风冷式发动机离心式冷却风扇的优化试验技术

介绍了为风泠发动机离心式冷却风扇优化实验研究工作面研制的万能试验风扇,试验叶片、叶片角度测量仪、风筒装置及其试验方法,以及获得的优化风扇在柴油机上的应用情况.     

小功率风冷发动机冷却系统的试验研究

本文论述了风冷柴油机冷却系统新型后向叶片风扇的设计,性能和经济效益。并根据试验和理论分析,对小功率风冷发动机冷却系设计中如何正确确定冷却系及冷却风扇的原始设计参数,后向叶片风扇应用的可行性及风扇结构尺寸、参数的优化设计等问题提出了一些看法。     

风扇试验台的设计与试验误差分析

在风冷柴油机冷却系统的试验研究中,试验台和有关的试验工作十分重要.作者在教学实践和科研的过移中,作为一种必要的研究手段,曾主持设计,试制了风扇试验台.该试验台可供风冷发动机冷却风扇及风道阻力特性综合试验使用(包括气动性能和噪声).装上变换参数的叶片和冷却风道,能进行优化风扇及冷却风道的试验,还可进行精密测功(如对小型发动机,小型电动机等进     

发动机冷却风扇叶尖参数优化

发动机冷却风扇是车辆冷却系统的重要组成部分,静压和轴功率是评价其气动性能的重要指标,而叶尖作为风扇做功的主要部分对风扇气动性能有较大影响.以发动机冷却风扇为研究对象,研究了风扇气动性能的计算方法和叶尖参数的优化方法.首先给出了风扇气动性能的计算方法,依据试验台建立风扇计算模型,利用模型仿真得到风扇在某一转速下的性能曲线,并与试验值进行了对比验证;然后以叶尖安装角、叶尖弦长、叶尖拱高为变量设计新风扇,基于正交试验法对各叶尖参数进行优化组合,给出了风扇叶尖参数的优化方法;最后通过风扇性能曲线、叶片压力图、叶片速度矢量图对优化结果进行分析,验证了优化方法的可行性.文中关于风扇叶尖参数的分析与优化方法,对发动机冷却风扇的设计具有指导意义.     

长叶片冷却风扇扭曲规律的气动优化设计

利用透平机械欧拉方程和经典的变分原理，推导出了内燃机冷却风扇沿径向气流参数优化设计的数学模型，建立了风扇叶片扭曲规律优化设计的数学方法。应用该方法对６１０２汽油机冷却风扇进行了优化设计，并将计算结果与等反击系数流型和自由涡流型的计算结果做了比较。     

长叶片冷却风扇扭曲规律的气动优化设计

利用透平机械欧拉方程和经典的变分原理，推导出了内燃机冷却风扇沿径向气流参数优化设计的数学模型，建立了风扇叶片扭曲规律优化设计的数学方法．应用该方法对６１０２汽油机冷却风扇进行了优化设计，并将计算结果与等反击系数流型和自由涡流型的计算结果做了比较     

基于涡量分析方法的轴流风扇结构优化设计

为研究涡量分析方法在轴流式冷却风扇优化设计中的应用,首先建立轴流风扇气动性能参数与周向涡量的直接数学物理关系,发现叶片表面平均周向涡量与风扇静压呈正相关;然后基于一款实例轴流冷却风扇,详细阐述了涡量分析方法步骤,建立了风扇管道数值计算模型,并从涡量角度指出了该款风扇的优化设计思路.结果表明:根据负周向涡量的分布,在风扇叶片表面增加导向筋,可以有效隔断负周向涡量的发展,提高平均周向涡量;利用涡量分析方法,合理设计风扇叶片压力面空气导向筋的形状、轴向高度及其厚度,可有效提高风扇气动性能;优化前后实例风扇测试结果最终验证了涡量分析方法可辅助于轴流冷却风扇的优化设计.     

前掠角对车用轴流式冷却风扇性能的影响

建立了某车用冷却风扇不同前掠角参数化模型,并基于计算流体力学的方法对其流动进行了仿真,研究了不同风扇转速下,前掠角对冷却风扇流动、风量以及阻力矩的影响.在压力分布方面,研究结果表明:随着冷却风扇前掠角的增加,相同的转速下,风扇叶栅入口处,空气的平均压力不断升高,叶栅流道内,相邻叶片间升力面和吸力面间的压力梯度逐渐减小,同一叶片升力面同吸力面间的压差逐渐降低.在速度分布方面,随着前掠角的增加,相同的转速下,风扇叶栅入口处,空气的流速逐渐减小,叶栅流道内,空气速度的增加逐渐减小.在风扇性能方面,随着前掠角的增加,相同的转速下,风扇风量逐渐减小,风扇阻力矩逐渐降低.     

非均布轴流风扇叶片力特性及其尖峰噪声特性预测

采用数值模拟方法对汽车用冷却风扇的均布和非均布叶片分布的模型进行了研究.通过对叶片采用片条化处理,分析了叶片力与非均布角度之间的关系,建立了叶片力与叶片相位角之间的叶片力模型.基于非均布风扇叶片力的特性,通过Lowson点力发声模型提出了非均布风扇的噪声预测方法,并建立了基于风扇叶片力模型的低速轴流非均布风扇尖峰噪声预测模型.通过与基于计算流体力学(CFD)的Lowson模型预测结果、实验数据以及其他非均布叶片噪声预测模型的对比,验证了该预测模型的有效性.     

基于CFD的发动机冷却风扇仿真优化研究

文章介绍了汽车发动机冷却风扇气动性能的CFD仿真方法,利用流体分析软件Fluent对冷却风扇进行了流场仿真分析和气动噪声计算,仿真结果与试验结果吻合较好,验证了仿真模型的可靠性。对影响冷却风扇气动性能的几何参数因素进行了分析研究,依据研究结果,针对原型风扇提出了2种改进方案,结果表明,在保证风扇冷却性能的前提下,风扇的噪声值得到了明显降低。     

轴流风扇转子叶片优化设计

针对一通用型轴流风扇的转子叶片,以三维粘性流场的数值计算程序为平台,利用人工神经网络BP算法和遗传算法,通过叶片弯掠技术对叶片的周向弯曲角度进行寻优,以使风扇的性能进一步提高.通过对比优化前、后的叶轮发现,优化之后的叶片形成明显的沿周向顺叶轮旋转方向弯曲.试验结果表明,其全压效率提高了1.27%,全压升提高了3.56%,上、下端部的流动损失进一步降低.     

利用FPGA实现高速芯片的冷却风扇控制

风扇是高速芯片常用的冷却手段,它们能大幅度地降低高速芯片的温度,但也会产生大量噪声。根据温度调节风扇速度能明显地降低风扇噪声,但需要首先测量高速芯片的温度。在现场可编程门阵列(FPGA)中设计一个系统管理总线(SMBus)接口,与内含温度测量和自动风扇控制的芯片进行通讯,实现高速芯片的冷却风扇控制。重点介绍了SMBus接口标准的主要内容,详细描述了具体的硬件电路,并给出了FPGA设计中的几点注意事项。     

风扇叶片外物撞击监测识别试验

为开展基于非接触叶尖振动测量的风扇叶片外物撞击监测识别技术研究,设计搭建了风扇叶片外物撞击监测识别试验平台,开展了不同弹体质量、发射速度、风扇转速等工况下的外物撞击试验.利用高速摄像机对外物撞击识别结果进行了检验,初步给出了外物撞击判定准则.分析了不同弹体质量、转速条件下系统识别准确率的差异,以及不同撞击因素与叶尖振动之间的定性规律.分析得出:外物撞击监测识别系统能够准确识别出撞击事件以及撞击叶片编号;风扇转速在1 800～4 000 r/min范围内,当弹体质量大于2.90 g时,系统的识别准确率达到了100％,这为后续建立外物撞击智能监测识别方法提供了重要的试验数据和依据.     

直8型机主减滑油冷却风扇性能测试试验及分析

直升机主减速器是一个高速运世哲学转的齿轮箱，其中的润滑油温度对主减速器的正常工作至关重要，而主减滑油冷却系统能否正常工作主要取决于冷却风扇。直8型直升机的主减滑油冷却风扇是随主减速器一同从国外进口的附件，由主减速器输出轴驱动。除转速外，其主要性能参数（功率、流量、全压、静压和效率）没有给出。在国产化过程中，按进口件实物测绘制造出同尺寸的产品，但无法给出风扇的性能指标，国产化风扇不能鉴定和装机使用。为了摸清直8型直升机主减滑油冷却系统的工作状态，标定风扇的设计性能，我们在北京航空航天大学空调研究所对进口风扇和国产风扇进行了对比试验，并对试验结果进行了对比分析。     

基于叶片应变测量的航空发动机风扇外物撞击监测识别

飞机在跑道上滑跑、起飞与着陆过程中的发动机外物撞击监测对其飞行安全保障至关重要.为监测识别发动机工作过程中的外物撞击事件,通过风扇叶片外物撞击模拟试验平台开展外物撞击模拟试验,采用应变测量的方法对叶片应力进行实时测量与分析,实现风扇外物撞击事件监测识别的目的.试验与分析结果表明:获取了数值模拟与应变测量的风扇转子叶片结...     

基于动-静叶片相位调制的冷却风扇离散噪声控制

随着汽车工业的发展和人们对驾驶舒适性要求的不断提高,汽车冷却风扇组件(CFM)离散噪声水平的控制与改善日趋重要.在CFM设计的早期,寻找一种能够快速预测离散噪声的方法有助于设计师缩短设计周期,提高工作效率.为此,提出一种动-静叶片相位调制的组合方法来控制CFM的谐波噪声,即通过控制CFM叶片的角度分布参数来降低CFM噪声频谱中的二次谐波以及三次谐波成分;基于静叶(定子叶片或者支撑筋)阵列的声学百叶窗效应,设计静叶角度分布参数,使CFM噪声频谱中的一次谐波成分进一步降低,从整体上改善CFM的离散噪声水平.通过7叶片风扇分别与6静叶和8静叶的组合对所提出的方法进行实验验证,结果表明其与理论预测结果较为吻合.     

工程车辆双风扇冷却模块散热性能数值仿真

为了解并联式双风扇冷却模块散热性能特征,研究了冷却风扇转速与散热器性能之间的关系特征.以国内某型双钢轮振动压路机为研究对象,用计算流体力学(CFD)与虚拟风洞相结合的方式,对原始方案进行分析,将分析结果与试验结果相对照,验证仿真方式的正确性和有效性.在尽量保持散热功率相近的前提下,采用"大迎风面、低厚度散热器、并联式双风扇"散热方案,对方案进行数值仿真.结果表明:原始方案中,仿真与试验最大误差为4.07%,最小误差为2.83%,在可接受范围内;风扇A和B分别对冷却液和液压油散热器性能影响较为明显;双风扇方案中,中冷器性能与风扇转速呈现非线性特征,当转速相同时,中冷器性能有所提升,当均为1 900 r/min时,热流体出口温度与原方案较为接近;双风扇转速组合特征可依据工况变化进行调整.     

发动机冷却风扇降低噪声的研究

介绍了发动机冷却风扇的噪声,分析了占主导地位的涡旋噪声产生的原因,提出了降低噪声的一些措施,试验结果表明效率良好．     

冷却风扇"拍振"对转向盘抖动影响的研究

为了探讨冷却风扇对转向盘抖动的影响,采用理论分析和现场试验相结合的方法,分析了冷却风扇"拍振"形成的原因;以某B级车为研究对象,进行了对比试验.结果表明:双冷却风扇转速差较小时产生"拍振",引起转向盘明显的抖动,抖动的幅值以较低的频率变化,影响驾乘人员舒适性;通过调整两冷却风扇的转速差,转向盘的抖动由改进前的4.7 m...     

航空发动机风扇叶片冲击加强轻量化设计

以提高风扇叶片抗冲击性能为目标,以空心率为约束条件,进行风扇叶片创新构型设计优化,并通过试验件加工和性能评估,验证所设计方案的合理性.建立了瞬态冲击载荷静力学等效方法,获取了风扇叶片在工作状态下能够有效抵抗鸟撞冲击载荷的最优质量分布.基于优化结果,建立了低质量、高抗冲击性能的风扇叶片几何构型.通过3D打印风扇叶片优化构型试验件,进行加工工艺可行性和优化构型试验件的力学性能评估,验证了优化设计方案的工艺可实现性、静力性能和抗鸟撞性能.结果表明:上述优化方法的建立能够为航空发动机空心风扇叶片设计提供可行的技术手段,使得叶片空心率提高到45%以上,并显著提升叶片抗冲击性能.