室内车辆试验用低噪声迎面风的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种室内车辆试验用低噪声迎面风机，包括机壳、电机、叶轮、吸声装置和防护网；机壳包括进风口和出风口，从进风口到出风口依次为集流区、动叶区、消声区和出风区，且各区间的截面面积递减，出风区末端正对试验车辆的前部；电机固接在机壳内部，叶轮包括轮毂和叶片，轮毂固接在电机输出轴上，叶片周向均匀布置固接在轮毂上；防护网包括集流防护网和出风防护网，集流防护网固接在进风口位置处，出风防护网固接在出风口位置处。本实用新型有效地降低了迎面风机噪声，改善了室内工作人员的工作环境，保证了室内声环境在合理的分贝范围内，使工作品质得到保证，使室内工作人员的身体健康得到了保证，相应地保证了工作效率及安全生产。
【专利说明】室内车辆试验用低噪声迎面风机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种迎面风机，尤其涉及一种室内车辆试验用低噪声迎面风机，属于车辆测试【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在检测车辆性能的试验中，为了减少内外环境变化给试验带来的影响，可将此车辆性能试验从室外试验场地改为室内，例如:室内的汽车底盘测功机，汽车底盘测功机作为一种不解体检验汽车动力性能的室内检测设备，它可以模拟各种路面行驶阻力。
[0003]但是，在室内试验车辆性能时(例如:底盘测功机上模拟道路行驶时)，虽然驱动车轮在滚筒上滚动，但汽车并未发生移动，因而缺少迎面风场环境，致使发动机冷却系统的冷却速度相对不足。为了能够再现汽车在道路上所处的迎面风场环境，使试验室内发动机工作环境更加接近实际道路行驶工况，保证发动机工作可靠、耐久并获得良好的动力性和经济性指标，布置随动式迎面风机使发动机冷却系统保持最佳工作状态十分必要。
[0004]而，现有的迎面风机在正常使用过程中会产生高分贝噪声，对室内声环境污染严重，工作品质得不到保障，强烈的噪声影响到工作人员的工作效率；当室内工作人员长期暴露于此高分贝恶劣的噪声环境之中时，会给工作人员生理和心理上造成了不良的影响，甚至对身体健康具有极大威胁，且不能保证相应工作人员的安全生产。
【发明内容】
[0005]本实用新型要解决的问题是提供一种室内车辆试验用低噪声迎面风机。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:提供一种室内车辆试验用低噪声迎面风机，包括机壳、电机、叶轮、吸声装置和防护网；所述机壳包括进风口和出风口，从进风口到出风口依次为集流区、动叶区、消声区和出风区，且各区间的截面面积递减，风机内部流场逐级增压，所述出风区末端正对试验车辆的前部；所述电机固接在机壳内部，且电机输出轴、集流区、动叶区和消声区共轴线；所述叶轮包括轮毂和叶片，所述轮毂固接在电机输出轴上，所述叶片周向均匀布置固接在轮毂上；所述吸声装置位于消声区内；所述防护网包括集流防护网和出风防护网，所述集流防护网固接在集流区的进风口位置处，避免大尺寸异物被吸入风机，所述出风防护网固接在出风区出风口位置处，防止风机叶片脱落被吹出出风口。
[0007]为了实现汽车道路试验时迎面风场环境的室内模拟，在试验车辆的正前方布置迎面风机可模拟汽车实际行驶所处的迎面风场环境。为了保证迎面风机能对动态的试验车辆进行有效地冷却，风机送风量随着试验车辆行驶速度的变化而变化。当风机的出风口面积一定时，为了满足不同行驶车速下的车辆对风机送风量的需求，可通过提高风机风速来增加迎面风机的送风量。
[0008]当风机正常工作时会产生强烈的噪声，将会恶化试验室内声环境，进一步会影响室内工作人员的身心健康。采用吸声方式来降低迎面风机噪声，当进入机壳内的空气经过消声区后，实现风机降噪的目的。
[0009]进一步，所述机壳均为不锈钢板焊接体，各区间通过法兰固接。
[0010]进一步，所述集流区、动叶区和消声区的截面为圆形，所述出风区的截面为等截面矩形；所述消声区与出风区间设有一转接区，所述转接区壳体内部截面为变截面，变截面是为了实现消声区与出风区不同形状截面的对接，即一方面与消声区圆截面连接，另一方面是为了与出风区矩形截面连接，故其一端为圆形截面与消声区截面共截面连接，另一端为矩形截面与出风区共截面连接。
[0011]进一步，所述集流区呈喇叭状结构，空气介质通过集流区被吸入机壳内部，且沿着空气进入方向截面积减小；所述动叶区内部截面为等截面，并与集流区末端共截面，以保证空气介质通顺地入机壳，并被加速。
[0012]进一步，所述消声区内的吸声装置设有内穿孔挡圈、多孔吸声绵和外挡圈，所述消声区内部截面为等截面，与动叶区保持一致。消声区可使气流在增压过程中，气流透过内穿孔挡圈进入多孔吸声绵介质，气流在多孔吸声材料中传播时，因摩擦将声能转化为热能而耗散掉，有效地吸收已产生的噪声中的主要成分，由此可降低风机噪声，改善室内工作人员的工作环境。
[0013]进一步，所述电机为直流变频电机，随着试验车轮转速的升高，电机转速随之升高；所述电机固接在一支架上，所述支架焊接在机壳内部。
[0014]进一步，所述叶片沿其旋转方向向前弯，即采用圆弧流线型叶片，且从其根部到端部的厚度逐渐减小，尽可能降低了由于叶片与空气作用而产生的噪声，改善室内工作人员的工作环境；所述叶片优选为铝合金铸造体。
[0015]进一步，所述机壳固接在固定架上，所述固定架优选为焊接架，所述固定架底部设有撑脚或脚轮。
[0016]或，所述机壳固接在固定架上，所述固定架优选为焊接架，所述固定架底部设有撑脚和脚轮。每个脚轮临近位置安装高度可调节的撑脚，使得风机在移动到指定位置后，通过调整撑脚高度进而完成对风机的支撑和稳固。
[0017]由于迎面风机的结构尺寸大、质量重，给移动和使用带来了不便，为了方便该款迎面风机的移动和使用，脚轮与撑脚为一体的结构进行迎面风机的移动和稳固，脚轮为风机移动提供了方便，不仅稳固，还便于移动；当风机移动到目的地时，利用撑脚可以将迎面风机稳固在试验台上，同时撑脚高度可调，满足不同类型试验车辆散热格栅的高度要求。
[0018]本实用新型具有的优点和积极效果是:本迎面风机不仅能够为室内车辆试验提供一种迎面风场环境，使室内试验车辆运转工况更加接近车辆道路行驶工况，还实现了对试验车辆发动机冷却的目的；并且，本迎面风机有效地降低了迎面风机噪声，改善了室内工作人员的工作环境，保证了室内声环境在合理的分贝范围内，使工作品质得到保证，使室内工作人员的身体健康得到了保证，相应地保证了工作效率及安全生产；本迎面风机还具有支撑稳固和移动便利的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型低噪声迎面风机具体实施例的现场布置示意图；
[0020]图2为图1中迎面风机的结构示意图；[0021]图3为图1中迎面风机的侧视图；
[0022]图4为图1中叶轮正视图；
[0023]图5为图5中叶轮B向视图；
[0024]图6为图2中迎面风机的A-A剖视图；
[0025]图7为图6中的C部分放大视图；
[0026]图8为图7中内穿孔挡圈的局部视图。
[0027]图中:
[0028]1.试验车辆，2.发动机，3.迎面风机，4.进风口，5.机壳，6.叶轮，7.电机，8.吸声结构，9.脚轮，10.撑脚，11.集流防护网，12.出风防护网，13.出风口，14.轮毂，15.叶片，
16.叶前缘，17.叶后缘，18.叶根部，19.叶端部，20.内穿孔挡圈，21.多孔吸声绵，22.外挡圈；
[0029]I 一集流区，II一动叶区，III一消声区，IV—转接区，V—出风区；
[0030]A-A表示迎面风机截面视图；
[0031]C表不吸声结构局部放大视图；
[0032]L表示风机矩形出风口的长度；
[0033]W表示风机矩形出风口的宽度；
[0034]H表示风机矩形出风口下端面距离工作面高度；
[0035]D表示叶轮外径；
[0036]d表示叶轮轮毂直径。
【具体实施方式】
[0037]为了对本实用新型更加深入的了解，下面列举一具体实施例，并结合附图，对本实用新型做进一步的详细说明。
[0038]本实施例是一种室内车辆试验用低噪声迎面风机，其现场布置图如图1所不，为了模拟室内试验车辆在实际道路行驶中的迎面风场环境，在试验车辆I正前方布置迎面风机3来实现该目标。
[0039]如图2和图3所示，低噪声迎面风机的主体结构包括机壳5、叶轮6、电机7、吸声结构8、脚轮9、撑脚10、集流防护网11、出风防护网12。从进风口 4到出风口 13，机壳5主要是由集流区1、动叶区I1、消声区II1、转接区IV和出风区V组成，各区壳体由不锈钢板焊接制成，壳体厚度为0.005?0.008m,壳体之间通过法兰相互连接成为一个整体。集流区I为截面面积递减的圆环，圆环长度为0.20m，为了方便空气介质的进入，截面面积最大的内径为0.70m，截面面积最小的内径为0.62m，集流防护网11安装在进风口 4位置处；动叶区II为内径为0.62m的等截面圆环，圆环长度为0.7m,叶轮6和电机7大部分通过焊接在动叶区II内部的支架安装在动叶区II内，叶轮6以及电机7与动叶区II圆环壳体同轴，动叶区II内叶片15 —侧通过法兰与集流区I连接，动叶区II内轮毂14 一侧通过法兰与消声区III连接；消声区III从里到外依次由内穿孔挡圈20、多孔吸声绵21和外挡圈22组成，消声区III轴向长度为1.3m,内穿孔挡圈20内径为0.62m,中间层吸声介质材料为石棉材料,外挡圈22外径为0.7m,消声区III一端通过法兰与动叶区II连接，另一端通过法兰与转接区IV连接；转接区IV为变截面结构，转接区IV水平方向长度为0.5m,内截面圆环侧内径为0.62m,内截面矩形侧矩形长为1.1m,宽为0.84m，截面形状为圆环一侧通过法兰与消声区III连接，截面形状为矩形一侧通过法兰与出风区V连接；出风区V矩形面积取决于试验车辆的散热格栅面积大小，为了满足不同试验车辆不同散热格栅尺寸及距离工作面高度要求，分析统计不同试验车辆散热格栅的尺寸以及相对位置，本实施例中，矩形出风区V的长度为1.10m，宽度为
0.84m，矩形出风口 13四边焊接一厚度为0.005m、宽度为0.06m的金属外缘，风机矩形出风口 13下端面距离工作面高度范围H为0.64m?0.75m。出风口面积确定后，根据风机风速与车辆行驶速度成正比，风机送风量会随着车速的变化而变化，以模拟车辆实际行驶过程中车速变化带来的迎面风场风速、散热量的变化。
[0040]迎面风机，其防护网包括集流防护网11和出风防护网12，集流防护网11安装在集流区I边缘处，结构为一般铁丝网，避免大尺寸异物被吸入风机；出风防护网12安装在出风区V边缘处，结构由横竖各2根金属丝将矩形长宽等间距地焊接在出风区V右端，将矩形出风口 13等分6个小矩形，防止叶片脱落吹出风机。
[0041]如图4和图5所示，叶轮6由轮毂14和7个形状相同的圆弧形叶片15组成，7个叶片15环绕轮毂14周向布置，叶片15沿其旋转方向前弯，叶端部19呈圆弧状，叶前缘16与叶后缘17长度相同，叶根部18长度略大于叶端部19，各截面厚度从叶根部18到叶端部19连续降低，叶轮6的外径D=0.61m，轮毂14的直径d=0.21m，叶片15的安装角β为30°。
[0042]如图6-图8所示，消声区III是由内穿孔挡圈20、中间层多孔吸声绵21与外挡圈22构成。如图6所示，消声区III长度取1.lm，其横截面为圆环状吸声圈结构，吸声圈厚度为
0.lm，吸声圈内径为0.6m。图7为环形吸声圈的C局部视图，吸声圈内部填充材料为石棉材质的多孔吸声绵，外部由内穿孔挡圈20和外挡圈22包围组成，其中内穿孔挡圈20结构为圆形蜂窝状铁板，穿孔率为50%，孔径为0.005m，板厚为0.002mm，如图8所示。
[0043]迎面风机降噪设计原理:当风量经过进风口 4进入集流区I后，风速降低，压强增大；进入壳体的风量经过动叶区II入口后，风量被加速，压强增大，持续不断的气流被加速后进入动叶区II内，高速气流在动叶区II内因聚集而发生紊流运动，产生中高频噪声。当声波进入消声区III后，声波透过内穿孔挡圈20，在多孔吸声绵21中传播时，因摩擦将声能转化为热能而耗散掉，有效地吸收已产生的噪声中的主要成分，使声能得到衰减，从而降低风机噪声，达到消声的目的。
[0044]为了方便低噪声迎面风机的移动和稳固使用，采用脚轮机构和高度可调节的撑脚机构。本实施例中，其移动和固定装置由4组脚轮一撑脚单元，其中4个脚轮机构通过螺栓固定在机壳外部焊接架上，高度不可调节；4个撑脚机构可通过螺栓机构调节高度。当风机在移动时通过螺栓收起4个撑脚，此时可以自由地移动风机；当风机移动到指定位置后，通过撑脚高度调节机构，使用撑脚支撑起风机，脚轮此时离开地面。4组脚轮一撑脚单元，其中2组脚轮一撑脚单元安装在动叶区II机壳外部下端焊接支架上，撑脚(与脚轮相比较)靠近集流区I ;另外2组脚轮一撑脚单元安装在消声区III机壳外部下端焊接支架上，撑脚(与脚轮相比较)靠近转接区IV。
[0045]在风机移动过程中，脚轮可以旋转，使风机沿着不同的方向移动。移动到指定位置后，调整撑脚高度，使风机矩形出风口下端面距离工作面高度H=0.70m,以保证脚轮脱离工作面。
[0046]综上所述，底盘测功机作为一种汽车实际行驶道路模拟系统，试验车辆迎面风机可用来模拟汽车道路行驶时受到的迎面风场环境，为发动机舱提供冷却功能，使试验车辆工作条件更加符合实际。同时，该迎面风机为轴流式风机，其运行过程中会产生强烈的噪声，会恶化室内声环境，给工作人员带来不良影响。采用阻性消声器原理进行迎面风机降噪，当声波透过内穿孔挡圈20进入多孔吸声绵21中，声波在吸声材料中传播时，利用摩擦原理将声能转化为热能而散发掉，从而实现迎面风机的降噪目的。为了方便迎面风机的移动和使用，采用脚轮机构可方便风机的移动，运用撑脚机构可保证风机在使用状态时实现风机的稳固性。
[0047]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种室内车辆试验用低噪声迎面风机，其特征在于:包括机壳、电机、叶轮、吸声装置和防护网；所述机壳包括进风口和出风口，从进风口到出风口依次为集流区、动叶区、消声区和出风区，且各区间的截面面积递减，所述出风区末端正对试验车辆的前部；所述电机固接在机壳内部，且电机输出轴、集流区、动叶区和消声区共轴线；所述叶轮包括轮毂和叶片，所述轮毂固接在电机输出轴上，所述叶片周向均匀布置固接在轮毂上；所述吸声装置位于消声区内；所述防护网包括集流防护网和出风防护网，所述集流防护网固接在集流区的进风口位置处，所述出风防护网固接在出风区出风口位置处。
2.根据权利要求1所述的低噪声迎面风机，其特征在于:所述机壳均为不锈钢板焊接体，各区间通过法兰固接。
3.根据权利要求1所述的低噪声迎面风机，其特征在于:所述集流区、动叶区和消声区的截面为圆形，所述出风区的截面为等截面矩形；所述消声区与出风区间设有一转接区，所述转接区壳体内部截面为变截面，所述转接区一端截面与消声区截面共截面连接，另一端截面与出风区截面共截面连接。
4.根据权利要求3所述的低噪声迎面风机，其特征在于:所述集流区呈喇叭状结构，且沿着空气进入方向截面积减小；所述动叶区内部截面为等截面，并与集流区末端共截面。
5.根据权利要求1或3所述的低噪声迎面风机，其特征在于:所述消声区内的吸声装置设有内穿孔挡圈、多孔吸声绵和外挡圈，所述消声区内部截面为等截面。
6.根据权利要求1所述的低噪声迎面风机，其特征在于:所述电机为直流变频电机。
7.根据权利要求1或6所述的低噪声迎面风机，其特征在于:所述电机固接在一支架上，所述支架焊接在机壳内部。
8.根据权利要求1所述的低噪声迎面风机，其特征在于:所述叶片沿其旋转方向向前弯，且从其根部到端部的厚度逐渐减小。
9.根据权利要求1所述的低噪声迎面风机，其特征在于:所述机壳固接在固定架上，所述固定架底部设有撑脚或脚轮。
10.根据权利要求1所述的低噪声迎面风机，其特征在于:所述机壳固接在固定架上，所述固定架底部设有撑脚和脚轮。
【文档编号】F04D25/08GK203796589SQ201420122130
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】陈弘, 刘海, 万辅君, 邵忠瑛, 王亚飞, 乔胜华 申请人:中国汽车技术研究中心