機(jī)械風(fēng)扇扇翼形狀對整車噪聲影響的研究

李海亮

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

機(jī)械風(fēng)扇扇翼形狀對整車噪聲影響的研究

李海亮

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

汽車硅油離合器風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)提供汽車?yán)鋮s系統(tǒng)所需的足夠風(fēng)量，保證整車熱平衡合格；但是高速旋轉(zhuǎn)的硅油離合器風(fēng)扇的噪聲也是整車噪聲中的重要組成部分，對整車舒適性有一定的影響。文章重點(diǎn)研究的內(nèi)容就是不同的硅油離合器風(fēng)扇扇翼形狀對整車噪聲的影響。

硅油離合器風(fēng)扇；扇翼形狀；整車噪聲

前言

1 風(fēng)扇扇翼形式及相關(guān)試驗(yàn)

汽車噪聲水平不僅是國家相關(guān)法規(guī)的要求，同時也是衡量汽車品質(zhì)的一個重要指標(biāo)，隨著國家法規(guī)對要求的提高以及人們對汽車舒適性要求的不斷提高，對汽車設(shè)計來說，對汽車的噪聲源的噪聲水平進(jìn)行改善，顯得尤為重要。硅油離合器風(fēng)扇屬于高速旋轉(zhuǎn)部件，提供合適的風(fēng)量滿足整車熱平衡要求，但同時由于自身高速旋轉(zhuǎn)帶來的噪聲也是整車噪聲中重要組成部分。本文重點(diǎn)研究硅油離合器風(fēng)扇在保證整車熱平衡合格的前提下，通過對風(fēng)扇扇翼形狀的改變降低自身噪聲從而達(dá)到降低整車噪聲。

1.1 風(fēng)扇扇翼形式及零部件試驗(yàn)

1.2.1 硅油離合器風(fēng)扇的工作原理

硅油離合器風(fēng)扇的工作是依靠發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動通過皮帶輪按一定轉(zhuǎn)速比帶動旋轉(zhuǎn)，硅油離合器又依靠其前端的溫度傳感器感應(yīng)的溫度來控制硅油在工作腔的硅油量從而最終控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。

1.1.2 風(fēng)扇扇翼形式

風(fēng)扇扇翼形式分為兩種：標(biāo)準(zhǔn)翼風(fēng)扇和前進(jìn)翼風(fēng)扇。試驗(yàn)件為兩種扇翼形式的風(fēng)扇各一套，其中硅油離合器、風(fēng)扇尺寸及風(fēng)扇頁數(shù)相同。

圖1 硅油離合器風(fēng)扇的特性曲線

圖2 標(biāo)準(zhǔn)翼風(fēng)扇

圖3 前進(jìn)翼風(fēng)扇

1.1.3 風(fēng)扇零部件試驗(yàn)

按照硅油離合器風(fēng)扇零部件試驗(yàn)規(guī)范，保證相同的環(huán)境和條件下對兩個不同扇翼的風(fēng)扇進(jìn)行零部件風(fēng)量及噪聲試驗(yàn)。

表1 兩種扇翼的風(fēng)扇試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖4 兩種扇翼的風(fēng)扇流量對比

圖5 兩種扇翼的風(fēng)扇噪聲對比

通過對兩個不同扇翼的硅油離合器風(fēng)扇做零部件試驗(yàn)得出上表數(shù)據(jù)：可以看出兩個硅油離合器風(fēng)扇的風(fēng)量在不同轉(zhuǎn)速下基本相同，但是前進(jìn)翼的硅油離合器風(fēng)扇的噪聲在任何轉(zhuǎn)速下都低于標(biāo)準(zhǔn)翼的硅油離合器風(fēng)扇，尤其在高轉(zhuǎn)速下噪聲遠(yuǎn)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)翼的硅油離合器風(fēng)扇，最大噪聲下降達(dá)7.36dB。

1.2 整車噪聲試驗(yàn)

現(xiàn)將兩個種扇翼的硅油離合器風(fēng)扇分別裝到同一臺某商務(wù)車上進(jìn)行整車噪聲試驗(yàn)，試驗(yàn)按相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行。現(xiàn)主要采取三個主要噪聲采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較說明，三個采集點(diǎn)分別為駕駛員右側(cè)、后排座椅左側(cè)和車前，其中駕駛員右側(cè)和后排座椅左側(cè)測量的噪聲為車內(nèi)噪聲，車前測量的噪聲為車外噪聲。三個采集點(diǎn)都是根據(jù)試驗(yàn)規(guī)范選取的定點(diǎn)。下面是兩種扇翼的硅油離合器風(fēng)扇分別裝在同一臺車上每個采集點(diǎn)的整車噪聲試驗(yàn)數(shù)據(jù)[1][2]。

表2 兩種扇翼的風(fēng)扇對應(yīng)的整車噪聲數(shù)據(jù)（駕駛員右側(cè)）

圖6 兩種扇翼的風(fēng)扇對應(yīng)的整車噪聲對比（駕駛員右側(cè)）

通過上述數(shù)據(jù)和對比表可以明確看出，車輛裝配前進(jìn)翼風(fēng)扇時駕駛員右側(cè)的噪聲明顯小于裝配標(biāo)準(zhǔn)翼風(fēng)扇時的噪聲。噪聲下降最大值是在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為 4000rpm時下降7.4dB，平均噪聲下降4.3dB。

表3 兩種扇翼的風(fēng)扇對應(yīng)的整車噪聲數(shù)據(jù)（后排座椅左側(cè)）

圖7 兩種扇翼的風(fēng)扇對應(yīng)的整車噪聲對比（后排座椅左側(cè)）

通過上述數(shù)據(jù)和對比表可以明確看出，車輛裝配前進(jìn)翼風(fēng)扇時后排座椅左側(cè)的噪聲明顯小于裝配標(biāo)準(zhǔn)翼風(fēng)扇時的噪聲。噪聲下降最大值是在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為 2000rpm時下降4.2dB，平均噪聲下降2.6dB。

表4 兩種扇翼的風(fēng)扇對應(yīng)的整車噪聲數(shù)據(jù)（車前）

圖8 兩種扇翼的風(fēng)扇對應(yīng)的整車噪聲對比（車前）

通過上述數(shù)據(jù)和對比表可以明確看出，車輛裝配前進(jìn)翼風(fēng)扇時車前的噪聲明顯小于裝配標(biāo)準(zhǔn)翼風(fēng)扇時的噪聲。噪聲下降最大值是在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為4000rpm時下降9.8dB，平均噪聲下降4.85dB。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果的分析

通過上述試驗(yàn)驗(yàn)證，在相同的條件下通過更改風(fēng)扇的扇翼形狀，可以保證風(fēng)量不會變化但對自身及整車噪聲的影響非常大。前進(jìn)翼的硅油離合器風(fēng)扇無論自身的噪聲還是裝配到整車后整車的噪聲都得到很大的改善。

風(fēng)扇的噪聲主要源于高速旋轉(zhuǎn)時扇頁徑向拍打空氣的聲音。標(biāo)準(zhǔn)翼的風(fēng)扇由于自身扇翼形狀徑向正面積較大并且導(dǎo)流效果較差，因此高速旋轉(zhuǎn)時徑向正面積大、導(dǎo)流效果差的標(biāo)準(zhǔn)翼風(fēng)扇與空氣的拍打作用更明顯，表現(xiàn)的現(xiàn)象則是自身和整車噪聲更大；前進(jìn)翼的風(fēng)扇由于線性曲面形狀致使徑向正面積較小并且導(dǎo)流效果很好，因此風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)時徑向正面積小、導(dǎo)流效果好的前進(jìn)翼風(fēng)扇與空氣的拍打作用減小，使自身和整車噪聲減小。

2 結(jié)論

通過上述試驗(yàn)驗(yàn)證，將標(biāo)準(zhǔn)翼和前進(jìn)翼的兩種硅油離合器風(fēng)扇進(jìn)行試驗(yàn)對比，可以看出前進(jìn)翼的風(fēng)扇對整車噪聲的降低有非常大的貢獻(xiàn)。通過將標(biāo)準(zhǔn)翼的風(fēng)扇更換為前進(jìn)翼的風(fēng)扇后，整車噪聲降低達(dá)5dB左右，最大降低9.8dB。整車噪聲要求越來越嚴(yán)格，但降低難度越來越難，通過對硅油離合器風(fēng)扇扇翼的更改，很大程度降低了整車噪聲、提高了整車舒適性。

[1] 黃文兵,韋小華.Q/JQ 13023 汽車車內(nèi)噪聲試驗(yàn)方法.

[2] 許翔,韋小華. Q/JQ 13022 汽車加速行駛車外噪聲試驗(yàn)方法.

[3] GB 1495—2002 汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法.

The Research On The Influence On The Entire Automobile Noise Caused By The Shape Of Mechanical Fan

Li Hailiang
（AnHui JiangHuai Automobile group Co. Ltd Technology Center, Anhui Hefei 230601）

High-speed rotation of the automobile silicone oil clutch fan can provide enough air flow to the automobile cooling system, which can ensure the heat balance of entire automobile could be qualified.; however, the high-speed rotation of the automobile silicone oil clutch fan could produce noise which is one important component part of the entire automobile noise, which have influences on the comfort of entire automobile. Therefore, the key point of this article is researching the influences on the entire automobile noise caused by the different shape of silicone oil clutch fan blade.

silicone oil clutch; shape of fan blade; entire automobile noise

U467.1

A

1671-7988 (2017)21-151-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.21.051

CLC NO.: U467.1

A

1671-7988 (2017)21-151-03

李海亮，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心。