[发明专利]一种具有降噪节能汽车散热风扇叶片

说明书

一种具有降噪节能汽车散热风扇叶片，包括叶片本体和设置在叶片本体上的平衡块，叶片本体的断面为锯齿状，叶片本体的上下表面布满蜻蜓翅膀仿生状的凹凸不平的褶皱。所述的平衡块通过弹簧固定在叶片本体表面；弹簧的两端均加装有压电材料，压电材料分别黏贴在叶片本体和平衡块的表面。本发明分析了蜻蜓翅膀的横截面的褶皱，将锯齿状的断面形状运用于空调扇叶上，有利于减小扇叶上的摩擦阻力，同时扇叶上安装弹簧和平衡块，利用弹簧与平衡块来减振与吸振，从而减小扇叶在运转时产生的振动与噪声，提高了驾驶的舒适性；本发明提出的减振装置可以利用压电材料回收利用扇叶转动过程中的振动能，并将其转化为电能，起到节能减排的作用。

技术领域

本发明属于一种汽车风扇叶片，具体为一种具有降噪节能汽车散热风扇叶片。

背景技术

随着科技的发展，人们对性能要求以及舒适性要求也越来越高。NVH也成为各个厂商关注的焦点，对各零部件的NVH提出了更高的要求。汽车NVH指噪音(Noise)、振动(Vibration)和声振粗糙度(Harshness)。噪声和振动通常联系在一起。声振粗糙度指噪声和振动的品质,是指人体对振动和噪声的主观感受。汽车空调的主要作用是调节驾驶舱内热环境，改善乘员热舒适性，而汽车空调的噪声太大且空调工作效率不高等问题极大地降低了乘员的舒适性。所以改善汽车空调扇叶结构对于降低车内噪声和提高空调的工作能力有很大的作用。汽车散热器风扇是发动机冷却系统的重要组成部分，安装在发动机前端，其基本作用是帮助散热器散热，加速冷却液冷却，其工作原理是通过电机驱动扇叶的转动进而产生风流，一般扇叶呈中心对称。汽车散热器风扇带来的噪声属于空气动力学的噪声，也是汽车的主要噪声源。故许多汽车厂商和学者也在研究降低汽车空调和散热器风扇噪声，对于叶片旋转噪声的降噪方法一般有：降低风扇转速、对叶片不均匀化进行优化、调节风扇与冷凝器的间距等。除了带来振动噪声，汽车风扇在运行中还额外消耗了能量，如何进一步减小风扇在运行过程中的能量损耗也具有重要的意义。

发明内容

针对汽车风扇带来的振动噪声和能量消耗的问题，本发明以蜻蜓为仿生对象，提出一种具有降噪节能效果的汽车风扇叶片设计。通过改善扇叶的结构与形状，在此基础上安装压电材料进行能量回收，实现节能降噪的效果。

一种具有降噪节能汽车散热风扇叶片，包括叶片本体和设置在叶片本体上的平衡块，叶片本体的断面为锯齿状，叶片本体的上下表面布满蜻蜓翅膀仿生状的凹凸不平的褶皱。

进一步的，所述的平衡块通过弹簧固定在叶片本体表面；弹簧的两端均加装有压电材料，压电材料分别黏贴在叶片本体和平衡块的表面。

进一步的，平衡块为长方形，在平衡块的四边均设置有弹簧。

进一步的，压电材料将风扇转动过程产生的振动能转化为电能，将电能通过整流电路存储于蓄电池中。

蜻蜓翅膀整体上看是一个空间立体三维结构，对蜻蜓翅膀三维结构的研究表明，翅膀的横截面呈现无规则的褶皱状，它的不规则性从中心向后缘减少。如图1所示，蜻蜓翅膀产生良好的气动特性，是由于其特殊的褶皱结构，褶皱翼型上下表面凹凸不平，气流经过这个凹槽表面就会出现驻留的涡，这些驻留的涡会滞留在褶皱内部，填充到凹陷的地方，从而使褶皱翼型类似于“光滑翼型”。这些翼型使得蜻蜓在不同的飞行状态承受很低的空气阻力且能保持身体稳定。本发明的扇叶形状的设计方案以蜻蜓为仿生对象，参照了蜻蜓翅膀的断面褶皱。弹簧在扇叶中既起到了连接平衡块与扇叶的作用又具有吸振降噪的功效，而平衡块的安装平衡叶片在离心力的作用下产生的扭矩，强化了扇叶减振降噪的效果。与弹簧相连接的压电材料将风扇转动过程产生的振动能转化为电能，与压电片相连接的是一块蓄电池用于存储压电材料所产生电能。

有益效果：

(1)本发明的仿生对象为蜻蜓，分析了蜻蜓翅膀的横截面的褶皱，将锯齿状的断面形状运用于空调扇叶上，有利于减小扇叶上的摩擦阻力，同时扇叶上安装弹簧和平衡块，利用弹簧与平衡块来减振与吸振，从而减小扇叶在运转时产生的振动与噪声，提高了驾驶的舒适性。