专利名称：具有扩口罩和带合适叶片顶部的风扇的汽车风扇组件的制作方法
相关申请本申请要求2000年6月16日提交的US临时专利申请60/211988的优选权，这个临时专利申请的内容在这里引入以作参考。
背景技术：
机动车辆中的发动机典型地通过液体冷却剂来进行冷却，该冷却剂流过液体-到-空气的热交换器或者散热器而泵出。由于冷却剂和空气之间的密度不同，因此散热器的宽度典型地相对较窄，但是具有较大的表面积，而冷却空气通过该表面积。其它车辆的热交换器如空气调节系统的冷凝器具有类似的结构并且常常与散热器串联地进行冷却。
这些热交换器的位置典型地是机动车的前部即位于机动车车身的开口之后，由于机动车向前运动所产生的高压可以引起空气通过它们。但是，为了在冷却要求严格时或者当机动车没有运动时确保有足够的空气通过热交换器，因此把风扇组件安装在热交换器的上游或者下游处。
风扇组件典型地包括风扇和罩，该罩包围着风扇并且在热交换器和风扇之间给空气导向。风扇典型地由电马达来驱动，而该电马达由支架来支撑，该支架被连接到罩上，或者与罩形成一体。由于下部罩空间的约束，罩总体上一定得具有最小的深度，同时盖住热交换器表面的最大面积。由于这个，许多冷却空气实质上从(负)径向方向到达风扇，并且如果它必须流过风扇的顶部区域，那么一定得转几乎90度。如果它不能充分地转动，那么它将与罩表面分离，并且损害风扇的效率和声学性能。
风扇设计中的另一种限制是，它的噪声能够为消费者所接受。风扇噪声包括宽带噪声和声质，后者通过风扇与非轴对称进气的相互作用所产生。使这些音质最小化的一种方法是在叶片设计中具有倾斜部分。但是，倾斜叶片具有径向叶片所不能遇到的结构问题。
在设计风扇组件时，存在许多其它限制。一个要求是，风扇和罩的制造费用不贵。为此，典型地它是塑料注模零件。风扇和罩之间的空隙一定能够提供制造误差和使用时的零件偏移。这些偏移包括长时间的变形，并且依赖于时间、温度和湿度。风扇偏移是由于离心力和空气动力所产生的，并且包括沿径向和轴向这两个方向上的分量。风扇组件一定得以这样的方式进行设计，以致风扇在任何时间都不能接触罩，并且具有足够小的空隙间隙，以致在风扇和罩之间的泄漏不会过度损害效率或者产生噪声。两种风扇用于这种应用中，从而具有不同的空隙间隙的特性，而通过该空隙间隙可以产生泄漏。
一种风扇是没有顶部的风扇，在这种风扇中，空隙间隙处于罩和旋转叶片的端部之间。这种风扇典型地具有叶片，这些叶片在结构上几乎都是径向的，而只有极小量的倾斜。典型地，这些叶片具有半径不变的顶部形状，因此只有径向偏移可以与罩产生接触，而它们的几乎都是径向的结构使该径向偏移最小化。
图1a示出了典型的没有顶部的、发动机的冷却风扇。
第二种风扇是带形风扇，它的叶片顶部被连接到旋转带上。空隙间隙(再循环产生于该空隙间隙中)位于旋转带和罩之间。这种结构的一个优点是，通过使用各种各样的泄漏控制装置使泄漏气流最小化(美国专利5489186)。另一个优点是，带可以为倾斜叶片提供结构支撑(美国专利4569631，4569632)，从而使它们的偏移最小化。
这两种风扇具有缺点。
没有顶部的风扇的效率主要依赖于顶部间隙。空气绕着叶片顶部从压力侧运动到吸入侧，因此减少了顶部区域内的叶片两端的压差，并且产生了聚中的顶部涡流。这种涡流是损失过程并且可以是噪声源。如图1b所示的结构使顶部空隙最小化，但是是以气流分离为代价的，因为罩筒上的进入半径较小。图1c示出了更多的、典型的、没有顶部的风扇组件，在这些风扇组件中，借助使叶片顶部的前部延伸到风扇增压室中及采用更大的进入半径，使这种气流分离最小化。但是，这种结构具有较大的顶部泄漏损失，因为较小的空隙间隙只保持在叶片顶部的后部上。与带形风扇相比，没有顶部的风扇倾向于具有更大的噪声，尤其在更大阻力工作的位置上，更是如此。对于这些风扇而言，失速的倾向性更大并且更突然。
尽管带形风扇相对于没有顶部的风扇已减少了顶部空隙的损失，但是它们具有额外的旋转带的粘性损失。这些损失在小负荷工作点上特别严重，在这些小负荷工作点上，风扇速度对于所产生的压力和气流而言相对较高。这些工作点在汽车应用中是常见的，因为它们可以使用不贵的小扭矩马达。带形风扇的另一个寄生功率损失源是在带上的气流分离。由于模制要求，带的内表面在叶片的轴向范围内一定得基本上是圆柱形的，如图1d所示一样。唇部常常被加入到带的前部中，但是它由于较小的空间需要而必然是局部范围。气流分离常常是结果。旋转带也导致一些噪声和振动问题。带的任何轴向振摆可以引起较大的连接不平衡，而这种不平衡在机动车中可以导致振动问题。此外，带形风扇的较大惯性矩延长了风扇在没有电力时的滑行时间。这种滑行过程在机动车中可以产生有害噪声。除了这些性能问题之外，与没有顶部的风扇相比，带形风扇的制造费用较贵。与没有顶部的风扇相比，大直径的带的质量使得带形风扇更加可能需要分离平衡工作。与没有顶部的风扇相比，带形风扇需要使用更多的材料，并且在带中具有编织线，这与其它情况相比就需要使用更贵的材料。
本发明的目的本发明的目的是，借助使风扇和罩之间的泄漏最小化，使汽车发动机的冷却风扇组件的效率最大化。
另一个目的是使风扇所产生的噪声最小化。
本发明的另一个目的是，通过使在制造时所使用的塑料量和费用最小化来提供费用较小的组件。
另一个目的是，使风扇的静态和连接不平衡最小化，因此减少了平衡风扇的费用并减少了机动车中的振动量。
另一个目的是，使风扇的惯性量最小化从而在风扇断电时缩短滑行过程。
概述本发明是一种没有带子的汽车发动机的冷却风扇和罩的组件。该罩具有筒体，该筒体具有扩口的进入口，每个叶片顶部的至少一部分与该进入口的形状相一致。叶片顶部的半径在该一致部分的上游端处大于这个部分的下游端处的该叶片顶部的半径。
在优选实施例中，整个叶片顶部与罩进入口的形状相一致。此外，在优选实施例中，叶片顶部和罩之间的空隙间隙接近不变。因为基本上在整个叶片顶部上，顶部间隙保持在它的最小值上，因此顶部空隙损失和风扇噪声被最小化了。此外，这种设计所允许的较大进入扩口使气流分离最小化。这也使风扇的效率最大化并且使噪声最小化。
在一个特殊实施例中，叶片顶部在叶片顶部的该部分的上游处进行延伸，该部分与罩的扩口相一致。在这个实施例中，这个上游部分的轴向范围接近小于0.3倍的叶片顶部的轴向范围。
扩口进入口的下游处的罩筒接近圆柱形。在一个实施例中，叶片顶部在罩喇叭口的下游端的下游处进行延伸。在这个实施例中，这个下游部分的轴向大小小于接近0.5倍的叶片顶部的轴向大小。
在优选实施例中，罩筒在叶片后边缘的轴向位置处的半径不超过罩筒的最小半径一个这样的值该值大于0.02倍的风扇直径。罩半径的标准与罩内部的空气通道的半径有关。
在一个实施例中，罩筒在叶片顶部的后边缘的下游处向内形成台阶。
在另一个实施例中，罩筒相对较短，其中罩筒的终端和叶片顶部的后边缘之间的距离小于接近0.5倍的叶片顶部的轴向大小。在优选实施例，这个距离小于接近0.3倍的叶片顶部的轴向大小。
本发明的特征还在于叶片的几何形状，该形状使叶片顶部处的偏移最小化。在一个实施例中，风扇是径向叶片式，并且这些顶部向前倾斜一个这样的值该值小于风扇直径的3％。在优选实施例中，风扇是弯曲的。优选地，风扇在一些区域内具有向前倾斜的角度，在这些区域中，它向前弯曲，它向后弯曲小于接近5度，并且它具有向后的倾斜角度，在这里，它向后倾斜超过接近15度。
在优选实施例中，风扇在靠近轮毂处向前弯曲，而在靠近叶片顶部处向后弯曲，并且在靠近轮毂处具有向前倾斜的角度，而在靠近顶部处具有向后倾斜的角度。
在另一个实施例中，风扇在靠近轮毂处向后弯曲，而在靠近叶片顶部处向前弯曲，并且在靠近轮毂处具有向后倾斜的角度，而在靠近叶片顶部处具有向前倾斜的角度。
在优选实施例中，喇叭口形状接近椭圆形，扩口进入口的表面上每个点和近似椭圆上的相应点之间的距离小于风扇直径的0.5％。在优选实施例中，近似椭圆如此取向，以致具有轴向和径向半轴，并且具有这样的轴向半轴该半轴接近0.5-2.0倍的叶片顶部的轴向大小，并且具有这样的径向半轴该半轴接近0.4-1.0倍的轴向半轴。在优选实施例中，轴向半轴为0.04-0.14倍的风扇直径之间，而径向半轴为0.02倍-0.11倍的风扇直径之间。
在优选实施例中，叶片顶部的该一致部分的上游端的半径接近比叶片顶部的该一致部分的下游端的半径大2％-15％。
在优选实施例中，叶片顶部和罩之间的最小空隙为0.007-0.02倍的风扇直径。在叶片前边缘和罩之间的不变半径处所测出的轴向距离接近为0.011-0.034倍的风扇直径。
在优选实施例中，由叶片顶部的该一致部分所弯曲的、位于子午平面上的弯曲部分的每个点和近似椭圆上的相应点之间的距离小于风扇直径的0.5％。在最优选实施例中，接近扩口进入口和叶片顶部的形状的椭圆如此取向，以致具有轴向和径向半轴，并且两个椭圆的轴向半轴之间的差值等于或者大于径向半轴之间的差值。
在优选实施例中，风扇顶部的前边缘不超过0.04倍的罩喇叭口的上游边缘的下游处的风扇直径。
在优选实施例中，顶部处的叶片弦接近0.2-0.4倍风扇直径。
在一个实施例中，风扇组件被安装在热交换器的下游处。在优选实施例中，罩具有增压室，它盖住热交换器表面的面积，该面积至少是1.5倍的风扇盘形面积。这个实施例的优点特别来自较大的进入口扩口，这种较大的进入口扩口是本发明的特征。来自增压室区域的气流在接近风扇筒体时具有较大的径向分量，并且在缺少这种扩口的情况下很可能产生分离。
在另一个实施例中，风扇组件被安装在热交换器的上游处。
在优选实施例中，风扇和罩由注模塑料形成。在最优选的实施例中，罩被模制成一个零件。
附图的描述图1a、1b和1c是现有技术的没有顶部的风扇和两个另外的罩结构的示意图。图1d是现有技术的带形风扇和罩的示意图。
图2a、2b和2c是现有技术风扇叶片的示意图，该叶片限定了各种各样的叶片参数。
图3a、3b、3c和3d是本发明的风扇组件的示意图，其中罩被安装在热交换器的下游处，而风扇是径向叶片型。
图4a、4b和4c是本发明的风扇组件的示意图，其中罩被安装在热交换器的下游处，而风扇叶片在根部向前弯曲，而在顶部向后弯曲。
图5a、5b和5c是本发明的风扇组件的示意图，其中罩是被安装在热交换器的下游处的环形罩，而风扇叶片在根部向后弯曲，而在顶部向前弯曲。
图6是本发明的风扇组件的示意图，其中罩被安装在热交换器的上游处，而风扇叶片在根部向前弯曲，而在顶部向后弯曲。
图7是风扇和罩的示意图，它只示出了与罩形状相一致的风扇叶片顶部的向后部分。
图8示出了通过本发明的另一个实施例的罩和风扇的截面。
图9a和9b示出了通过本发明的另两个实施例的罩和风扇的截面。
详细描述图2a是现有技术风扇叶片的示意图，它示出了各种各样的叶片参数。风扇10是左旋风扇，当从上游侧看去时它沿着顺时针方向进行旋转。叶片4的前边缘41在弦线中点线42和后边缘43的前面进行旋转。在半径r处的斜角f是位于通过叶片根部45处的弦线中点的径线60和通过位于半径r上的截面的弦线中点线的径线62之间的角度。在半径r处的弦线中点弯曲角度L被定义为在径线62和弦线中点线64的轨迹切线之间的角度。所示出的风扇向前弯曲，即这些叶片沿着旋转方向进行弯曲。
图2b是通过风扇叶片的圆柱形部分，它示出了前边缘411、后边缘431和截面的弦线中点421。弦长c是从前边缘到后边缘的直线长度。
图2c是通过风扇轮毂的剖面图和风扇叶片4的弯曲视图。线47表示作为径向位置的函数的、叶片前边缘的轴向位置。同样地，线48和线49表示作为径向位置的函数的、叶片弦线中点和叶片后边缘的轴向位置。半径r处的斜度被定义为半径r处的弦线中点线48和叶片根部处的弦线中点线48之间的轴向距离。半径r处的倾斜角度Q是这样的角度线48在那个半径上与垂直于旋转轴线的平面所形成的角度。
图3a示出了通过汽车散热器和冷凝器、罩和本发明的径向叶片式风扇的剖视图。冷凝器50被安装在散热器40的前部上，而罩20被连接到该散热器上。罩20形成了增压室(plenum)22和筒体24。筒体24包括扩口进入部分241和圆柱形部分242。多个定子26从筒体24向内延伸并且支撑马达安装件28。连接到马达安装件28上的电马达30驱动风扇10。该风扇包括轮毂2和多个叶片4，如弯曲图所示一样。风扇叶片4的顶部46被成形成与筒体的形状相一致。
图3a所示的结构优点是，在叶片顶部的整个范围内保持较小的顶部间隙，同时以使气流与罩表面分开的倾势最小化的方式，气流可以逐渐地收缩。这种情况可以最好与图1b中所示的相类似，这里，保持较小的顶部间隙，但是以非常小的进入椭圆形为代价，该椭圆形倾向于导致分离、效率不高和噪声。图3a所示的布置也最好与图1c所示的相类似，这里，以较大的顶部间隙为代价得到较大的进入椭圆形，这也导致了效率较低并且有噪声。
图3a所示的扩口进入口的几何形状接近具有半轴ar和ax的椭圆形的1/4。但是，只接近椭圆形的进入形状可以得到相同的好性能，较好的近似法是，借助加上或者减少风扇直径的百分率的一半，几何形状由椭圆形进行改变。图3a的弦线中线48示出了小量向前的斜角，该斜角在离心负荷的作用下使径向叶片式风扇的偏移最小化。否则，由于离心力和空气动力的作用而形成的轴向偏移在使用时倾向于增大空隙间隙。但是，太大的斜角将导致下游的轴向偏移，这可以在风扇和罩之间产生接触。
尽管叶片的最佳几何形状可以使由于负荷作用而引起的风扇偏移达到最小，但是它们永远不会消除这种偏移。预计的偏移和许多其它因素决定了叶片顶部和罩之间的所需空隙间隙。沿轴向的、所需要的空隙ga常常大于径向的空隙gr。
在图3a所示的实施例中，风扇叶片4的顶部46被成形为相对于罩筒入口241保持接近不变的空隙g，这里g被调节成垂直于罩表面。叶片顶部的形状与图3b的顶部形状“a”相一致。就这种顶部形状而言，可以看到叶片顶部和罩之间的轴向空隙在叶片前边缘处最小。如果这种最小空隙小于所需要的空隙ga，那么这种顶部形状不能令人满意。顶部形状“b”表示一排不变的轴向空隙ga，这里，它被假设为ga是gr的两倍大。可以接受的顶部形状采用叶片顶部的后部的顶部形状“a”和前部的顶部形状“b”。更加保守的方法是使用顶部形状“c”，该形状是一个椭圆形，该椭圆形满足最小的所需轴向和径向间隙。最保守的顶部形状是“d”，这里，在接触罩之前，叶片可以同时轴向移动一个距离ga和径向移动一个距离gr。最后的方法可以被改进成使预定偏移作为沿着叶片顶部的位置的函数进行偏移。
图3c示出了图3a的风扇的上游视图，它示出了叶片的径向特征。叶片顶部46不在不变的径向线上，而叶片顶部412的前边缘位于半径Rle上，该半径大于叶片顶部432的后边缘的半径Rte。顶部弦长度ctip可以被定义为叶片在顶部后边缘的半径Rte上的弦长，而风扇直径D可以是那个半径的两倍。风扇盘面积可以是直径D的圆的面积。
图3d示出了图3a和3c的风扇的许多圆柱形叶片部分，沿着通过叶片根部45的弦线中点452的射线取观察点，如这些附图中所示一样。
图4a示出了本发明弯曲风扇的上游视图。可以看到弦线中线42的弯曲部分靠近叶片根部45而沿着旋转方向(向前弯曲)，但是在靠近顶部46处沿着相反方向弯曲。弯曲叶片的优点是，1)由于下面事实而减少了紊流吸收噪声(turbulence ingestion noise)前边缘倾斜地移过气流；及2)减少了由圆周气流不均匀所产生的声音。如在图3b所示的径式风扇的情况一样，叶片顶部前边缘Rle的半径大于叶片顶部后边缘Rte的半径。
图4b示出了通过罩和图4a的弯曲风扇的剖面图。如在图3a所示的径向叶片式风扇的情况一样，风扇叶片4的顶部46被成形为相对于罩筒入口241保持接近不变的空隙。还示出了外部肋25，这些肋被设置在定子26的圆周位置上，从而提供更大的刚性并且有助于保持罩筒的圆形。
弯曲叶片的潜在缺点在于，在离心负荷的作用下，与径式叶片相比，它通常沿着径向和轴向偏移得更大。当根据本发明来形成风扇和罩时，特别难以轴向偏向，在本发明中，向前弯曲导致顶部间隙增大，而向后弯曲可能导致在风扇和罩之间形成接触。但是，通过使叶片合适地进行倾斜，可以使轴向偏移最小化，或者设计成稍稍向前，因为同与罩接触相比，顶部空隙的增大具有非常小的严重后果。图4b的弦线中线48示出了叶片根部区域内的正(上游)倾斜角度和顶部区域内的负(下游)倾斜角度。这种倾斜分布与图4a所示的弯曲分布相配合，并且使偏移最小化。作为辅助优点，最后结果是，风扇相对于径式风扇的位置向前运动，从而形成了更加紧凑的组件。
图4c示出了图4a和4b所示风扇的许多圆柱形部分，沿着通过叶片根部45的弦线中点452的射线取观察点，如这些附图中所示一样。可以看到叶片截面以这样的方式进行堆积，以致叶片尽可能平地产生性能要求所规定的扭曲和弯曲。
其它弯曲分布也是可能的。图5a示出了弯曲风扇的上漩视图，在该弯曲风扇中可以看到在靠近根部处沿着向后方向进行弯曲，但是在顶部处沿着向前的方向进行弯曲。顶部处的向前弯曲允许风扇在高压下高效而无噪声地进行工作。
图5b示出了通过图5a的环形罩20和弯曲风扇10的剖视图。环形罩盖住了热交换器40和50的相对较小的部分，其结果是，风扇将承受相对较高的压力。这是具有向前弯曲顶部的风扇的合适应用。根据本发明，风扇叶片4的顶部46被成形为相对于罩筒入口241保持接近不变空隙。
图5c示出了图5a和5b所示风扇的许多圆柱形部分，沿着通过叶片根部45的弦线中点452的射线取观察点，如这些附图中所示一样。如前面例子的情况一样，可以看到叶片部分尽可能地堆积成平面形状。
图6示出了通过风扇组件的截面，在这些组件中，罩20被安装在热交换器40和50的上游处，并且风扇10是图4a、4b和4c所示的。根据本发明，风扇叶片4的顶部46被成形为相对于罩筒入口241保持接近不变的空隙。筒体24在风扇叶片顶部后边缘463的下游处限定一个较短的距离。定子26通过径向肋23来支撑。这种几何形状的优点是，罩20可以通过简单工具而注模成一个零件。
图7示出了通过本发明另一个实施例的罩和风扇的剖视图。叶片顶部46的后部分465与罩筒124的形状相一致。但是，前部464与罩筒24不一致，而是在这个区域内的风扇和罩之间可以具有明显较大的空隙。当包装约束条件严重地限制罩的深度时，这种结构是有利的。在这种情况下，如图3a和4b所示一样，包围着整个叶片顶部的风扇筒体可以是这样的深度，以致增压室22不能得到足够的空间。不够深的增压室将导致通过热交换器的气流非均匀性增大并且增大了所需要的风扇功率。图7所示的结构可以用来使风扇增压室保持足够的深度，但是这是以与增大一部分叶片顶部周围的泄漏相关联的小量效率损失为代价的。
图8示出了通过本发明另一个实施例的罩和风扇的截面图。罩筒24在叶片顶部46的后边缘的下游处具有台阶部分243。定子26由该台阶部分来支撑，而台阶部分本身通过外部罩肋25来支撑。这种结构可以减少通过叶片顶部46和罩筒24之间的空隙间隙的泄漏气流。在系统阻力较大的一些应用中，已发现具有减少噪声的优点。
图9a示出了通过本发明另一个实施例的风扇和罩的截面图。罩筒24终止于风扇叶片顶部46的后边缘的一个较小轴向距离内。定子26是外部罩肋25的延伸部。当该系统阻力较大时，发现这种结构具有减少噪声的优点。另一个优点是减少了发动机阻塞的不利影响。实现这些优点的另一种结构示出在图9b中。这里，定子26由罩筒24的局部延伸部来支撑，而这些延伸部本身由外部肋25来支撑。
权利要求
1.一种汽车发动机的冷却风扇组件，它包括罩和风扇，所述罩具有包围着所述风扇的筒体，所述风扇包括中心轮毂和若干叶片，每个所述叶片具有根部和顶部，所述顶部具有前边缘和后边缘，所述罩的特征在于该筒体具有扩口的进入口，及所述风扇的特征在于(a)每个叶片顶部的一部分被成形成与罩筒的扩口进入口相一致；(b)在该一致部分的上游端处的叶片顶部的半径大于这个一致部分的下游端处的该叶片顶部的半径。
2.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部的该一致部分和罩之间的空隙间隙被调节成垂直于罩，这个空隙间隙的改变不超过增加或者减少接近那个部分的大小的20％。
3.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部的整个轴向大小与扩口的进入口相一致。
4.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部前边缘轴向地位于进入口扩口的入口的下游处。
5.如权利要求4所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部前边缘以一个距离轴向地位于进入口扩口的入口的下游处，该距离小于大约0.04倍的风扇直径。
6.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部的该部分的轴向大小小于大约0.3倍的整个叶片顶部中的轴向大小，其中该部分是与扩口进入口相一致的部分的上游。
7.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，筒体包括位于扩口进入口的下游处的、接近圆柱形的部分。
8.如权利要求1或者7所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部的该部分的轴向大小小于大约0.5倍的整个叶片顶部中的轴向大小，其中该部分是与扩口进入口相一致的部分的下游。
9.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，罩筒包括位于叶片顶部后边缘的下游处的台阶部分，并且所述台阶部分的半径小于罩筒在叶片顶部后边缘的轴向位置上的半径。
10.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，罩筒在叶片顶部后边缘的轴向位置上的半径和罩筒的最小半径之间的差值不大于0.02倍的风扇直径。
11.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，当从上游看去时，风扇叶片大约是径向的。
12.如权利要求11所述的风扇组件，其特征在于，风扇叶片在顶部向前倾斜一个值，该值小于大约风扇直径的3％。
13.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，风扇叶片是倾斜的。
14.如权利要求13所述的风扇组件，其特征在于，风扇叶片在向后弯曲超过大约15度的一些区域内具有向后倾斜的角度，并且在向后弯曲小于大约5度或者向前弯曲的一些区域内具有向前倾斜的角度。
15.如权利要求13所述的风扇组件，其特征在于，风扇叶片在根部处向前弯曲，而在顶部处向后弯曲，并且在根部具有向前倾斜角，而在顶部处具有向后倾斜角。
16.如权利要求13所述的风扇组件，其特征在于，风扇叶片在根部处向后弯曲，而在顶部处向前弯曲，并且在根部具有向后倾斜角，而在顶部处具有向前倾斜角。
17.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，扩口进入口的表面上的每个点和近似椭圆上的相应点之间的距离小于大约风扇直径的0.5％。
18.如权利要求17所述的风扇组件，其特征在于，一个半轴是轴向的，并且一个半轴是径向的。
19.如权利要求18所述的风扇组件，其特征在于，近似椭圆的径向半轴接近0.4-1.0倍的那个椭圆的轴向半轴。
20.如权利要求18所述的风扇组件，其特征在于，近似椭圆的轴向半轴接近0.5-2倍的叶片顶部的轴向大小。
21.如权利要求18所述的风扇组件，其特征在于，近似椭圆的轴向半轴在0.04-0.14倍的风扇直径之间。
22.如权利要求18所述的风扇组件，其特征在于，近似椭圆的径向半轴在0.02-0.11倍的风扇直径之间。
23.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部的该一致部分的上游端的半径比叶片顶部的该一致部分的下游端的半径大2％-15％。
24.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部和罩之间的最小空隙在0.007-0.02倍的风扇直径之间，而该最小空隙被调节成垂直于罩。
25.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，在叶片顶部和罩之间的最小轴向距离在0.011-0.034倍的风扇直径之间。
26.如权利要求17所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部的该一致部分的径向和轴向坐标形成了弯曲，并且那个弯曲部分上的每个点和近似椭圆上的相应点之间的距离小于大约风扇直径的0.5％。
27.如权利要求26所述的风扇组件，其特征在于，接近扩口进入口的形状的椭圆具有轴向的半轴和径向的半轴，并且接近叶片顶部的形状的椭圆具有轴向的半轴和径向的半轴，并且接近叶片顶部形状的椭圆的轴向半轴大于接近扩口进入口的形状的椭圆的轴向半轴一个量，该量等于或者大于接近叶片顶部形状的椭圆的径向半轴超过接近扩口进入口的形状的椭圆的径向半轴的量。
28.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部弦长在0.2-0.4倍的风扇直径之间。
29.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，罩被安装在上游的热交换器的后部。
30.如权利要求29所述的风扇组件，其特征在于，罩在筒体的上游处具有增压室，所述增压室被安装在上游热交换器的后部，热交换器表面的面积被增压室所盖住，该面积至少接近1.5倍的风扇盘形面积。
31.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，罩被安装在下游热交换器的前部上。
32.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，风扇和罩由注模塑料形成。
33.如权利要求32所述的风扇组件，其特征在于，罩被模制成一个零件。
34.如权利要求1所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部后边缘和罩筒的下游边缘之间的轴向距离小于大约0.5倍的叶片顶部的轴向大小。
35.如权利要求34所述的风扇组件，其特征在于，叶片顶部后边缘和罩筒的下游边缘之间的轴向距离小于大约0.3倍的叶片顶部的轴向大小。
全文摘要
通过下面方法在汽车发动机的冷却风扇组件(10)中可以实现高效率和低噪声使进入口(241)扩张到罩筒(20)中，并且使风扇叶片(4)的顶部(46)成形成与进入口的形状相一致。借助使扩口在叶片顶部的轴向范围内进行延伸来减少进入风扇中的气流的分离，并且通过控制沿着整个叶片顶部的再循环来减少顶部空隙损失。使用叶片倾斜来使风扇偏移最小化，因此可以使用较小的顶部空隙，而这些顶部空隙进一步提高了性能。
文档编号F04D29/58GK1444705SQ01811282
公开日2003年9月24日 申请日期2001年6月18日 优先权日2000年6月16日
发明者罗伯特·范豪腾 申请人:罗伯特·博施公司