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电子风扇与散热器距离匹配的试验研究_图文

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2024年5月22日发(作者:魏正清)

《装备制造技术))2012年第9期 

电子风扇与散热器距离匹配的试验研究 

李毅 ,董琳2。张延静3 

(1.华南理工大学,广东广州510640;2.广东大华仁盛科技有限公司,广东广州510540; 

3.广州大华德盛热管理科技有限公司,广东广州5 10540) 

摘要:为了确保冷却系统的散热能力、整机的综合热平衡达到良好的效果,对客车风扇叶片到散热器芯子的距离进行 

合理匹配试验研究,结果发现:吸风式和吹风式风扇的叶片到水散热器芯子的最佳距离分别为88—98 ITIITI和78 nun, 

而吸风式风扇的叶片与中冷器芯子的最佳距离为168 mill,并且风扇噪音的高低与吸风或吹风式无关。 

关键词:风扇;散热器;最佳距离 

中图分类号:U464.138 文献标识码:A 文章编号:1672—545X(2o12)09—0003--02 

目前,在客车冷却系统中,风扇大多使用机械传动 

出风平面上做好各测试风速点标记(共36个测试 

的方 l。其是把风扇和发动机主轴连接起来,散热器 

点),如图3(b)所示。图4表示了噪声的测试位置及 

的散热量根据发动机的转速而定,达不到整车系统控 

测试点的分布情况。各测试点选取方法如下:把散热 

制所需的散热量要求。在目前使用的散热器中,一般只 

器和中冷器的芯子背面横向和纵向平均分成五等 

使用一个风扇,不能根据整车的发热量来调整散热量 

分,取居中一点为风速测试点,测试点距离离水散热 

的大小,并且发动机在转速较高时风扇的噪音偏大。 

器芯子表面约30 lnl/l。 

同时冷却风扇是车辆冷却系统必不可少的一个 (3)分别调整左右挡板的距离使电子风扇叶片 

重要部件,风扇的选择直接影响到主机冷却系统的 到芯子表面的距离依次为78 mm、88 rnln、98 lnln、 

散热效果、噪声、燃油经济性和发动机功耗等酬。电 

108 171,m、118 rllln、128 ITIITI、138 rain、148 m/n、158 m/n、 

子风扇有吸风式和吹风式两种形式,选择的主要原 

168 mill、178 mrlf、188 nlln、198 mill,输人占空比为 

则是,风扇形成的空气流动方向必须与主机在正向 90%、100%(中冷器),电压为24 V,测试单路风扇电 

行驶时迎风空气流动方向一致。风扇端面离散热器 流值、散热器出口风速值、噪音值(此次取L2点),如 

芯子过近或过远,会出现无风区或发生回流现象 因 

图4所示。 

此,推荐风扇端面距离散热器芯子的距离为风扇直 

径的10%一15%嘲。 

由于风扇不仅承担了发动机冷却水的散热,同 

时还负责中冷器进气的冷却,为了使冷却系统的散 

图1送风的系统示意图 

热能力、整机的综合热平衡收到良好的效果,对风扇 

叶片到散热器芯子的距离进行合理匹配的试验研究 

具有重要意义。 

1 风扇与散热器匹配试验方法 

1.1试验方法 

图2测试布置图 

(1)按要求把散热器固定在测试平台上,然后把 

电子风扇安装在散热器上,连接好各电源线路,并检 

查确认试验和相关设备连接完好,如图1、图2所示。 

(2)在散热器芯子出风平面上做好各测试风速 

a1散热器芯子平面b)中冷器芯子平面 

点标记(共25个测试点),见图3(a)。在中冷器芯子 

图3水散热器和中冷器芯子出风平面 做好各测试风速点分布图 

收稿日期:2012--06-14 

作者简介:李毅(1975一),男,湖南株洲人,讲师,博士,研究方向:发动机(车辆)热管理系统。 

3 

Equipment Manufactring Technology No.9,2012 

图7水散热器上特定点的出风口平均噪音 

图4噪音L处测试点 

(1)从噪声图可以明显看出,EF4001C的噪音最 

1.2辅助设备及试验设置 

低,而EF5001C最高,这方面噪音高低与电子风扇的 

试验辅助设备有:TMS控制器测试台、TMS一3控 

吸风吹风无关; , 

制器一套、EF4001C、EF4001D、EFS001C、EF5001D、 

(2)随着叶片到芯子的距离的变化,噪音变化 

SPAL VA33一BP71/VLL-65A(中冷器)电子风扇、 

很小。 

AZ8910风速计,6234P+转速计数字型光电转速计、 

2.3风扇电流 

AR824噪音计、水散热器总成及中冷器总成。 

2 风扇与水散热器的试验数据处理 

2.1水散热器特定点出风口风速 

图8 风扇风叶到水散热器芯子表面距离与电流之间的关系 

从图8中可以得知: 

(1)从电流图8可以明显看出,吸风式电子风扇 

图5水散热器上特定点的出风口平均风速 

比吹风式所消耗的电流大一些; 

(2)随着叶片到芯子的距离的变化,所消耗的电 

流变化很小。 

3风扇与中冷器匹配试验结果 

图6 水散热器上特定点出口处的风速(风叶到 

水散热器芯子表面距离为88 mm) 

从图9中可以得知: 

从图5和图6中可以知: ‘ 1)sPAL—BP71风扇与芯子距离在168 Inm左右 

(1)经计算,四款电子风扇的平均风速在5.3 m/s 

时风速最大,风速可达到5.65 m/s; 

左右,但是不同距离条件下,风速不同; 2)SPAL-BP71风扇与芯子距离在58 mill左右时 

(2)从图5可以看出,同一系列的电子风扇,吸 

风速最大,风速可达到6.53 m/s;SPAL-BP71风扇与芯 

风式风扇的平均风速高于吹风式; 子距离在168 llflln左右时风速较大,风速为6.5 m/s; 

(3)从图5可以看出,吸风式风扇的平均风速较 3)SPAI,_BP7l风扇与芯子距离在168左右时, 

大处,叶片到芯子的距离大约88~98 man;吹风式风 

无论占空比是9O%还是100%,风扇的风速都比较大。 

扇的平均风速随叶片到芯子的距离变化的比较缓 

慢,较大处大约为78 otni; 

(4)从图6可以看出,在相同的叶片到芯子的距 

离下,吹风式风扇在各测试风速点的变化比吸风式 

的变化更大,即风速分布更不均匀。 

2.2风扇噪音 

从图7中可以得知: 

图9 中冷器上特定点的出风口平均风速之间的关系 

4 

(下转第48页) 

Equipment Manufactring Technology No.9,201 2 

The Design of New Automatic High—temperature Kiln Material Level Detection 

Device based on Programmable Controller 

LI Xiang—wei 0,LING Ling ,WU Bai—hai ,L0 Qian-jiang ,LIAO Zhi-qiang 

(1.Guangdong Industry Technical College,Guangzhou 5 1 0300,China; 

2.Guangdong University of Technology,Guangzhou5 10006,China; 

3.Shenzhen Tiansheng Proenvironment New Materila Co.,Ltd.,Shenzhen Guangdong 518100,China) 

Abstract:This paper presents the design of automatic high-temperature kiln materila level detection device.The 

system design,structure desing and electrical control system desing are also舀Ven clearly.The device work reliably,cost 

lowly,and has high automaticity. 

Key words:materila level detection;weight;PLC;desing 

(上接第4页) 

风扇的发动机热管理系统,并将系统应用在LNG客 

4试验结论 

车上在海南试验场进行了试验,在整个热平衡试验 

过程中,发动机出水温度维持在85℃,中冷器出气温 

通过以上的试验,可以得出以下结论: 

度维持在55%以内,温度控制在±2℃范围内,整机 

(1)吸风式风扇的平均风速较大处,是风扇叶片 

到水散热器芯子的距离大约88~98 mm;吹风式风 

的油耗和噪声有了明显的降低,现正将此热管理系 

扇的平均风速随风扇叶片到水散热器芯子的距离变 

统在新能源车上进行推广应用。 

化的比较缓慢,较大处距离大约为78 mm; 

(2)噪音高低与电子风扇的吸风吹风无关; 

参考文献: 

[1】卢广锋.汽车发动机冷却水泵电力驱动与控制系统的研究 

(3)SPAL-BP71风扇与中冷器的芯子距离在 

【D].山东农业人学硕士研究生论文,2002. 

168 mm左右时,无论占空比是90%还是100%,风 

【2]刘晓晴,胡军.电动冷却风扇低能耗、低噪声大客车的研发 

扇的风速都比较大; 

【J].客车技术与研究,2007,(6):19—22. 

(4)电子风扇与不同散热器进行匹配时,有不同 

[3]郭新民,邢娟,袁燕利,等.汽车发动机电动冷却风扇控制 

的匹配距离。 

系统的研究忉.汽车电器,1996,(5):13—15. 

【4]郭新民.自控电动冷却风扇在汽车发动机上的应用叨.内燃 

5 结束语 

机工程,1993,f5):79—82. 

[5】郭金海,范爱芳.工程机械用冷却风扇的选择与匹配【J】.工 

根据取得的试验结果,开发成功了采用此电子 

程机械,2001,(7):27-29. 

Experimental Research OI3 the Distance of Electronic Fan and Radiator 

U Yi ,DON Lin ,ZHANG Yan-jing 

(1.South China University ofTechnology,Guangzhou 510640,China; 

2.Guangdong Dahua Rensheng Scien-Tech Co.,Ltd.,Guangzhou 510540,China; 

3.Guangzhou Dahua Desheng Science&technology Co.,Ltd.,Guangzhou 5 10540,China) 

Abstract:In order to making heat capacity of the cooling system and the overall heat balance of hte machine receive 

g0od results,experimental research on reasonable distance from fna blades to the water radiator cores iS studied.The 

results showed that the best distance from suction and blower—type fna blades to the warer radiator cores are about 88~ 

98mm and 78mm.But the best distance from the suction—type fan blades to the charge air cooler cores is about 168 mm

. 

andthenoiselevel offnahas nothingto suction orblower-tyoe. 

Key WOrds:electronic fan;radiator;the best distance 

2024年5月22日发(作者:魏正清)

《装备制造技术))2012年第9期 

电子风扇与散热器距离匹配的试验研究 

李毅 ,董琳2。张延静3 

(1.华南理工大学,广东广州510640;2.广东大华仁盛科技有限公司,广东广州510540; 

3.广州大华德盛热管理科技有限公司,广东广州5 10540) 

摘要:为了确保冷却系统的散热能力、整机的综合热平衡达到良好的效果,对客车风扇叶片到散热器芯子的距离进行 

合理匹配试验研究,结果发现:吸风式和吹风式风扇的叶片到水散热器芯子的最佳距离分别为88—98 ITIITI和78 nun, 

而吸风式风扇的叶片与中冷器芯子的最佳距离为168 mill,并且风扇噪音的高低与吸风或吹风式无关。 

关键词:风扇;散热器;最佳距离 

中图分类号:U464.138 文献标识码:A 文章编号:1672—545X(2o12)09—0003--02 

目前,在客车冷却系统中,风扇大多使用机械传动 

出风平面上做好各测试风速点标记(共36个测试 

的方 l。其是把风扇和发动机主轴连接起来,散热器 

点),如图3(b)所示。图4表示了噪声的测试位置及 

的散热量根据发动机的转速而定,达不到整车系统控 

测试点的分布情况。各测试点选取方法如下:把散热 

制所需的散热量要求。在目前使用的散热器中,一般只 

器和中冷器的芯子背面横向和纵向平均分成五等 

使用一个风扇,不能根据整车的发热量来调整散热量 

分,取居中一点为风速测试点,测试点距离离水散热 

的大小,并且发动机在转速较高时风扇的噪音偏大。 

器芯子表面约30 lnl/l。 

同时冷却风扇是车辆冷却系统必不可少的一个 (3)分别调整左右挡板的距离使电子风扇叶片 

重要部件,风扇的选择直接影响到主机冷却系统的 到芯子表面的距离依次为78 mm、88 rnln、98 lnln、 

散热效果、噪声、燃油经济性和发动机功耗等酬。电 

108 171,m、118 rllln、128 ITIITI、138 rain、148 m/n、158 m/n、 

子风扇有吸风式和吹风式两种形式,选择的主要原 

168 mill、178 mrlf、188 nlln、198 mill,输人占空比为 

则是,风扇形成的空气流动方向必须与主机在正向 90%、100%(中冷器),电压为24 V,测试单路风扇电 

行驶时迎风空气流动方向一致。风扇端面离散热器 流值、散热器出口风速值、噪音值(此次取L2点),如 

芯子过近或过远,会出现无风区或发生回流现象 因 

图4所示。 

此,推荐风扇端面距离散热器芯子的距离为风扇直 

径的10%一15%嘲。 

由于风扇不仅承担了发动机冷却水的散热,同 

时还负责中冷器进气的冷却,为了使冷却系统的散 

图1送风的系统示意图 

热能力、整机的综合热平衡收到良好的效果,对风扇 

叶片到散热器芯子的距离进行合理匹配的试验研究 

具有重要意义。 

1 风扇与散热器匹配试验方法 

1.1试验方法 

图2测试布置图 

(1)按要求把散热器固定在测试平台上,然后把 

电子风扇安装在散热器上,连接好各电源线路,并检 

查确认试验和相关设备连接完好,如图1、图2所示。 

(2)在散热器芯子出风平面上做好各测试风速 

a1散热器芯子平面b)中冷器芯子平面 

点标记(共25个测试点),见图3(a)。在中冷器芯子 

图3水散热器和中冷器芯子出风平面 做好各测试风速点分布图 

收稿日期:2012--06-14 

作者简介:李毅(1975一),男,湖南株洲人,讲师,博士,研究方向:发动机(车辆)热管理系统。 

3 

Equipment Manufactring Technology No.9,2012 

图7水散热器上特定点的出风口平均噪音 

图4噪音L处测试点 

(1)从噪声图可以明显看出,EF4001C的噪音最 

1.2辅助设备及试验设置 

低,而EF5001C最高,这方面噪音高低与电子风扇的 

试验辅助设备有:TMS控制器测试台、TMS一3控 

吸风吹风无关; , 

制器一套、EF4001C、EF4001D、EFS001C、EF5001D、 

(2)随着叶片到芯子的距离的变化,噪音变化 

SPAL VA33一BP71/VLL-65A(中冷器)电子风扇、 

很小。 

AZ8910风速计,6234P+转速计数字型光电转速计、 

2.3风扇电流 

AR824噪音计、水散热器总成及中冷器总成。 

2 风扇与水散热器的试验数据处理 

2.1水散热器特定点出风口风速 

图8 风扇风叶到水散热器芯子表面距离与电流之间的关系 

从图8中可以得知: 

(1)从电流图8可以明显看出,吸风式电子风扇 

图5水散热器上特定点的出风口平均风速 

比吹风式所消耗的电流大一些; 

(2)随着叶片到芯子的距离的变化,所消耗的电 

流变化很小。 

3风扇与中冷器匹配试验结果 

图6 水散热器上特定点出口处的风速(风叶到 

水散热器芯子表面距离为88 mm) 

从图9中可以得知: 

从图5和图6中可以知: ‘ 1)sPAL—BP71风扇与芯子距离在168 Inm左右 

(1)经计算,四款电子风扇的平均风速在5.3 m/s 

时风速最大,风速可达到5.65 m/s; 

左右,但是不同距离条件下,风速不同; 2)SPAL-BP71风扇与芯子距离在58 mill左右时 

(2)从图5可以看出,同一系列的电子风扇,吸 

风速最大,风速可达到6.53 m/s;SPAL-BP71风扇与芯 

风式风扇的平均风速高于吹风式; 子距离在168 llflln左右时风速较大,风速为6.5 m/s; 

(3)从图5可以看出,吸风式风扇的平均风速较 3)SPAI,_BP7l风扇与芯子距离在168左右时, 

大处,叶片到芯子的距离大约88~98 man;吹风式风 

无论占空比是9O%还是100%,风扇的风速都比较大。 

扇的平均风速随叶片到芯子的距离变化的比较缓 

慢,较大处大约为78 otni; 

(4)从图6可以看出,在相同的叶片到芯子的距 

离下,吹风式风扇在各测试风速点的变化比吸风式 

的变化更大,即风速分布更不均匀。 

2.2风扇噪音 

从图7中可以得知: 

图9 中冷器上特定点的出风口平均风速之间的关系 

4 

(下转第48页) 

Equipment Manufactring Technology No.9,201 2 

The Design of New Automatic High—temperature Kiln Material Level Detection 

Device based on Programmable Controller 

LI Xiang—wei 0,LING Ling ,WU Bai—hai ,L0 Qian-jiang ,LIAO Zhi-qiang 

(1.Guangdong Industry Technical College,Guangzhou 5 1 0300,China; 

2.Guangdong University of Technology,Guangzhou5 10006,China; 

3.Shenzhen Tiansheng Proenvironment New Materila Co.,Ltd.,Shenzhen Guangdong 518100,China) 

Abstract:This paper presents the design of automatic high-temperature kiln materila level detection device.The 

system design,structure desing and electrical control system desing are also舀Ven clearly.The device work reliably,cost 

lowly,and has high automaticity. 

Key words:materila level detection;weight;PLC;desing 

(上接第4页) 

风扇的发动机热管理系统,并将系统应用在LNG客 

4试验结论 

车上在海南试验场进行了试验,在整个热平衡试验 

过程中,发动机出水温度维持在85℃,中冷器出气温 

通过以上的试验,可以得出以下结论: 

度维持在55%以内,温度控制在±2℃范围内,整机 

(1)吸风式风扇的平均风速较大处,是风扇叶片 

到水散热器芯子的距离大约88~98 mm;吹风式风 

的油耗和噪声有了明显的降低,现正将此热管理系 

扇的平均风速随风扇叶片到水散热器芯子的距离变 

统在新能源车上进行推广应用。 

化的比较缓慢,较大处距离大约为78 mm; 

(2)噪音高低与电子风扇的吸风吹风无关; 

参考文献: 

[1】卢广锋.汽车发动机冷却水泵电力驱动与控制系统的研究 

(3)SPAL-BP71风扇与中冷器的芯子距离在 

【D].山东农业人学硕士研究生论文,2002. 

168 mm左右时,无论占空比是90%还是100%,风 

【2]刘晓晴,胡军.电动冷却风扇低能耗、低噪声大客车的研发 

扇的风速都比较大; 

【J].客车技术与研究,2007,(6):19—22. 

(4)电子风扇与不同散热器进行匹配时,有不同 

[3]郭新民,邢娟,袁燕利,等.汽车发动机电动冷却风扇控制 

的匹配距离。 

系统的研究忉.汽车电器,1996,(5):13—15. 

【4]郭新民.自控电动冷却风扇在汽车发动机上的应用叨.内燃 

5 结束语 

机工程,1993,f5):79—82. 

[5】郭金海,范爱芳.工程机械用冷却风扇的选择与匹配【J】.工 

根据取得的试验结果,开发成功了采用此电子 

程机械,2001,(7):27-29. 

Experimental Research OI3 the Distance of Electronic Fan and Radiator 

U Yi ,DON Lin ,ZHANG Yan-jing 

(1.South China University ofTechnology,Guangzhou 510640,China; 

2.Guangdong Dahua Rensheng Scien-Tech Co.,Ltd.,Guangzhou 510540,China; 

3.Guangzhou Dahua Desheng Science&technology Co.,Ltd.,Guangzhou 5 10540,China) 

Abstract:In order to making heat capacity of the cooling system and the overall heat balance of hte machine receive 

g0od results,experimental research on reasonable distance from fna blades to the water radiator cores iS studied.The 

results showed that the best distance from suction and blower—type fna blades to the warer radiator cores are about 88~ 

98mm and 78mm.But the best distance from the suction—type fan blades to the charge air cooler cores is about 168 mm

. 

andthenoiselevel offnahas nothingto suction orblower-tyoe. 

Key WOrds:electronic fan;radiator;the best distance 

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