一种用于冷却风扇系统的护风圈及风扇电机的制作方法

本发明涉及用于汽车冷凝器散热器的冷却风扇系统的护风圈。另外，本发明涉及包括该护风圈的车辆风扇电机。
背景技术：
：在车辆中，风扇电机驱动冷却风扇，使之转动。冷却风扇吹动的空气流通过护风圈导向汽车冷凝器散热器，由此将冷凝器散热器中的多余热量带走。图1显示了目前的护风圈，其包括面板10和框架20。面板10包括围绕冷却风扇的环形部11，框架20包括支撑风扇电机的中心环形支撑部21和从该中心环形支撑部21径向向外延伸到面板10的多根支架22(图中为6根)。如下表1所示，护风圈的各部分由塑料材料，如pa66gf30整体制成，例如通过注塑成型。表1部件名称数量材料护风圈1pa66gf30目前的这种护风圈设计无法满足设计规范在振动性能上的要求。原因在于，现有的护风圈的一阶固有频率通常在20-40hz之间，这个范围与发动机的二阶振动频率(通常小于60hz)重叠，由此会与发动机产生共振。此外，现有的护风圈在静刚度上也不能满足设计规范要求，无法很好地支承风扇电机。下表2显示了现有的护风圈的性能与设计规范之间的差距。表2因此，存在改进护风圈的振动性能和静刚度的需求。技术实现要素：本发明的目的是提供一种相比现有的护风圈而言静刚度、动刚度改善的护风圈。在第一方面，本发明提供一种用于冷却风扇系统的护风圈。所述护风圈包括面板和框架，面板包括用于围绕冷却风扇的环形部，框架包括用于支撑风扇电机的中心环形支撑部和从该中心环形支撑部径向向外延伸而固定于面板的多根支架。所述框架由杨氏模量比面板材料的杨氏模量高的材料制成。根据本发明的实施例，面板和框架由不同的材料制成。优选的，框架由钢或铝合金等高杨氏模量材料制成，而面板由塑料制成，例如通过注塑成型。框架和面板也可以由其它材料制成。根据本发明的实施例，中心环形支撑部与支架一体形成，例如通过铸造制成。支架和中心环形支撑部的横截面直径为10mm。根据本发明的实施例，支架通过螺钉被固定于面板。优选的，护风圈还包括紧固片，其位于环形部附近。螺钉穿过紧固片上的孔与面板上的相应的螺孔接合，使各支架被夹紧于面板和紧固片之间。支架也可以通过其它方式固定于面板，例如铆接。在第二方面，本发明提供一种用于冷却风扇系统的风扇电机，其包括定子、转子以及上述的护风圈。根据本发明设计的护风圈，框架通过螺钉等固定方式固定于面板。框架由高杨氏模量材料制成，护风圈的静刚度得到显著增强。相比现有的护风圈，支架横截面变小，支架数量减少，从而可以有效降低对来流的干扰，改善系统声学性能。此外，护风圈的一阶固有频率高于50hz，可以避免与发动机产生共振。附图说明在附图中将更加详细地解释本发明的实施例，其中：图1是现有技术的护风圈的示意图；图2是本发明实施例的护风圈的示意图；图3是测试本发明实施例的护风圈的静刚度的示意图；图4a-4d是本发明实施例的护风圈与现有技术的护风圈的图3测试结果对照；图5是测试本发明实施例的护风圈的固有频率的示意图；图6是本发明实施例的护风圈与现有技术的护风圈的图5测试结果对照。在图中，为了清楚起见，本发明的实施例被以简化方式示出。相似的附图标记在图中指代类似的部分。具体实施方式下面参照图2描述本发明的实施例。图2显示了本发明实施例的护风圈100。如图2所示，护风圈100包括面板110和框架120，框架由高杨氏模量材料制成。面板110包括用以围绕冷却风扇(未示出)的环形部111，框架120包括用以支撑风扇电机(未示出)的中心环形支撑部121和从该中心环形支撑部121径向向外延伸到面板110的多根支架122(图中为4根)。中心环形支撑部121和支架122的横截面直径在本例中为10mm。护风圈100还包括紧固片130，其位于环形部111附近。螺钉(未示出)可穿过紧固片130上的孔与面板110上的相应的螺孔接合，使各支架122被夹紧于面板110和紧固片130之间，由此将支架122固定于面板110。护风圈100的各部分的材料如下表3所示。表3部件名称数量材料面板1pa或pp框架1钢紧固片4钢螺钉8钢实例1下面对本发明实施例的护风圈进行静刚度测试。图3显示了如何测试护风圈的静刚度。首先，固定电机安装孔1、2、3，然后在护风圈安装脚a的x方向施加载荷10n、20n，然后记录安装脚a的x方向加载点的位移；其次，固定电机安装孔1、2、3，然后在护风圈安装脚a的y向施加载荷50n、100n，然后记录安装脚a的y向加载点的位移；再次，固定电机安装孔1、2、3，然后在护风圈安装脚a的z向施加载荷50n,100n,然后记录安装脚a的z向加载点的位移。测试也可在其它安装脚b、c、d进行。对现有技术和本发明的护风圈按上述步骤对安装脚a进行静刚度测试，测试结果显示于图4a-4c中。如图4a-4c所示，在同样大小的力的作用下，与现有的护风圈相比，本发明的护风圈在x、y、z方向上的位移均明显较小，符合设计规范的要求。通过图4d可直观判断，本发明的护风圈在x、y、z方向上的静刚度均显著高于现有的护风圈。实例2下面对本发明实施例的护风圈进行固有频率测试。图5显示了如何测试护风圈的固有频率。按护风圈在车辆上的实际工况固定护风圈安装脚a、b、c、d，在护风圈中间电机安装孔配置电机风扇等重量的质点p，进行模态分析。对现有技术和本发明的护风圈按上述步骤进行模态测试，测试结果显示于图6中。如图6所示，护风圈的一阶固有频率从现有的29.88hz上升至56.44hz。通过对比可知，本发明能够提高护风圈的固有频率，即提高护风圈的动刚度，从而改善冷却风扇系统的振动特性。在一些情形中，在本发明中公开的特征可以与其它特征无关地使用。另一方面，当有必要时，可以组合在本发明中公开的特征以提供各种组合。本发明中使用的措辞和表述都是说明性的而非限制性的，因此使用这些措辞和表述并不意图将图示和描述的特性的任何等同物排除在本发明的范围之外。在权利要求书的范围内可能存在各种修改、变型和替代例。权利要求书意图涵盖所有此类等同物。当前第1页12