减振冷却风扇系统及应用其的汽车技术方案

本发明专利技术提供了一种减振冷却风扇系统及应用其的汽车，该减振冷却风扇系统包括风扇支架、冷却风扇和多个安装悬置组件，安装悬置组件包括限位件，限位件沿周向设有限位槽；冷却风扇设有多个固定支脚，固定支脚的数量、位置与安装悬置组件相对应，固定支脚设有能卡入限位槽中的限位边；固定支脚的限位边卡入限位件的限位槽中，限位件固定于风扇支架上，固定支脚压在风扇支架上，冷却风扇的风扇边缘与风扇支架的支架边缘紧密接触。安装悬置组件，使冷却风扇与风扇支架之间形成有效的刚性连接，改变了冷却风扇系统在高温条件下的模态固有频率，避开了冷却风扇在高速运行时的一阶激励频率，解决了高温条件下冷却风扇高速运行时的方向盘抖动的问题。

Vibration damping cooling fan system and the vehicle applied to it

The invention provides a cooling fan vibration system and application of the automobile, the damping cooling fan system comprises a fan bracket, a cooling fan and a plurality of mounting mounting components, installation of suspension assembly includes a stopper, limiting piece along the circumferential direction is provided with a spacing groove; the cooling fan is provided with a plurality of fixing support feet. Fixed leg number, location and installation of suspension components corresponding to a fixed leg can be inserted into the spacing groove of the edge; fixed leg limiting edges into the limiting piece in the limiting groove, the limit is fixed on the fan bracket position, fixed leg pressure in a fan frame, fan fan bracket stent edge edge and the cooling fan close contact. Install the suspension assembly, to form an effective rigid connection between cooling fan and fan support, change the modal natural frequency under the condition of high temperature cooling fan system, avoid the first-order excitation frequency of cooling fan in high speed operation, solves the high temperature cooling fan high speed operation of the steering wheel vibration problem.

【技术实现步骤摘要】
减振冷却风扇系统及应用其的汽车
本专利技术涉及一种减振冷却风扇系统及应用其的汽车。
技术介绍
在目前汽车轻量化的大趋势下，大量复合材料被应用于汽车开发与生产中。复合材料的材料力学性能随温度的变化，往往容易在开发前期被忽略，导致后期设计更改时需要大量的费用，增加开发成本的同时严重影响了汽车开发进度。例如，两档设置的风扇在环境温度较高的情况下，会切换至高档高速运行。若风扇支架由复合材料制成，冷却风扇和风扇支架组成的系统在高温条件下的模态固有频率就会与常温条件下的模态固有频率不同。冷却风扇系统，在常温条件下(21度)与高温条件下(60度)的模态固有频率的区别如图1所示。其中，虚线代表常温条件下的传递函数曲线，其一阶固有频率为49Hz；实线表示高温条件下的传递函数曲线，其一阶固有频率为43.7Hz。冷却风扇在高速运行时的一阶激励频率为43-45Hz。由此可知，当风扇支架温度升高时，冷却风扇的一阶激励频率与冷却风扇系统的模态固有频率耦合，产生共振。因此，在前期设定模态要求时，不仅要考虑到冷却风扇系统在常温条件下的模态要求，还要考虑到在高温条件下的模态要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的冷却风扇系统在高温条件下的模态固有频率与冷却风扇高速运行时的一阶激励频率耦合，产生共振，使方向盘抖动剧烈的缺陷，而提供一种减振冷却风扇系统及应用其的汽车。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题：本专利技术提供了一种减振冷却风扇系统，包括风扇支架、冷却风扇和多个安装悬置组件，所述安装悬置组件包括限位件，所述限位件沿周向设有限位槽；所述冷却风扇设有多个固定支脚，所述固定支脚的数量、位置与所述安装悬置组件相对应，所述固定支脚设有能卡入所述限位槽中的限位边；所述固定支脚的限位边卡入所述限位件的限位槽中，所述限位件固定于所述风扇支架上，所述固定支脚压在所述风扇支架上，所述冷却风扇的风扇边缘与所述风扇支架的支架边缘紧密接触。较佳地，所述风扇支架具有多个放置孔，所述放置孔的数量、位置与所述限位件相对应，所述限位件放置于所述放置孔内。较佳地，所述安装悬置组件还包括固定螺栓，所述限位件还设有沿轴向延伸的中心孔；所述固定螺栓穿过所述限位件的中心孔后与所述风扇支架固定。较佳地，所述安装悬置组件还包括衬套，所述衬套位于所述固定螺栓与所述限位件之间。较佳地，所述衬套包括套筒和固定于所述套筒的端部的环形凸缘，所述套筒插入所述中心孔内，所述环形凸缘与所述限位件远离所述风扇支架的远端面相接触，所述固定螺栓插入所述中心孔内，所述固定螺栓的头部抵在所述环形凸缘上。较佳地，所述限位槽至所述限位件面向所述风扇支架的近端面之间的距离为3.45mm，所述限位槽至所述限位件远离所述风扇支架的远端面之间的距离为8.45mm。较佳地，所述限位件由弹性体材料制成。较佳地，所述限位件由橡胶制成。本专利技术提供了一种汽车，所述汽车包括上述减振冷却风扇系统。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：该减振冷却风扇系统及应用其的汽车，在不更改其他部件的情况下，通过对安装悬置组件的结构设计，使固定支脚能有效地压在风扇支架上，同时冷却风扇的风扇边缘与风扇支架的支架边缘紧密接触，冷却风扇与风扇支架之间形成有效的刚性连接，非常成功地改变了该减振冷却风扇系统在高温条件下的模态固有频率，避开了冷却风扇在高速运行时的一阶激励频率，最终解决了高温条件下冷却风扇高速运行时的方向盘抖动的问题。附图说明图1为现有的减振冷却风扇系统在常温条件和高温条件下的模态固有频率的测试数据图。图2为本专利技术一实施例减振冷却风扇系统的结构示意图。图3为图2所示的减振冷却风扇系统的A区域的局部放大图。图4为图2所示的减振冷却风扇系统的B区域的局部放大图。图5为图2所示的减振冷却风扇系统的正视图。图6为图5所示的减振冷却风扇系统的剖视图。图7为图6所示的减振冷却风扇系统的局部放大图。图8为图2所示的风扇支架与固定支脚的相对位置示意图。图9为图2所示的安装悬置组件中的限位件、衬套的结构示意图。图10为图9所示的限位件、衬套的正视图。图11为图10所示的限位件、衬套的剖视图。图12为图2所示的安装悬置组件中的固定螺栓的结构示意图。图13为图2所示的安装悬置组件与风扇支架、固定支脚的连接示意图。图14为粘性阻尼系统的力学模型的示意图。图15为现有技术中的冷却风扇系统的内部力学关系与本实施例的减振冷却风扇系统的内部力学关系的对比图。图16为现有技术的汽车方向盘和本实施例的汽车方向盘的振动对比图。附图标记说明风扇支架1放置孔11连接孔12支架边缘13冷却风扇2固定支脚21限位边22风扇边缘23安装悬置组件3限位件31限位槽311中心孔312近端面313远端面314固定螺栓32头部321衬套33套筒331环形凸缘332具体实施方式本专利技术的各种实施例将参照附图进行说明。在说明书附图中，具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。可以理解地，附图只是为了便于说明本专利技术的各个实施例，并不是要对本专利技术进行穷尽性的说明，也不是对本专利技术的范围进行限制。本专利技术减振冷却风扇系统的一实施例如图2至图13所示。该减振冷却风扇系统包括风扇支架1、冷却风扇2和四个安装悬置组件3(如图2和图5所示)。如图3至图13所示，安装悬置组件3包括限位件31，限位件31沿周向设有限位槽311；冷却风扇2设有四个固定支脚21，每个固定支脚21通过一个安装悬置组件3固定在风扇支架1上，固定支脚21设有能卡入限位槽311中的限位边22，固定支脚21的限位边22卡入限位件31的限位槽311中，限位件31固定于风扇支架1上，固定支脚21压在风扇支架1上，冷却风扇2的风扇边缘23与风扇支架1的支架边缘13紧密接触。本实施例的固定支脚21的数量为四个，实际上固定支脚21的数量可根据实际需求进行调整。一般情况下，当驱动力频率与系统固有频率相等或相近时，受迫振动的振幅达到最大。这种现象称为共振。单自由度系统是最基本的振动系统。虽然实际结构为多自由度系统，但单自由度系统的分析能揭示振动系统很多基本的特性。针对粘性阻尼系统，假设其阻尼力与振动速度成正比，方向与速度相反，即粘性阻尼系统的力学模型如图14所示。其振动运动方程为：式中：x及f均为时间t的函数。对于自由振动(f＝0)，上式可以写为：其解的形式为：x＝Xest(1-4)式中：s为复数；X为不依赖时间的量。对(1-2)式两边进行拉普拉斯变换，并假设初始值为0，可得(ms2+cs+k)x(s)＝f(s)(1-5)式中：s为拉氏变换因子；x(s)为x(t)的拉氏变换，而f(s)则为f(t)的拉氏变换。对自由振动而言，可得ms2+cs+k＝0(1-6)由上式可解得s的两个根，式中，为系统的无阻尼固有频率；ζ为阻尼比。ζ为无量纲因子。一般钢结构属于小阻尼，ζ＝0.01～0.1，对ζ＜1的阻尼称为欠阻尼。多自由度固有频率的推导与上述推导类似，有多少自由度就有多少阶模态。总之，模态是系统的固有属性。其中，某一阶模态下的固有频率与该阶模态的有效刚度、有效质量有关，通过改变系统的有效刚度、有效质量就能改变某一阶模态的固有频率。具体到本实施例，通过改变安装悬置组件3的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减振冷却风扇系统，其特征在于，包括：风扇支架；多个安装悬置组件，所述安装悬置组件包括限位件，所述限位件沿周向设有限位槽；冷却风扇，所述冷却风扇设有多个固定支脚，所述固定支脚的数量、位置与所述安装悬置组件相对应，所述固定支脚设有能卡入所述限位槽中的限位边；所述固定支脚的限位边卡入所述限位件的限位槽中，所述限位件固定于所述风扇支架上，所述固定支脚压在所述风扇支架上，所述冷却风扇的风扇边缘与所述风扇支架的支架边缘紧密接触。

【技术特征摘要】
1.一种减振冷却风扇系统，其特征在于，包括：风扇支架；多个安装悬置组件，所述安装悬置组件包括限位件，所述限位件沿周向设有限位槽；冷却风扇，所述冷却风扇设有多个固定支脚，所述固定支脚的数量、位置与所述安装悬置组件相对应，所述固定支脚设有能卡入所述限位槽中的限位边；所述固定支脚的限位边卡入所述限位件的限位槽中，所述限位件固定于所述风扇支架上，所述固定支脚压在所述风扇支架上，所述冷却风扇的风扇边缘与所述风扇支架的支架边缘紧密接触。2.如权利要求1所述的减振冷却风扇系统，其中，所述风扇支架具有多个放置孔，所述放置孔的数量、位置与所述限位件相对应，所述限位件放置于所述放置孔内。3.如权利要求1所述的减振冷却风扇系统，其中，所述安装悬置组件还包括固定螺栓，所述限位件还设有沿轴向延伸的中心孔；所述固定螺栓穿过所述限位件的中心孔后与所述风扇支架固定。4.如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健夏，
申请(专利权)人：观致汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32