发动机冷却风扇的降噪研究与优化

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1、2011中国汽车工程学会年会优秀论文发动机冷却风扇的降噪研究与优化苏晓芳杨林强陈圆明李欢（安徽江淮汽车股份有限公司）【摘要】介绍了汽车发动机冷却风扇噪声的产生机理，简述了影响冷却风扇噪声的风扇性能参数、结构参数、安装条件等因素。结合新技术的发展对发动机风扇的降噪策略进行了研究，并在此基础上对原风扇进行了优化设计。优化前、后风扇性能参数的对比结果表明，优化后风扇风量和静压略有增加，消耗功率和噪声均有所降低，达到了降低风扇噪声的效果。主题词：发动机冷却风扇噪声优化中图分类号：U464文献标识码：A文章编号：1000－3703（2011

2、）09－0024－04ResearchandOptimizationonNoiseReductionofEngineFanSuXiaofang，YangLinqiang，ChenYuanming，LiHuan（AnhuiJianghuaiAutomobileCo.,Ltd）【Abstract】Inthisarticle,themechanismtogenerateautomotiveenginefannoiseispresented,andfactorsincludingperformanceparameter,structura

3、lparameterandmountingconditions,etc.,whichaffectfannoisearebriefed.Thenoisereductionstrategyofenginefaninconsiderationofdevelopmentofnewtechnologiesisstudied,andonthisbasis,optimizationdesignoftheoriginalfanismade.Thecomparisonoffanperformanceparametersbeforeandaftert

4、heoptimizationshowthatairvolumeandstaticpressureoftheoptimizedfanincreaseslightly,whilethepowerconsumptionandnoisedecreaseslightly.Keywords：Engine,Fan,Noise,Optimization力的作用又会分裂成一系列的小涡流，这些涡流和1前言涡流的分裂会使空气发生扰动，形成压力波动，从而随着近年来发动机的高功率化、发动机舱设计激发出噪声。涡流噪声一般是宽频带噪声，当其振的复杂化，发动机罩

5、内温度上升，空气流通阻力变动频率与叶片的固有频率接近时，会产生系统共振，大，整车的冷却性能已成为重要课题。发动机冷却使得噪声增加。风扇增大负荷的同时，风扇噪声也会增大。通常在2.2影响风扇噪声的因素低转速时风扇噪声并不明显，但在高转速时，风扇噪由风扇转速、直径、风量和静压等参数的改变而声往往成为整车主要甚至最大的噪声源。本文对影引起的声功率级变化值，可由下列经验公式进行估响风扇噪声各方面因素进行了系统分析，并在此基算[2]：础上对原方案的冷却风扇进行了优化。D2n2Lp=70lg+50lg（1）D1n12风扇噪声特性与影响因素D2

6、p2Lp=20lg+25lg（2）D1p12.1风扇噪声特性Va2p2风扇噪声主要由旋转噪声和涡流噪声所组Lp=10lg+20lg（3）Va1p1成[1]。式中，Lp为声功率级；D1、D2分别为风扇改变前、后旋转噪声主要是旋转叶片周期性扰动空气，引的外径；n1、n2分别为风扇改变前、后的转速；p1、p2分起空气的压力脉动而发出的噪声。涡流噪声是风扇别为风扇改变前、后的风压；Va1、Va2分别为风扇改旋转时使周围的空气产生涡流，这些涡流由于粘滞变前、后的风量。—24—汽车技术2011中国汽车工程学会年会优秀论文风扇本身结构影响其噪声

7、的主要因素有：风的风量。这种风扇按叶形变化方向又可分为3类，扇的叶片形状、叶片材料、叶片数、风扇的轮毂其形状和风量、噪声的差异分别如图1和图2所示。比、叶片安装角β、叶片间夹角、叶片布置的平衡由图可见，3种翼型的风扇中，前掠型风扇在噪声、等。风量上的性能最优。风扇安装条件对风扇性能的影响也较大，如风扇与护风罩之间的径向间隙，风扇与护风罩、散热器、发动机的轴向间隙等，对风扇的噪声、性能都有较大的影响。3发动机冷却风扇降噪策略3.1选择合理的风扇设计参数（a）标准型（b）前掠型（c）后掠型3.1.1风扇风量的确定图13种翼型风扇叶形对

8、比在满足整车热平衡试验的基础上，应尽量降低105风量+5风扇风量。/%噪声B比/d1000声3.1.2风扇直径的确定量噪风风扇风量Va分别与风扇转速n和风扇直95-5径D3成正比，而风扇噪声升压级L与风扇转p速n6和风扇直径D8成正比，即：V3a∝