辐射噪声。本技术解决技术问题采用如下技术方案：一种车用发动机的风扇，其包括多个叶片，所述叶片尾缘上形成有多个三角形锯齿。可选的，所述叶片尾缘的三角形锯齿形成在叶片尾缘靠近叶顶处。可选的，所述叶片的前缘也形成三角形锯齿。可选的，所述叶片表面形成有多个凹槽，所述多个凹槽以所述风扇的转子为圆心，同心地形成于所述风扇的表面上。可选的，所述叶片的表面覆盖多孔材料或柔性涂层。本技术具有如下有益效果：本技术的车用发动机风扇，无需改变风扇的叶片的型线设计基本参数，通过叶片表面的简单加工，即可实现降低风扇气动噪声的目的，即在对风扇的叶片型线设计不作重新设计的前提下，通过降低风扇噪声中的涡流噪声来降低风扇辐射噪声，从而使发动机整机噪声下降。附图说明图1(a)为标准叶片的尾缘涡流示意图；图1(b)为锯齿叶片的尾缘涡流示意图；图2为本技术的车用发动机的风扇的结构示意图；图3为本技术的车用发动机的风扇的结构示意图；图4为本技术的车用发动机的风扇的叶片尾缘的结构示意图；图5为本技术的车用发动机的风扇的叶片前缘的结构示意图；图6为本技术的车用发动机的风扇的叶片表面的结构示意图(凹槽)；图7为本技术的车用发动机的风扇的叶片表面的结构示意图(多孔材料或柔性图层)；图8为原型风扇和本技术的风扇(叶片尾缘锯齿)辐射噪声对比图；图9为原型风扇和锯齿风扇噪声频谱对比图(10～3500Hz)；图10为原型风扇和锯齿风扇噪声频谱对比图(3500～8000Hz)；图中标记示意为：1-叶片尾缘；2-涡流；3-尾缘的锯齿；4-叶片前缘；5-主动轴；6-护风圈；7-前缘的锯齿；8-凹槽；9-柔性图层。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术的技术方案作进一步阐述。实施例1本实施例提供了一种车用发动机的风扇，其包括通过仿生学静音设计的叶片，以降低风扇的辐射噪声。风扇噪声主要由旋转噪声和涡流噪声组成，旋转噪声由叶片周期性的打击空气质点，引起空气的压力脉动而激发出的噪声，这部分主要为低频成分。而涡流噪声由风扇转动时使周围气体产生涡流，涡流由于粘滞力的作用又分裂成一系列小涡流，涡流和涡流分裂使空气发生扰动，形成压缩和稀疏的过程从而产生涡流噪声，涡流噪声一般是宽频带噪声，因此降低涡流噪声能在宽频范围内显著降低风扇辐射噪声。研究表明：在自然界中，苍鹰等生物在运动过程中几乎不发声，这主要得益于苍鹰在长期适应周围生存环境的过程中，形成了独特的体表降噪系统。通过对苍鹰体表羽毛的生物耦合特征分析确定，苍鹰体表覆羽各羽毛问呈现的条纹结构和羽毛端部的锯齿形态为降噪的主要因素。条纹结构可以改变翅膀表面附面层空气流动的状态，以使气流顺着条纹方向流动.从而减小了紊流气体产生的涡流噪声和压力脉动；锯齿形态可将尾随涡分割、离散成若干小涡，从而获得涡量黏性耗散，减小由尾随涡引起的气动噪声；羽毛的绒毛状表面的多孔结构还能起到吸声作用。其中，叶片尾缘锯齿形态降噪的原理如图1所示，普通的风扇叶片尾缘当接触到大气压力时候，单一性的噪音传导会使噪音非常明显，而尾缘锯齿设计有若干个缺口，增加了接触大气压力的面，从声学角度来讲，当缺口冲击大气时，会被切割成若干个较小的噪音频段。为此，本技术的车用发动机的风扇，包括多个叶片，所述叶片的尾缘上形成有多个三角形锯齿，更优选地，所述三角形锯齿形成在每个叶片尾缘靠近叶顶处。当然所述车用发动机的风扇还包括主动轴和护风圈等结构，这些结构与现有技术中结构相同，在此不再详述。本技术的车用发动机风扇，无需改变风扇的叶片的型线设计基本参数，通过叶片表面的简单加工，即可实现降低风扇气动噪声的目的，即在对风扇的叶片型线设计不作重新设计的前提下，通过降低风扇噪声中的涡流噪声来降低风扇辐射噪声，从而使发动机整机噪声下降。更优选地，所述叶片的前缘也形成三角形锯齿，或者，所述叶片表面形成有多个凹槽，所述多个凹槽以所述风扇的转子为圆心，同心地形成于所述风扇的表面上，所述凹槽覆盖所述整个叶片的表面；或者，所述叶片的表面覆盖多孔材料或柔性涂层。本技术的车用发动机的风扇，主要是针对风扇叶片，基于仿生学设计，通过叶片表面的柔性化处理，如仿照鸟类羽毛绒毛状表面的多孔结构，在叶片表面覆盖绒丝构成的柔性涂层，提高吸声性能。针对叶片的结构优化，如仿照鸟类翅膀前缘、尾缘的锯齿状结构，减小叶片边缘的压力脉动；仿照鸟类羽毛表面的不平整形态的凹槽结构，起导流、减少涡流集中。将上述办法有机结合，可找到最佳的降噪效果。本技术的车用发动机的风扇，其叶片表面覆盖绒毛状多孔结构、叶片前缘及尾缘的锯齿结构、表面的凹槽结构，能有效改善风扇气动性能，降低其辐射噪声，从而降低车用发动机的整机辐射噪声，并且在发动机配套整车后，风扇运转时整车的运行噪声也明显降低，整车舒适性更佳；而且本技术加工成本不高，对于风扇本身的材料限制不大。图8-图10示出了原型风扇和本技术的风扇(叶片尾缘锯齿)辐射噪声，锯齿形风扇在低转速降噪作用明显，转速700r/min时，锯齿风扇噪声比原型风扇低5.2dB(A)。而从噪声频谱图来看，在10～8000Hz的全频段内，锯齿形风扇在宽频范围内能有效降低噪声频率峰值，3500～8000Hz降噪尤为明显。以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用发动机的风扇，其特征在于，包括多个叶片，所述叶片尾缘上形成有多个三角形锯齿；所述叶片尾缘的三角形锯齿形成在叶片尾缘靠近叶顶处；所述叶片的前缘也形成三角形锯齿；所述叶片表面形成有多个凹槽，所述多个凹槽以所述风扇的转子为圆心，同心地形成于所述风扇的表面上。

【技术特征摘要】
1.一种车用发动机的风扇，其特征在于，包括多个叶片，所述叶片尾缘上形成有多个三角形锯齿；所述叶片尾缘的三角形锯齿形成在叶片尾缘靠近叶顶处；所述叶片的前缘也形成三角形锯齿；所述叶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪龑，张跃华，夏恒，杨志慧，卜耀宇，李志强，吴海飞，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32