室內(nèi)車輛試驗用低噪聲迎面風的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種室內(nèi)車輛試驗用低噪聲迎面風機，包括機殼、電機、葉輪、吸聲裝置和防護網(wǎng)；機殼包括進風口和出風口，從進風口到出風口依次為集流區(qū)、動葉區(qū)、消聲區(qū)和出風區(qū)，且各區(qū)間的截面面積遞減，出風區(qū)末端正對試驗車輛的前部；電機固接在機殼內(nèi)部，葉輪包括輪轂和葉片，輪轂固接在電機輸出軸上，葉片周向均勻布置固接在輪轂上；防護網(wǎng)包括集流防護網(wǎng)和出風防護網(wǎng)，集流防護網(wǎng)固接在進風口位置處，出風防護網(wǎng)固接在出風口位置處。本發(fā)明有效地降低了迎面風機噪聲，改善了室內(nèi)工作人員的工作環(huán)境，保證了室內(nèi)聲環(huán)境在合理的分貝范圍內(nèi)，使工作品質(zhì)得到保證，使室內(nèi)工作人員的身體健康得到了保證，相應(yīng)地保證了工作效率及安全生產(chǎn)。
【專利說明】室內(nèi)車輛試驗用低噪聲迎面風機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種迎面風機，尤其涉及一種室內(nèi)車輛試驗用低噪聲迎面風機，屬于車輛測試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在檢測車輛性能的試驗中，為了減少內(nèi)外環(huán)境變化給試驗帶來的影響，可將此車輛性能試驗從室外試驗場地改為室內(nèi)，例如:室內(nèi)的汽車底盤測功機，汽車底盤測功機作為一種不解體檢驗汽車動力性能的室內(nèi)檢測設(shè)備，它可以模擬各種路面行駛阻力。
[0003]但是，在室內(nèi)試驗車輛性能時(例如:底盤測功機上模擬道路行駛時)，雖然驅(qū)動車輪在滾筒上滾動，但汽車并未發(fā)生移動，因而缺少迎面風場環(huán)境，致使發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的冷卻速度相對不足。為了能夠再現(xiàn)汽車在道路上所處的迎面風場環(huán)境，使試驗室內(nèi)發(fā)動機工作環(huán)境更加接近實際道路行駛工況，保證發(fā)動機工作可靠、耐久并獲得良好的動力性和經(jīng)濟性指標，布置隨動式迎面風機使發(fā)動機冷卻系統(tǒng)保持最佳工作狀態(tài)十分必要。
[0004]而，現(xiàn)有的迎面風機在正常使用過程中會產(chǎn)生高分貝噪聲，對室內(nèi)聲環(huán)境污染嚴重，工作品質(zhì)得不到保障，強烈的噪聲影響到工作人員的工作效率；當室內(nèi)工作人員長期暴露于此高分貝惡劣的噪聲環(huán)境之中時，會給工作人員生理和心理上造成了不良的影響，甚至對身體健康具有極大威脅，且不能保證相應(yīng)工作人員的安全生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的問題是提供一種室內(nèi)車輛試驗用低噪聲迎面風機。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供一種室內(nèi)車輛試驗用低噪聲迎面風機，包括機殼、電機、葉輪、吸聲裝置和防護網(wǎng)；所述機殼包括進風口和出風口，從進風口到出風口依次為集流區(qū)、動葉區(qū)、消聲區(qū)和出風區(qū)，且各區(qū)間的截面面積遞減，風機內(nèi)部流場逐級增壓，所述出風區(qū)末端正對試驗車輛的前部；所述電機固接在機殼內(nèi)部，且電機輸出軸、集流區(qū)、動葉區(qū)和消聲區(qū)共軸線；所述葉輪包括輪轂和葉片，所述輪轂固接在電機輸出軸上，所述葉片周向均勻布置固接在輪轂上；所述吸聲裝置位于消聲區(qū)內(nèi)；所述防護網(wǎng)包括集流防護網(wǎng)和出風防護網(wǎng)，所述集流防護網(wǎng)固接在集流區(qū)的進風口位置處，避免大尺寸異物被吸入風機，所述出風防護網(wǎng)固接在出風區(qū)出風口位置處，防止風機葉片脫落被吹出出風口。
[0007]為了實現(xiàn)汽車道路試驗時迎面風場環(huán)境的室內(nèi)模擬，在試驗車輛的正前方布置迎面風機可模擬汽車實際行駛所處的迎面風場環(huán)境。為了保證迎面風機能對動態(tài)的試驗車輛進行有效地冷卻，風機送風量隨著試驗車輛行駛速度的變化而變化。當風機的出風口面積一定時，為了滿足不同行駛車速下的車輛對風機送風量的需求，可通過提高風機風速來增加迎面風機的送風量。
[0008]當風機正常工作時會產(chǎn)生強烈的噪聲，將會惡化試驗室內(nèi)聲環(huán)境，進一步會影響室內(nèi)工作人員的身心健康。采用吸聲方式來降低迎面風機噪聲，當進入機殼內(nèi)的空氣經(jīng)過消聲區(qū)后，實現(xiàn)風機降噪的目的。
[0009]進一步，所述機殼均為不銹鋼板焊接體，各區(qū)間通過法蘭固接。
[0010]進一步，所述集流區(qū)、動葉區(qū)和消聲區(qū)的截面為圓形，所述出風區(qū)的截面為等截面矩形；所述消聲區(qū)與出風區(qū)間設(shè)有一轉(zhuǎn)接區(qū)，所述轉(zhuǎn)接區(qū)殼體內(nèi)部截面為變截面，變截面是為了實現(xiàn)消聲區(qū)與出風區(qū)不同形狀截面的對接，即一方面與消聲區(qū)圓截面連接，另一方面是為了與出風區(qū)矩形截面連接，故其一端為圓形截面與消聲區(qū)截面共截面連接，另一端為矩形截面與出風區(qū)共截面連接。
[0011]進一步，所述集流區(qū)呈喇叭狀結(jié)構(gòu)，空氣介質(zhì)通過集流區(qū)被吸入機殼內(nèi)部，且沿著空氣進入方向截面積減?。凰鰟尤~區(qū)內(nèi)部截面為等截面，并與集流區(qū)末端共截面，以保證空氣介質(zhì)通順地入機殼，并被加速。
[0012]進一步，所述消聲區(qū)內(nèi)的吸聲裝置設(shè)有內(nèi)穿孔擋圈、多孔吸聲綿和外擋圈，所述消聲區(qū)內(nèi)部截面為等截面，與動葉區(qū)保持一致。消聲區(qū)可使氣流在增壓過程中，氣流透過內(nèi)穿孔擋圈進入多孔吸聲綿介質(zhì)，氣流在多孔吸聲材料中傳播時，因摩擦將聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散掉，有效地吸收已產(chǎn)生的噪聲中的主要成分，由此可降低風機噪聲，改善室內(nèi)工作人員的工作環(huán)境。
[0013]進一步，所述電機為直流變頻電機，隨著試驗車輪轉(zhuǎn)速的升高，電機轉(zhuǎn)速隨之升高；所述電機固接在一支架上，所述支架焊接在機殼內(nèi)部。
[0014]進一步，所述葉片沿其旋轉(zhuǎn)方向向前彎，即采用圓弧流線型葉片，且從其根部到端部的厚度逐漸減小，盡可能降低了由于葉片與空氣作用而產(chǎn)生的噪聲，改善室內(nèi)工作人員的工作環(huán)境；所述葉片優(yōu)選為鋁合金鑄造體。
[0015]進一步，所述機殼固接在固定架上，所述固定架優(yōu)選為焊接架，所述固定架底部設(shè)有撐腳或腳輪。
[0016]或，所述機殼固接在固定架上，所述固定架優(yōu)選為焊接架，所述固定架底部設(shè)有撐腳和腳輪。每個腳輪臨近位置安裝高度可調(diào)節(jié)的撐腳，使得風機在移動到指定位置后，通過調(diào)整撐腳高度進而完成對風機的支撐和穩(wěn)固。
[0017]由于迎面風機的結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量重，給移動和使用帶來了不便，為了方便該款迎面風機的移動和使用，腳輪與撐腳為一體的結(jié)構(gòu)進行迎面風機的移動和穩(wěn)固，腳輪為風機移動提供了方便，不僅穩(wěn)固，還便于移動；當風機移動到目的地時，利用撐腳可以將迎面風機穩(wěn)固在試驗臺上，同時撐腳高度可調(diào)，滿足不同類型試驗車輛散熱格柵的高度要求。
[0018]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:本迎面風機不僅能夠為室內(nèi)車輛試驗提供一種迎面風場環(huán)境，使室內(nèi)試驗車輛運轉(zhuǎn)工況更加接近車輛道路行駛工況，還實現(xiàn)了對試驗車輛發(fā)動機冷卻的目的；并且，本迎面風機有效地降低了迎面風機噪聲，改善了室內(nèi)工作人員的工作環(huán)境，保證了室內(nèi)聲環(huán)境在合理的分貝范圍內(nèi)，使工作品質(zhì)得到保證，使室內(nèi)工作人員的身體健康得到了保證，相應(yīng)地保證了工作效率及安全生產(chǎn)；本迎面風機還具有支撐穩(wěn)固和移動便利的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明低噪聲迎面風機具體實施例的現(xiàn)場布置示意圖；
[0020]圖2為圖1中迎面風機的結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖3為圖1中迎面風機的側(cè)視圖；
[0022]圖4為圖1中葉輪正視圖；
[0023]圖5為圖5中葉輪B向視圖；
[0024]圖6為圖2中迎面風機的A-A剖視圖；
[0025]圖7為圖6中的C部分放大視圖；
[0026]圖8為圖7中內(nèi)穿孔擋圈的局部視圖。
[0027]圖中:
[0028]1.試驗車輛，2.發(fā)動機，3.迎面風機，4.進風口，5.機殼，6.葉輪，7.電機，8.吸聲結(jié)構(gòu)，9.腳輪，10.撐腳，11.集流防護網(wǎng)，12.出風防護網(wǎng)，13.出風口，14.輪轂，15.葉片，16.葉前緣，17.葉后緣，18.葉根部，19.葉端部，20.內(nèi)穿孔擋圈，21.多孔吸聲綿，22.外擋圈；
[0029]I 一集流區(qū)，II一動葉區(qū)，III一消聲區(qū)，IV—轉(zhuǎn)接區(qū)，V—出風區(qū)；
[0030]A-A表示迎面風機截面視圖；
[0031]C表不吸聲結(jié)構(gòu)局部放大視圖；
[0032]L表示風機矩形出風口的長度；
[0033]W表示風機矩形出風口的寬度；
[0034]H表示風機矩形出風口下端面距離工作面高度；
[0035]D表示葉輪外徑；
[0036]d表示葉輪輪轂直徑。
【具體實施方式】
[0037]為了對本發(fā)明更加深入的了解，下面列舉一具體實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0038]本實施例是一種室內(nèi)車輛試驗用低噪聲迎面風機，其現(xiàn)場布置圖如圖1所不，為了模擬室內(nèi)試驗車輛在實際道路行駛中的迎面風場環(huán)境，在試驗車輛I正前方布置迎面風機3來實現(xiàn)該目標。
[0039]如圖2和圖3所示，低噪聲迎面風機的主體結(jié)構(gòu)包括機殼5、葉輪6、電機7、吸聲結(jié)構(gòu)8、腳輪9、撐腳10、集流防護網(wǎng)11、出風防護網(wǎng)12。從進風口 4到出風口 13，機殼5主要是由集流區(qū)1、動葉區(qū)I1、消聲區(qū)II1、轉(zhuǎn)接區(qū)IV和出風區(qū)V組成，各區(qū)殼體由不銹鋼板焊接制成，殼體厚度為0.005?0.008m,殼體之間通過法蘭相互連接成為一個整體。集流區(qū)I為截面面積遞減的圓環(huán)，圓環(huán)長度為0.20m，為了方便空氣介質(zhì)的進入，截面面積最大的內(nèi)徑為0.70m，截面面積最小的內(nèi)徑為0.62m，集流防護網(wǎng)11安裝在進風口 4位置處；動葉區(qū)II為內(nèi)徑為0.62m的等截面圓環(huán)，圓環(huán)長度為0.7m,葉輪6和電機7大部分通過焊接在動葉區(qū)II內(nèi)部的支架安裝在動葉區(qū)II內(nèi)，葉輪6以及電機7與動葉區(qū)II圓環(huán)殼體同軸，動葉區(qū)II內(nèi)葉片15 —側(cè)通過法蘭與集流區(qū)I連接，動葉區(qū)II內(nèi)輪轂14 一側(cè)通過法蘭與消聲區(qū)III連接；消聲區(qū)III從里到外依次由內(nèi)穿孔擋圈20、多孔吸聲綿21和外擋圈22組成，消聲區(qū)III軸向長度為1.3m,內(nèi)穿孔擋圈20內(nèi)徑為0.62m,中間層吸聲介質(zhì)材料為石棉材料,外擋圈22外徑為0.7m,消聲區(qū)III一端通過法蘭與動葉區(qū)II連接，另一端通過法蘭與轉(zhuǎn)接區(qū)IV連接；轉(zhuǎn)接區(qū)IV為變截面結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)接區(qū)IV水平方向長度為0.5m,內(nèi)截面圓環(huán)側(cè)內(nèi)徑為0.62m,內(nèi)截面矩形側(cè)矩形長為1.1m,寬為0.84m，截面形狀為圓環(huán)一側(cè)通過法蘭與消聲區(qū)III連接，截面形狀為矩形一側(cè)通過法蘭與出風區(qū)V連接；出風區(qū)V矩形面積取決于試驗車輛的散熱格柵面積大小，為了滿足不同試驗車輛不同散熱格柵尺寸及距離工作面高度要求，分析統(tǒng)計不同試驗車輛散熱格柵的尺寸以及相對位置，本實施例中，矩形出風區(qū)V的長度為1.10m，寬度為0.84m，矩形出風口 13四邊焊接一厚度為0.005m、寬度為0.06m的金屬外緣，風機矩形出風口 13下端面距離工作面高度范圍H為0.64m?0.75m。出風口面積確定后，根據(jù)風機風速與車輛行駛速度成正比，風機送風量會隨著車速的變化而變化，以模擬車輛實際行駛過程中車速變化帶來的迎面風場風速、散熱量的變化。
[0040]迎面風機，其防護網(wǎng)包括集流防護網(wǎng)11和出風防護網(wǎng)12，集流防護網(wǎng)11安裝在集流區(qū)I邊緣處，結(jié)構(gòu)為一般鐵絲網(wǎng)，避免大尺寸異物被吸入風機；出風防護網(wǎng)12安裝在出風區(qū)V邊緣處，結(jié)構(gòu)由橫豎各2根金屬絲將矩形長寬等間距地焊接在出風區(qū)V右端，將矩形出風口 13等分6個小矩形，防止葉片脫落吹出風機。
[0041]如圖4和圖5所示，葉輪6由輪轂14和7個形狀相同的圓弧形葉片15組成，7個葉片15環(huán)繞輪轂14周向布置，葉片15沿其旋轉(zhuǎn)方向前彎，葉端部19呈圓弧狀，葉前緣16與葉后緣17長度相同，葉根部18長度略大于葉端部19，各截面厚度從葉根部18到葉端部19連續(xù)降低，葉輪6的外徑D=0.61m，輪轂14的直徑d=0.21m，葉片15的安裝角β為30°。
[0042]如圖6-圖8所示，消聲區(qū)III是由內(nèi)穿孔擋圈20、中間層多孔吸聲綿21與外擋圈22構(gòu)成。如圖6所示，消聲區(qū)III長度取1.lm，其橫截面為圓環(huán)狀吸聲圈結(jié)構(gòu)，吸聲圈厚度為0.lm，吸聲圈內(nèi)徑為0.6m。圖7為環(huán)形吸聲圈的C局部視圖，吸聲圈內(nèi)部填充材料為石棉材質(zhì)的多孔吸聲綿，外部由內(nèi)穿孔擋圈20和外擋圈22包圍組成，其中內(nèi)穿孔擋圈20結(jié)構(gòu)為圓形蜂窩狀鐵板，穿孔率為50%，孔徑為0.005m，板厚為0.002mm，如圖8所示。
[0043]迎面風機降噪設(shè)計原理:當風量經(jīng)過進風口 4進入集流區(qū)I后，風速降低，壓強增大；進入殼體的風量經(jīng)過動葉區(qū)II入口后，風量被加速，壓強增大，持續(xù)不斷的氣流被加速后進入動葉區(qū)II內(nèi)，高速氣流在動葉區(qū)II內(nèi)因聚集而發(fā)生紊流運動，產(chǎn)生中高頻噪聲。當聲波進入消聲區(qū)III后，聲波透過內(nèi)穿孔擋圈20，在多孔吸聲綿21中傳播時，因摩擦將聲能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散掉，有效地吸收已產(chǎn)生的噪聲中的主要成分，使聲能得到衰減，從而降低風機噪聲，達到消聲的目的。
[0044]為了方便低噪聲迎面風機的移動和穩(wěn)固使用，采用腳輪機構(gòu)和高度可調(diào)節(jié)的撐腳機構(gòu)。本實施例中，其移動和固定裝置由4組腳輪一撐腳單元，其中4個腳輪機構(gòu)通過螺栓固定在機殼外部焊接架上，高度不可調(diào)節(jié)；4個撐腳機構(gòu)可通過螺栓機構(gòu)調(diào)節(jié)高度。當風機在移動時通過螺栓收起4個撐腳，此時可以自由地移動風機；當風機移動到指定位置后，通過撐腳高度調(diào)節(jié)機構(gòu)，使用撐腳支撐起風機，腳輪此時離開地面。4組腳輪一撐腳單元，其中2組腳輪一撐腳單元安裝在動葉區(qū)II機殼外部下端焊接支架上，撐腳(與腳輪相比較)靠近集流區(qū)I ;另外2組腳輪一撐腳單元安裝在消聲區(qū)III機殼外部下端焊接支架上，撐腳(與腳輪相比較)靠近轉(zhuǎn)接區(qū)IV。
[0045]在風機移動過程中，腳輪可以旋轉(zhuǎn)，使風機沿著不同的方向移動。移動到指定位置后，調(diào)整撐腳高度，使風機矩形出風口下端面距離工作面高度H=0.70m,以保證腳輪脫離工作面。
[0046]綜上所述，底盤測功機作為一種汽車實際行駛道路模擬系統(tǒng)，試驗車輛迎面風機可用來模擬汽車道路行駛時受到的迎面風場環(huán)境，為發(fā)動機艙提供冷卻功能，使試驗車輛工作條件更加符合實際。同時，該迎面風機為軸流式風機，其運行過程中會產(chǎn)生強烈的噪聲，會惡化室內(nèi)聲環(huán)境，給工作人員帶來不良影響。采用阻性消聲器原理進行迎面風機降噪，當聲波透過內(nèi)穿孔擋圈20進入多孔吸聲綿21中，聲波在吸聲材料中傳播時，利用摩擦原理將聲能轉(zhuǎn)化為熱能而散發(fā)掉，從而實現(xiàn)迎面風機的降噪目的。為了方便迎面風機的移動和使用，采用腳輪機構(gòu)可方便風機的移動，運用撐腳機構(gòu)可保證風機在使用狀態(tài)時實現(xiàn)風機的穩(wěn)固性。
[0047]以上對本發(fā)明的實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明范圍所作的均等變化與改進等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種室內(nèi)車輛試驗用低噪聲迎面風機，其特征在于:包括機殼、電機、葉輪、吸聲裝置和防護網(wǎng)；所述機殼包括進風口和出風口，從進風口到出風口依次為集流區(qū)、動葉區(qū)、消聲區(qū)和出風區(qū)，且各區(qū)間的截面面積遞減，所述出風區(qū)末端正對試驗車輛的前部；所述電機固接在機殼內(nèi)部，且電機輸出軸、集流區(qū)、動葉區(qū)和消聲區(qū)共軸線；所述葉輪包括輪轂和葉片，所述輪轂固接在電機輸出軸上，所述葉片周向均勻布置固接在輪轂上；所述吸聲裝置位于消聲區(qū)內(nèi)；所述防護網(wǎng)包括集流防護網(wǎng)和出風防護網(wǎng)，所述集流防護網(wǎng)固接在集流區(qū)的進風口位置處，所述出風防護網(wǎng)固接在出風區(qū)出風口位置處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲迎面風機，其特征在于:所述機殼均為不銹鋼板焊接體，各區(qū)間通過法蘭固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲迎面風機，其特征在于:所述集流區(qū)、動葉區(qū)和消聲區(qū)的截面為圓形，所述出風區(qū)的截面為等截面矩形；所述消聲區(qū)與出風區(qū)間設(shè)有一轉(zhuǎn)接區(qū)，所述轉(zhuǎn)接區(qū)殼體內(nèi)部截面為變截面，所述轉(zhuǎn)接區(qū)一端截面與消聲區(qū)截面共截面連接，另一端截面與出風區(qū)截面共截面連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低噪聲迎面風機，其特征在于:所述集流區(qū)呈喇叭狀結(jié)構(gòu)，且沿著空氣進入方向截面積減??；所述動葉區(qū)內(nèi)部截面為等截面，并與集流區(qū)末端共截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的低噪聲迎面風機，其特征在于:所述消聲區(qū)內(nèi)的吸聲裝置設(shè)有內(nèi)穿孔擋圈、多孔吸聲綿和外擋圈，所述消聲區(qū)內(nèi)部截面為等截面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲迎面風機，其特征在于:所述電機為直流變頻電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的低噪聲迎面風機，其特征在于:所述電機固接在一支架上，所述支架焊接在機殼內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲迎面風機，其特征在于:所述葉片沿其旋轉(zhuǎn)方向向前彎，且從其根部到端部的厚度逐漸減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲迎面風機，其特征在于:所述機殼固接在固定架上，所述固定架底部設(shè)有撐腳或腳輪。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲迎面風機，其特征在于:所述機殼固接在固定架上，所述固定架底部設(shè)有撐腳和腳輪。
【文檔編號】F04D25/08GK103821742SQ201410100221
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】陳弘, 劉海, 萬輔君, 邵忠瑛, 王亞飛, 喬勝華 申請人:中國汽車技術(shù)研究中心