[發(fā)明專利]一種具有降噪節(jié)能汽車散熱風扇葉片

在審

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• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN109915408A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 鄭焱;李紫娟;張丹;貝紹軼;張?zhí)m春;楊藝;李波;李麗;馬夢琪;張凱清
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: F04D29/26
• 分類號: F04D29/26;F04D29/66;H02J7/32;H02N2/18;F01P5/02
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 孫永智

一種具有降噪節(jié)能汽車散熱風扇葉片，包括葉片本體和設置在葉片本體上的平衡塊，葉片本體的斷面為鋸齒狀，葉片本體的上下表面布滿蜻蜓翅膀仿生狀的凹凸不平的褶皺。所述的平衡塊通過彈簧固定在葉片本體表面；彈簧的兩端均加裝有壓電材料，壓電材料分別黏貼在葉片本體和平衡塊的表面。本發(fā)明分析了蜻蜓翅膀的橫截面的褶皺，將鋸齒狀的斷面形狀運用于空調扇葉上，有利于減小扇葉上的摩擦阻力，同時扇葉上安裝彈簧和平衡塊，利用彈簧與平衡塊來減振與吸振，從而減小扇葉在運轉時產生的振動與噪聲，提高了駕駛的舒適性；本發(fā)明提出的減振裝置可以利用壓電材料回收利用扇葉轉動過程中的振動能，并將其轉化為電能，起到節(jié)能減排的作用。

技術領域

本發(fā)明屬于一種汽車風扇葉片，具體為一種具有降噪節(jié)能汽車散熱風扇葉片。

背景技術

隨著科技的發(fā)展，人們對性能要求以及舒適性要求也越來越高。NVH也成為各個廠商關注的焦點，對各零部件的NVH提出了更高的要求。汽車NVH指噪音(Noise)、振動(Vibration)和聲振粗糙度(Harshness)。噪聲和振動通常聯(lián)系在一起。聲振粗糙度指噪聲和振動的品質,是指人體對振動和噪聲的主觀感受。汽車空調的主要作用是調節(jié)駕駛艙內熱環(huán)境，改善乘員熱舒適性，而汽車空調的噪聲太大且空調工作效率不高等問題極大地降低了乘員的舒適性。所以改善汽車空調扇葉結構對于降低車內噪聲和提高空調的工作能力有很大的作用。汽車散熱器風扇是發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的重要組成部分，安裝在發(fā)動機前端，其基本作用是幫助散熱器散熱，加速冷卻液冷卻，其工作原理是通過電機驅動扇葉的轉動進而產生風流，一般扇葉呈中心對稱。汽車散熱器風扇帶來的噪聲屬于空氣動力學的噪聲，也是汽車的主要噪聲源。故許多汽車廠商和學者也在研究降低汽車空調和散熱器風扇噪聲，對于葉片旋轉噪聲的降噪方法一般有：降低風扇轉速、對葉片不均勻化進行優(yōu)化、調節(jié)風扇與冷凝器的間距等。除了帶來振動噪聲，汽車風扇在運行中還額外消耗了能量，如何進一步減小風扇在運行過程中的能量損耗也具有重要的意義。

發(fā)明內容

針對汽車風扇帶來的振動噪聲和能量消耗的問題，本發(fā)明以蜻蜓為仿生對象，提出一種具有降噪節(jié)能效果的汽車風扇葉片設計。通過改善扇葉的結構與形狀，在此基礎上安裝壓電材料進行能量回收，實現(xiàn)節(jié)能降噪的效果。

一種具有降噪節(jié)能汽車散熱風扇葉片，包括葉片本體和設置在葉片本體上的平衡塊，葉片本體的斷面為鋸齒狀，葉片本體的上下表面布滿蜻蜓翅膀仿生狀的凹凸不平的褶皺。

進一步的，所述的平衡塊通過彈簧固定在葉片本體表面；彈簧的兩端均加裝有壓電材料，壓電材料分別黏貼在葉片本體和平衡塊的表面。

進一步的，平衡塊為長方形，在平衡塊的四邊均設置有彈簧。

進一步的，壓電材料將風扇轉動過程產生的振動能轉化為電能，將電能通過整流電路存儲于蓄電池中。

蜻蜓翅膀整體上看是一個空間立體三維結構，對蜻蜓翅膀三維結構的研究表明，翅膀的橫截面呈現(xiàn)無規(guī)則的褶皺狀，它的不規(guī)則性從中心向后緣減少。如圖1所示，蜻蜓翅膀產生良好的氣動特性，是由于其特殊的褶皺結構，褶皺翼型上下表面凹凸不平，氣流經(jīng)過這個凹槽表面就會出現(xiàn)駐留的渦，這些駐留的渦會滯留在褶皺內部，填充到凹陷的地方，從而使褶皺翼型類似于“光滑翼型”。這些翼型使得蜻蜓在不同的飛行狀態(tài)承受很低的空氣阻力且能保持身體穩(wěn)定。本發(fā)明的扇葉形狀的設計方案以蜻蜓為仿生對象，參照了蜻蜓翅膀的斷面褶皺。彈簧在扇葉中既起到了連接平衡塊與扇葉的作用又具有吸振降噪的功效，而平衡塊的安裝平衡葉片在離心力的作用下產生的扭矩，強化了扇葉減振降噪的效果。與彈簧相連接的壓電材料將風扇轉動過程產生的振動能轉化為電能，與壓電片相連接的是一塊蓄電池用于存儲壓電材料所產生電能。

有益效果：

(1)本發(fā)明的仿生對象為蜻蜓，分析了蜻蜓翅膀的橫截面的褶皺，將鋸齒狀的斷面形狀運用于空調扇葉上，有利于減小扇葉上的摩擦阻力，同時扇葉上安裝彈簧和平衡塊，利用彈簧與平衡塊來減振與吸振，從而減小扇葉在運轉時產生的振動與噪聲，提高了駕駛的舒適性。