機(jī)械冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇選型注意事項(xiàng)

散熱風(fēng)機(jī)是工程機(jī)械冷卻系統(tǒng)必不可少的一個(gè)重要部件，它可以直接影響到主機(jī)冷卻系統(tǒng)的散熱效果、噪聲、燃油經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)功耗等，所以正確合理地選擇風(fēng)扇是一項(xiàng)十分重要的工作。

工程機(jī)械風(fēng)扇有吸風(fēng)式和吹風(fēng)式兩種形式，選擇的主要原則是風(fēng)扇形成的空氣流動(dòng)方向必須與主機(jī)正向行駛時(shí)迎風(fēng)空氣流動(dòng)方向一致。

1風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的確定

根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)的原理，風(fēng)扇的流量與轉(zhuǎn)速成正比，消耗功率與轉(zhuǎn)速成三次方關(guān)系，風(fēng)扇的噪聲與轉(zhuǎn)速成對(duì)數(shù)關(guān)系。從燃油經(jīng)濟(jì)性和降低噪聲的角度考慮，應(yīng)盡可能選擇迎風(fēng)面積大、寬且高的散熱器芯子，增大風(fēng)扇的直徑，降低風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。工程機(jī)械都有較大的可用空間，這些條件比較容易滿足。

我國(guó)工程機(jī)械風(fēng)扇葉尖的圓周線速度一般要求為６７．８８０．６ｍ／ｓ，在滿足散熱量要求的情況下，應(yīng)當(dāng)力求使用較低轉(zhuǎn)速，故一般采用大直徑、低轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇。柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇傳動(dòng)比及散熱器芯子的寬度和高度確定后，可以用上述推薦值來(lái)確定風(fēng)扇外徑，也可以通過調(diào)整風(fēng)扇傳動(dòng)比來(lái)適當(dāng)調(diào)整風(fēng)扇的外徑。

2風(fēng)扇的重量風(fēng)速

工程機(jī)械柴油機(jī)的負(fù)荷率一般在６０％至７０％，最高可達(dá)９０％，并且常在最大扭矩附近工作，發(fā)熱量較大，因此標(biāo)定工況風(fēng)扇通過散熱器的重量風(fēng)速應(yīng)大于１０ｋｇ／（ｍ２?ｓ），按空氣密度１．２ｋｇ／ｍ３計(jì)算，也就是風(fēng)速應(yīng)大于８ｍ／ｓ。

3風(fēng)扇的消耗功率

散熱風(fēng)機(jī)的消耗功率與風(fēng)扇的風(fēng)速和風(fēng)阻壓差成正比，因此應(yīng)選擇導(dǎo)熱性能好、流阻小的散熱器芯片，同時(shí)增大正面迎風(fēng)面積，工程機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇消耗功率控制在柴油機(jī)標(biāo)定功率的５％為佳。冷卻金屬風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)功率見表１。

4葉片型式

一般推薦使用主、副雙葉片和雙托架結(jié)構(gòu)。由于工程機(jī)械頻繁變化的工況，風(fēng)扇時(shí)常承受沖擊載荷，因此一般不采用單葉片單托架結(jié)構(gòu)，以免葉片根部扭轉(zhuǎn)或斷裂。

5風(fēng)扇的平衡

作為高速運(yùn)轉(zhuǎn)的部件，風(fēng)扇出廠前必須進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)，否則將對(duì)與其聯(lián)接的部件產(chǎn)生不利的影響，其不平衡量許用值見表１。如目前工程機(jī)械普遍采用的將風(fēng)扇直接安裝在水泵軸的接盤上的聯(lián)接方式，如果風(fēng)扇的不平衡量過大，會(huì)使水泵軸承受較大額外載荷，特別是由于轉(zhuǎn)速的頻繁變化，風(fēng)扇頻繁的加速減速，將產(chǎn)生較大的沖擊載荷，給水泵的密封和軸承的使用壽命帶來(lái)十分不利的影響，同時(shí)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的皮帶的壽命也大大降低。

6風(fēng)扇與散熱器及導(dǎo)風(fēng)罩的配合

風(fēng)扇與導(dǎo)風(fēng)罩的徑向間隙一般應(yīng)控制在２．５％風(fēng)扇直徑內(nèi)，最大不宜超過３％，否則將大大降低風(fēng)扇效率。吸風(fēng)式風(fēng)扇在導(dǎo)風(fēng)罩內(nèi)的寬度為２／３風(fēng)扇葉片寬度，吹風(fēng)式風(fēng)扇在導(dǎo)風(fēng)罩內(nèi)的寬度以１／３風(fēng)扇葉片寬度為宜。

風(fēng)扇端面離散熱器芯子過近或過遠(yuǎn)，會(huì)出現(xiàn)無(wú)風(fēng)區(qū)或發(fā)生回流現(xiàn)象。推薦風(fēng)扇端面距離散熱器芯子的距離為風(fēng)扇直徑的１０％￣１５％

7風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)

目前國(guó)內(nèi)工程機(jī)械用冷卻風(fēng)扇一般是由曲軸前端皮帶輪通過一至二根Ｖ型皮帶減速帶動(dòng)的。Ｖ帶應(yīng)根據(jù)風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)功率及單根帶能傳遞的基本額定功率進(jìn)行合理的選擇。一般推薦采用鋸齒形或槽形多層膠帶。

8風(fēng)扇的材料

目前國(guó)內(nèi)扇葉以碳素結(jié)構(gòu)鋼板沖壓成型為主，也有少量采用工程塑料。工程塑料風(fēng)扇由于質(zhì)量輕，慣量小，所以可以通過適當(dāng)增加葉片數(shù)量來(lái)增加風(fēng)扇流量，但目前國(guó)產(chǎn)工程塑料風(fēng)扇的可靠性和使用壽命較低，選擇時(shí)應(yīng)注意。

總之，風(fēng)扇在選型和匹配時(shí)，應(yīng)進(jìn)行慎重、周詳?shù)暮怂?，并采用專業(yè)風(fēng)扇廠生產(chǎn)的產(chǎn)品。另外，還應(yīng)考慮與散熱器的合理匹配。因?yàn)轱L(fēng)扇不僅承擔(dān)了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的散熱，同時(shí)還負(fù)責(zé)液壓系統(tǒng)油液的冷卻，只有把風(fēng)扇與散熱器合理匹配，冷卻系統(tǒng)的散熱能力、整機(jī)的綜合熱平衡才能收到良好的效果。

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