[发明专利]车载风扇设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆零部件开发领域，尤其是一种车载风扇设计方法。

背景技术

随着生活水平的提高，车辆越来越多地应用于人们的生活之中，人们对车辆性能，尤其是驾驶时的舒适性能的要求也越来越高。在车辆的使用过程中，噪声问题是影响驾驶舒适性的主要的问题之一，风扇是车辆内部的主要噪声源。

风扇的噪声主要包括两个方面：气动噪声和机械噪声，启动噪声时风扇工作中流体和风扇叶片、风道及整流器等零部件相互作用产生的，主要包括旋转噪声、冲击噪声和涡流噪声等。风扇叶片作为风扇的能量交流元件，它的启动性能直接影响风扇的工作效率、运行寿命及产生噪声的大小。

若要得到较好性能的风扇，就必须对风扇以及组成风扇的扇叶进行设计。

风扇的开发设计需要综合考虑扇叶的翼型(扇叶的剖面形状)、叶片安装角以及轴向轮廓等多个参数，在现有技术中，风扇的生产厂商没有明确的风扇开发设计方法，在开发中只能够先对扇叶的翼型进行选择，然后在确定翼型后再对风量指标及噪声性能等要求进行改进。在开发设计中，各生产厂商只能自主寻找现有较为优秀的风扇扇叶，并根据扇叶分析该扇叶的翼型，然后将多个优秀的翼型做成自己的翼形库，当开发新风扇时，根据风扇性能指标在已经建立的风扇翼型库中寻找已有的翼型，当满足风量指标后，再进行风扇噪声测试，如果此时不能通过风量测试或噪声测试的话就再次在翼形库中寻找新的翼型，再次进行试验。

此方法开发设计的风扇扇叶，均是在现有的翼型的基础上的选择，只能逐个地对扇叶的各项参数进行优化，从而寻求一个相对好的结果，无法对扇叶的整体结构进行创新；该方法只能是对扇叶进行优化，不能对风扇的降噪性能做出较大的提升。另外，该开发设计方法需要进行大量的试验，试验周期较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载风扇设计方法，该方法能够在整体上对风扇扇叶进行开发设计，能够显著地提高风扇的降噪性能，缩短试验周期，降低试验成本。

本发明提供一种车载风扇设计方法，该方法包括如下步骤：

S1：建立风扇基础三维模型；

S2：对所述风扇基础三维模型进行分析，确定风扇上噪音源的具体位置；

S3根据噪音源的具体位置对风扇扇叶的各项参数进行选择；

S4：在风扇基础三维模型上，根据选择后的各项参数建立风扇改进三维模型；

S5：对所述风扇改进三维模型进行分析，验证风扇改进三维模型的噪声性能是否符合设计需要，若符合设计需要，则进入S6，若不符合设计需要，则进入S3重新对风扇扇叶的各项参数进行选择；

S6：依据所述风扇改进三维模型制作实体样品，并验证所述实体样品的噪声性能是否符合设计需要，若符合设计需要，则进入S7，若不符合设计需要，则进入S3重新对风扇扇叶的各项参数进行选择；

S7：输出选定的各项参数。

进一步地，在对所述风扇基础三维模型进行分析，确定风扇上噪音源的具体位置时，还包括如下步骤：

在风扇的迎风面上，以风扇中心为原型，依次截取不同半径的圆环形截面；

通过计算流体力学，制作风扇上各所述截面的流线分布图；

根据所述流线分布图找出气流脱离扇叶的位置，得出风扇上噪音源的位置。

进一步地，在对所述风扇基础三维模型进行分析，确定风扇上噪音源的具体位置时，还包括如下步骤：

在风扇的迎风面上，以风扇中心为原型，依次截取不同半径的圆环形截面；

根据计算流体力学制作风扇上各所述截面的静压云分布图；

根据所述静压云分布图，找出压力突变点的位置，得出风扇上噪音源的位置。

进一步地，在对所述风扇基础三维模型进行分析，确定风扇上噪音源的具体位置时，还包括如下步骤：

在风扇的迎风面上，以风扇中心为原型，依次截取不同半径的圆环形截面；

根据计算流体力学制作风扇上各所述截面的气流速度分布图；

根据所述气流速度分布图，找出气流速度突变点的位置，得出风扇上噪音源的位置。

进一步地，在对所述风扇基础三维模型进行分析，确定风扇上噪音源的具体位置时，还包括如下步骤：

在风扇的迎风面上，以风扇中心为原型，依次截取不同半径的圆环形截面；

根据计算流体力学制作风扇上各所述截面的湍动能强度分布图；

根据所述湍动能强度分布图，找出湍流强度突变点的位置，得出风扇上噪音源的位置。