重型卡车及其发动机、护风罩的制作方法

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种重型卡车及其发动机、护风罩。

背景技术：

汽车中的冷却系统的主要部件为散热器和风扇，而护风罩是散热器与风扇的过渡零部件，其装配于散热器的壳体上，并套在风扇周围，起到半密闭和引导气流的作用。

随着发动机功率提升及排放控制，发动机需求的散热量越来越大，对整车的冷却系统要求越来越高，最大限度的发挥风扇的性能有助于满足整车散热需求，同时可以降低风扇规格，减少功率消耗。护风罩作用是确保风扇产生的风量全部流经散热器，以提高风扇的效率；使空气在散热芯子上获得更加均匀的分布并且阻止发动机舱内的热风空气回流；但风扇工作时由于离心作用，部分气流径向流动，同时风扇前后存在压差，所以风扇在叶尖处易产生回流，结果使通过散热器的风量减小，同时热风的回流及回流的扰动导致护风罩内的热风无法及时排出等，都会使局部进/出风温度升高，导致散热器的散热效率降低，同时由于叶尖的扰动作用，叶尖间隙越大，扰动越严重，产生的空气动力性噪音越大。

基于上述原因，风扇与护风罩间的叶顶间隙越小，风扇的散热效率越高。但是由于零件制造、装配误差以及风扇和护风圈不在同一振动源上，叶顶间隙越小，风扇运行发生震动时，风扇的叶尖越容易与护风罩接触，而影响使用。一般要求叶顶间隙在15mm～25mm之间。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种护风罩，在保证风扇与护风罩间之间具有足够小的叶顶间隙的前提下，避免风扇与护风罩发生干涉。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种护风罩，所述护风罩的后端固定于外围散热器上，所述护风罩上具有用于容置风扇的护风圈，所述护风圈上开设有固定孔；所述护风罩还包括环状毛刷，所述环状毛刷包括基体以及固定于所述基体上的多个柔性的刷毛，所述基体能够通过紧固件固定于所述固定孔上，从而使得所述基体的外周贴合于所述护风圈的内周，并封闭所述固定孔；每个所述刷毛均沿所述护风圈径向延伸；所述刷毛的末端与所述风扇的扇叶叶尖之间的间隙为3～8mm。

可选地，所述刷毛的末端与所述风扇的扇叶叶尖之间的间隙为6mm。

可选地，所述环状毛刷上的刷毛的密度不小于80根/平方厘米。

可选地，所述环状毛刷上的刷毛的直径为0.2mm～0.5mm。

可选地，所述环状毛刷沿所述护风圈的轴向方向的长度为55～65mm。

可选地，所述环状毛刷沿所述护风圈的轴向方向的长度为60mm。

可选地，所述刷毛由尼龙制成。

可选地，所述护风罩的内侧从后端到所述护风圈呈大小渐缩、且平滑过渡的结构。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种发动机，包括发动机本体、散热器、风扇以及如护风罩；所述散热器固定于所述发动机本体上，所述护风罩固定于所述散热器上，所述风扇可转动的连接于所述护风罩上，并容置于所述护风圈内。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种重型卡车，包括车架以及发动机，所述发动机固定于所述车架上。

由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：

本发明中，护风罩具有环状毛刷以及用于容置风扇的护风圈，护风圈上开设有固定孔；环状毛刷包括基体以及固定于基体上的多个柔性刷毛，基体能够通过紧固件固定于固定孔上，从而使得基体的外周贴合于护风圈的内周，环状毛刷的设置使得护风罩和风扇的叶尖之间具有足够小的间隙，从而提高散热器的散热效率。同时，环状毛刷的设置，风扇运行时，避免风扇的叶尖与护风圈之间接触，避免了护风圈和扇叶的相互干涉。

进一步地，每个刷毛均沿护风圈径向延伸；使得刷毛的背离护风圈的一端固定，刷毛的末端为自由端，从而风扇运行时，刷毛在空气流动时沿护风圈方向的离心力以及空气沿护风圈的轴向方向的作用力会发生倾倒，从而在相同功率的风扇下，可以将刷毛设置的更长，使得护风罩和风扇的叶尖之间具有更小的间隙。刷毛的设置使得风扇扇叶叶尖处的具有离心力的空气，在柔性毛刷处逐渐衰减，从而不影响风力沿护风圈的轴向方向的流动，使得相同功率下护风圈处的流量更大，提升风扇的性能。

附图说明

图1是本发明护风罩实施例的正视图；

图2是本发明护风罩实施例的剖视图；

图3是本发明护风罩实施例的环状毛刷的结构示意图；

图4是护风罩带毛刷和不带毛刷的流量静压曲线对比图；

图5是护风罩带毛刷和不带毛刷的流量功率曲线对比图。

附图标记说明如下：

100、护风罩；110、支座；111、卷边；120、护风圈；130、支撑架；140、环状毛刷；141、基体；142、刷毛；200、风扇。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明提供了一种重型卡车，包括车架以及固定于车架上的发动机，发动机包括发动机本体、散热器、风扇200以及护风罩100。散热器固定于发动机本体上，护风罩100固定于散热器上，风扇200可转动的连接于护风罩100上。发动机工作时产生的热量传递到散热器上，经由风扇200的转动带动空气的流动，以实现散热器和外界的热交换。护风罩100确保风扇200产生的风量全部流经散热器，以提高风扇200的效率。

参阅图1和图2，本实施例提供了一种护风罩100，护风罩100具有支座110、护风圈120以及支撑架130。支座110的后端固定于散热器上，护风圈120固定于散热器的前端，支撑架130设置于护风圈120内。风扇200可转动的安装于支撑架130上，并容置于护风圈120内。

支座110为扩口型的结构，其两端为开口，后端的开口大于前端的开口，前端开口为圆形，以与护风圈120适应。本实施例中，支座110的前端的开口为圆形，支座110内侧从后端到护风圈120呈大小渐缩、且平滑过渡的结构，以使得散热器上的热量能够经由空气从支座110的后端平滑的运动到护风圈120内，以使得散热器上的热量更好的向外传递，散热效果更好。

支座110的外周设置有一圈卷边111，卷边111上开设有通孔，紧固件穿过通孔，从而将护风罩100固定于散热器上。

护风圈120为圆形的环状结构，护风圈120的一端固定连接于支座110上，并沿着远离散热器的方向延伸。护风圈120的内圆和支座110前端的开口连通。

本实施例的护风罩100上的护风圈120的内径为740mm，以适应重型卡车上的散热。在其它实施例中，护风罩100固定于其它设备上，用于其它设备散热时，护风圈120的内径可以为其它值。

护风圈120上开设多个有固定孔(图中未示出)，固定孔绕护风圈120的轴线分布于护风圈120上，本实施例中，两个相邻的固定孔沿护风圈120的周壁的圆弧距离为40mm。可以理解的固定孔之间的距离也可以为其它值，如在护风圈120上沿同一圆周均匀的设置为四个、五个等不同数量。

支撑架130设置于护风圈120内，且位于护风圈120的向着散热器的一端。支撑架130包括多个沿护风圈120的内圆周均匀分布且沿护风圈120的径向延伸的支撑筋组成，风扇200可转动的连接在支撑架130的中心上。

本实施例的护风罩100还包括环状毛刷140，环状毛刷140固定于护风圈120的内周，且环绕风扇200设置，以减小风扇200的扇叶的叶尖和护风罩100之间的间隙。

本实施例中，环状毛刷140沿护风圈120的轴向方向的长度为55～65mm。优选为环状毛刷140沿护风圈120的轴向方向的长度为60mm。环状毛刷140贴合于支撑架130上。

参阅图3，本实施例的环状毛刷140包括基体141以及固定于基体141上的多个柔性的刷毛142。基体141为环状结构，基体141可以由布料等柔性材料制成。基体141通过紧固件固定于固定孔上，使得基体141的外周贴合于护风圈120的内周，从而将环状毛刷140固定于护风圈120内。本实施例中固定基体141的紧固件为铆钉，铆钉穿过基体141后铆接于固定孔内，从而实现基体141的固定。

基体141固定于护风圈120的内周时，封闭固定孔，以避免空气在固定孔处流动，使得风扇200产生的气流全部从护风圈120的出口流出，保证护风圈120的性能。

进一步地，刷毛142的末端与风扇200的扇叶叶尖之间的间隙为3～8mm。刷毛142的设置使得风扇200扇叶叶尖处的具有离心力的空气，在柔性毛刷处逐渐衰减，从而不影响风力沿护风圈120的轴向方向的流动，使得相同功率下护风圈120处的流量更大，提升风扇的性能。间隙越小，风扇的性能越高，冷却效果越好，但是由于制造安装精度的原因，难以保证风扇的旋转中心和护风圈120的轴线完全重合，以及风扇运行时的震动，需要保证风扇和扇叶叶尖和环状毛刷140之间具有一定的间隙。本实施例中，刷毛142的末端与风扇200的扇叶叶尖之间的间隙为6mm。

参阅图4和图5，图4是护风罩带毛刷和不带毛刷的流量静压曲线对比图；图5是护风罩带毛刷和不带毛刷的流量功率曲线对比图。本实施例的护风圈的内径为740mm，风扇的直径为700mm。根据图4和图5可知，带毛刷和不带毛刷对风扇的流量和功率之间的关系影响不大，相同流量下，待毛刷的风扇具有更高的静压，使得风力可以吹的更远，风扇的散热性能得到提升。本实施例中，带毛刷护风罩100可以提升风扇的性能8％左右，但是功耗相当。

同一直径大小的护风圈120上可以同时安装多个不同直径大小的风扇200，同时匹配不同内径大小的环状毛刷140，以使得刷毛142的末端与风扇200的扇叶叶尖之间的间隙控制在相应的区间内。

本实施例的护风圈120的内径为740mm，当风扇200的直径为700mm时，环状毛刷140沿护风圈120的径向方向的厚度为14mm；当风扇200的直径为680mm时，环状毛刷140沿护风圈120的径向方向的厚度为24mm。

刷毛142为柔性材料制成，可以发生弯折和倾倒，本实施例的刷毛142由尼龙制成。

刷毛142固定于基体141上并沿护风圈120径向延伸，使得刷毛142背离护风圈120的轴线的一端固定，刷毛142的末端为自由端，从而风扇200运行时，刷毛142在空气流动时沿护风圈120方向的离心力、空气沿护风圈120的轴向方向的作用力会发生倾倒，从而在相同功率的风扇200下，可以将刷毛设置的更长，使得护风罩100和风扇200的叶尖之间具有足够小的叶顶间隙。

刷毛142的倾倒，可以减小设置避免刷毛142对风扇200的扇叶转动时的阻力，使得毛刷142和风扇200的扇叶的叶尖具有更小的间隙的情况下，风扇200的性能不会受到影响。

本实施例中，环状毛刷140上的刷毛142的直径为0.2mm～0.5mm，使得刷毛142的直径足够的细，以能够弯折或倾倒。环状毛刷140上的刷毛142的密度不小于80根/平方厘米，以保证单位面积内具有足够的刷毛142。

基于上文的描述，环状毛刷140的设置使得护风罩100和风扇200的叶尖之间具有足够小的间隙，从而提高散热器的散热效率。同时，环状毛刷140的设置，风扇200运行时，避免风扇200的叶尖与护风圈120之间接触，避免了护风圈120和扇叶的相互干涉。既能解决护风罩100和风扇200的叶尖距离过大导致风扇200性能损失，也可避免振动情况下风扇200与护风圈120干涉的问题。

风扇200运行时，刷毛142在空气流动时沿护风圈120方向的离心力以及空气沿护风圈120的轴向方向的作用力会发生倾倒，从而在相同功率的风扇200下，可以将刷毛142设置的更长，使得护风罩100和风扇200的叶尖之间具有足够小的叶顶间隙。环状毛刷140的刷毛142可以阻止风扇200两侧的空气回流以及空气在扇叶的叶尖处产生涡流气流，从而起到降低噪声的作用。

利用固定孔和紧固件安装环状毛刷140，使得同一直径大小的护风罩100可以适用于多个不同直径尺寸的风扇，提高护风罩100的利用率，同时可以减少护风罩100的开模数量，节约成本。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。