[发明专利]一种低谐波噪声的冷却风扇

说明书

本公开提供了一种低谐波噪声的冷却风扇，该冷却风扇包括：扇叶，该扇叶包括呈非均匀分布的七个叶片；静叶，该静叶被设置成使得扇叶能够相对于静叶旋转。该冷却风扇被构造成：静叶包括第一组导叶和第二组导叶，其中第一组导叶和第二组导叶中的每一组导叶都具有均匀分布的三个导叶，并且第二组导叶相对于第一组导叶以介于23°至25°之间的导叶偏转角度偏转。该冷却风扇在整体上有效降低离散噪声，从而提高汽车的驾驶舒适性。

技术领域

本公开涉及冷却风扇，更具体地，涉及谐波噪声降低的冷却风扇。

背景技术

汽车发动机冷却风扇被广泛应用于汽车发动机冷却系统。冷却风扇通过自身的旋转将空气输送到汽车发动机的冷凝器散热器并带走发动机运行时产生的热量，从而保证发动机在合适的温度下工作。

通常，汽车发动机冷却风扇包括扇叶、静叶和电机，扇叶安装在电机上并且电机安装在静叶上，其中扇叶包括以彼此之间呈一定夹角的方式分布的多个叶片，静叶包括以彼此之间呈一定夹角的方式分布的多个导叶。在工作时，电机通电并驱动扇叶旋转从而产生空气流动，空气流然后经过保持处于固定状态的静叶。

但是，在冷却风扇通过旋转产生空气流动的同时，也引起气流的扰动而出现不期望的谐波噪声，导致汽车的驾驶舒适性恶化。冷却风扇的谐波噪声产生的原因有多种，例如扇叶叶片的分布角度、扇叶与静叶的干涉、进气的均匀性等均可能对谐波噪声产生影响。风扇在周期性地击打空气质点时，所有扇叶叶片击打空气质点而产生的谐波成分经常集中在某些特定阶次，形成例如低阶次的第一谐波、中间阶次的第二谐波以及高阶次的第三谐波。

因此，期望研发一种能够降低谐波噪声的冷却风扇。

发明内容

本公开的目的在于提供一种谐波噪声降低的冷却风扇，以改善汽车的驾驶舒适性。

本公开的一个方面提供一种冷却风扇，该冷却风扇包括：扇叶，该扇叶包括呈非均匀分布的七个叶片；和静叶，该静叶被设置成使得扇叶能够相对于静叶旋转。该冷却风扇被构造成：静叶包括第一组导叶和第二组导叶，其中第一组导叶和第二组导叶中的每一组导叶都具有均匀分布的三个导叶，并且第二组导叶相对于第一组导叶以介于23°至25°之间的导叶偏转角度偏转。

在根据本公开的上述方面的冷却风扇中，第二组导叶相对于第一组导叶以24°的导叶偏转角度偏转。

在根据本公开的上述方面的冷却风扇中，扇叶包括呈非均匀分布的七个叶片，并且将静叶包括的六个导叶分为两组，每组导叶包括均匀分布的三个导叶，并且两组导叶以介于23°至25°之间的导叶偏转角度偏转。通过使扇叶包括呈非均匀分布的七个叶片，调控扇叶叶片的周向分布位置，使得扇叶叶片彼此之间的夹角呈非均匀分布，从而改变相位角，保证冷却风扇旋转时产生的噪声不在一个谐波阶次叠加，促使谐波成分转移到其它阶次上，由此降低谐波噪声。在此基础上，基于静叶导叶偶极子声辐射理论，建立两组导叶的导叶偏转角度与谐波噪声幅值之间的关系，进而通过以合适的导叶偏转角度使两组静叶导叶(每组包括3个导叶)相对于彼此偏转来对目标谐波噪声的幅值进行衰减。

通过上述布置的配合，能够同时有效降低第一谐波、第二谐波和第三谐波三者的噪声，从而在整体上有效降低冷却风扇的噪声。因此，在根据本公开的上述方面的冷却风扇中，冷却风扇的静叶不仅起支撑和固定作用，而且还与非均匀分布的扇叶叶片配合来降低谐波噪声。

在根据本公开的上述方面的冷却风扇中，七个叶片中的相邻两个叶片之间的夹角可以依次为61.2°±1°、37.3°±1°、47.9°±1°、67.1°±1°、47.9°±1°、37.3°±1°和61.2°±1°。

在根据本公开的上述方面的冷却风扇中，导叶可以具有圆形、椭圆形、矩形或菱形等横截面形状，并且可以呈U形、空心或实心等形式。

在根据本公开的上述方面的冷却风扇中，叶片可以具有对称翼型、双凸翼型、平凸翼型、凹凸翼型、平板翼型或圆弧板翼型等翼型。