横流风扇发动机室鼓风机及相关车辆的制作方法

相关申请的交叉引证

本申请要求2016年10月10日提交的韩国专利申请第10-2016-0130485的优先权和权益，其全部内容通过引证的方式结合于此。

本发明的实例实施例涉及一种发动机室鼓风机，更特别地，涉及一种横流风扇(crossfan)发动机室鼓风机及一种具有这种横流风扇发动机室鼓风机的车辆。通过这种横流风扇发动机室鼓风机，车辆能够增加通过冷却风扇的风量，以在改进气流质量从而改进燃料效率的同时降低电动机的能耗。

背景技术：

通常，将轴流式鼓风机构造为具有散热片，其中，将具有正方形框架的风扇护罩与轴流式冷却风扇和使轴流式冷却风扇旋转的电动机组合。

当操作轴流式鼓风机时，电动机使轴流式冷却风扇旋转，其产生从散热片的前面到后面的气流。

车辆中的轴流式鼓风机叫做轴流式发动机室鼓风机。轴流式发动机室鼓风机通常安装在发动机冷却水所循环的散热器或者制冷剂所循环的冷凝器中。在由轴流式鼓风机产生的强制气流和在散热器或冷凝器内循环的发动机冷却水或制冷剂之间出现热交换。

在传统的轴流式发动机室鼓风机中，气流是大约2000m³/h。

然而，因为将直接连接到散热片的背面上的轴流式冷却风扇的电动机固定至护罩以使轴流式冷却风扇旋转，所以轴流式发动机室鼓风机可能具有多种缺点。

首先，正方形风扇护罩和圆形轴流式冷却风扇的组合在散热片的拐角处可能产生死区，在该死区几乎不产生气流。第二，难以通过使风量集中在轴流式冷却风扇的叶片部分上而在散热片的前表面上均匀地分布风量。第三，电动机可能由于在风扇护罩和轴流式冷却风扇之间的狭窄间隙中引入外来物质而停机。第四，因为将轴流式圆形风扇设置在正方形散热片内从而增加轴流式圆形风扇的外径，所以在改进散热性能方面产生许多限制。第五，风扇护罩在靠近轴流式圆形风扇的部分需要具有特定形状，以减小噪音并增加风量。

技术实现要素：

本发明的一个实施例涉及一种能够对散热片的前表面提供强制气流的横流风扇发动机室鼓风机及相关车辆。横流风扇发动机室鼓风机可包括多个多级布置的横流风扇，每个横流风扇具有沿着横流风扇的较长的全长形成的叶轮形状的叶片，其可在将引入发动机室的气流速度增到最大的同时，帮助减小电动机的能耗，从而改进燃料效率。例如，通过在横流风扇发动机室鼓风机的风扇和风扇护罩之间形成足够的间隔(例如，通过使风扇和护罩之间的间隙变宽)，可在风扇之间引入更少的外来物质，从而减小或消除电动机停机或以其他方式起不希望的作用的可能性，即使只引入一部分外来物质。

通过以下描述可理解本发明的其他目的和优点，并且，参考本发明的实施例，这些目的和优点变得显而易见。而且，对于本发明所属领域中的技术人员来说显而易见的是，可通过如所要求的装置及其组合来实现本发明的目的和优点。

根据本发明的一个实施例，横流风扇发动机室鼓风机包括：散热片壳体，其具有气流空间；主动横流风扇(drivingcrossfan，驱动横流风扇)，当由产生扭矩的电动机驱动时，其在气流空间中旋转并将外部空气吸入发动机室；以及从动横流风扇，其与正齿轮(spurgear)啮合以在与主动横流风扇的旋转方向相同的旋转方向上旋转。

可使主动横流风扇直接旋转。正齿轮包括：主动齿轮，其与主动横流风扇耦接；从动齿轮，其与从动横流风扇耦接；以及中间齿轮，其使主动齿轮的旋转方向与从动齿轮的旋转方向匹配，以使从动横流风扇在与主动横流风扇的旋转方向相同的旋转方向上旋转。

可在主动横流风扇和从动横流风扇之间布置稳定器。稳定器可引导通过主动横流风扇的气流和通过从动横流风扇的气流，并且可水平地布置在散热片壳体中并固定至散热片壳体。

散热片壳体可形成为正方形形状或长方形形状，以使横流风扇水平地布置于其中，并且散热片壳体的前表面可与风扇护罩耦接。

根据本发明的另一实施例，车辆包括：横流风扇发动机室鼓风机，其包括具有气流空间的散热片壳体；多个横流风扇，其在气流空间中旋转以将外部空气吸入发动机室；电动机，其使该多个横流风扇旋转；正齿轮，其与该多个横流风扇一起旋转；稳定器，其引导引入该多个横流风扇中的气流；以及风扇护罩，其与散热片壳体的前表面耦接。该车辆还包括散热器，其与发动机室中的横流风扇发动机室鼓风机的前表面耦接。

散热器可用作具有在其中循环的发动机冷却水的冷却系统，并且由于与由横流风扇产生的气流的热交换而可降低发动机冷却水的温度。

附图说明

图1是横流风扇发动机室鼓风机的示例实施例的结构图。

图2是示例横流风扇单元的散热片壳体的透视图。

图3是示例横流风扇单元的横流风扇组件的横截面透视图。

图4是图1中k区域的透视图，示出了示例横流风扇单元的电动机的结构图。

图5是图1中l区域的透视图，示出了示例横流风扇单元的保护盖的结构图。

图6是示例横流风扇单元的用齿轮盖封闭的齿轮组件的结构图。

图7是应用了示例横流风扇发动机室鼓风机的车辆的图示。

图8是举例说明了应用于车辆的示例横流风扇发动机室鼓风机的操作状态的图示。

具体实施方式

在下文中，参考附图详细地描述本发明的实施例，本发明所属领域中的普通技术人员可以各种形式实现这些实施例，因此，本发明不限于本文描述的实施例。

参考图1，横流风扇发动机室鼓风机1构造为具有风扇护罩10和横流风扇单元20。

风扇护罩10具有正方形的(或长方形的)框架，并(用螺栓)紧固在横流风扇单元20后面。如果将风扇护罩10紧固至热交换器(例如，散热器或冷凝器)，那么将横流风扇单元20定位在热交换器的前面，并且可使从横流风扇单元20产生的风量流通到热交换器。

横流风扇单元20具有散热片壳体30、横流风扇组件40、稳定器组件50、电动机60、保护盖70、齿轮组件80和齿轮盖90。在一个示例实施例中，散热片壳体30具有正方形的(或长方形的)框架，并且(用螺栓)紧固在风扇护罩10的前面。横流风扇组件40包括一个主动横流风扇和多个从动横流风扇，并且旋转以产生提供给风扇护罩10的气流。将稳定器组件50固定至散热片壳体30，以定位在横流风扇组件40的横流风扇之间，从而引导通过横流风扇的气流。电动机60由控制器(未示出)驱动，以使横流风扇组件40的主动横流风扇旋转。保护盖70覆盖横流风扇组件40的暴露于散热片壳体30的侧表面处的相应横流风扇的轴。齿轮组件80将横流风扇组件40的主动横流风扇的扭矩转移至该多个从动横流风扇。齿轮盖90覆盖暴露于散热片壳体30的侧表面处的齿轮组件80。

图2至图6举例说明了横流风扇单元20的每个部件的详细构造。

参考图2，散热片壳体30包括：顶板31和底板32，其分别形成框架的顶部和底部；左板34和右板35，其分别形成框架的左部和右部；以及电动机支架30-1，其具有正方形的(或长方形的)形状并安装在左板34处以使电动机连接到散热片壳体30。

左板34具有分别形成于其中的第一左定位孔34b、第二左定位孔34c和第三左定位孔34d，右板34具有分别形成于其中的第一定位孔35b、第二定位孔35c和第三定位孔35d。将第一左定位孔34b、第二左定位孔34c和第三左定位孔34d的中心和右定位孔35b、35c和35d的中心定位为彼此匹配。

在右板35的对应于左板34的电动机支架30-1的位置处进一步形成参考定位孔35a，并且将横流风扇组件40的主动横流风扇40-1(见图3)的与电动机60的电动机轴61耦接的轴凸41插入参考定位孔35a中。

如图2所示，将第一齿轮轴36a、第二齿轮轴36b和第三齿轮轴36c设置在参考定位孔35a和右板35中的第一定位孔35b、第二定位孔35c及第三定位孔35d之间。例如，第一齿轮轴36a在参考定位孔35a和第一右定位孔35b之间伸出，并与齿轮组件80的第一中间齿轮86耦接以使第一中间齿轮86自由地旋转。第二齿轮轴36b在第一右定位孔35b和第二右定位孔35c之间伸出，并与齿轮组件80的第二中间齿轮87耦接以使第二中间齿轮87自由地旋转。第三齿轮轴36c在第二右定位孔35c和第三右定位孔35d之间伸出，并与齿轮组件80的第三中间齿轮88耦接以使第三中间齿轮88自由地旋转。在图6中举例说明了装配状态。

参考图3，在一个示例实施例中，横流风扇组件40包括一个主动横流风扇40-1和三个从动横流风扇，其分别是第一从动横流风扇40-2、第二从动横流风扇40-3和第三从动横流风扇40-4。在此实施例中，四个横流风扇提供大约2000m³/h的气流风量。可改进横流风扇的构造，以适应发动机室鼓风机的其他预定的或所需的气流风量。

主动横流风扇40-1和第一从动横流风扇40-2、第二从动横流风扇40-3及第三从动横流风扇40-4的横截面结构是圆形的，叶片从旋转轴径向地延伸。从散热片壳体30的前面向叶片之间的间隙吸入外部空气，并且该间隙朝向散热片壳体30的后面吹出吸入的外部空气。也就是说，该横截面结构具有叶轮形状。还在主动横流风扇40-1和第一从动横流风扇40-2、第二从动横流风扇40-3及第三从动横流风扇40-4的旋转轴的两端形成轴凸41。

在分别插入散热片壳体30的第一左定位孔34b、第二左定位孔34c及第三左定位孔34d和第一右定位孔35b、第二右定位孔35c及第三右定位孔35d的同时，使第一从动横流风扇40-2、第二从动横流风扇40-3及第三从动横流风扇40-4的轴凸41自由地旋转，而将主动横流风扇40-1的一端的轴凸41定位在参考定位孔35a中，并且在用于主动横流风扇40-1由电动机60耦接的另一端轴凸41旋转时该一端自由地旋转。由于存在电动机60，所以在此实施例中，与电动机60耦接的主动横流风扇40-1比第一从动横流风扇40-2、第二从动横流风扇40-3及第三从动横流风扇40-4短。

返回参考图3，将稳定器组件50分成分别是上稳定器51-1和下稳定器51-2，以及第一稳定器52-1、第二稳定器52-2和第三稳定器52-3。

上稳定器51-1位于主动横流风扇40-1上方，并且上稳定器51-1的端部分别固定至左板34和右板35。下稳定器51-2位于第三从动横流风扇40-4下方，并且下稳定器51-2的端部分别固定至左板34和右板35。第一插入稳定器52-1位于主动横流风扇40-1和第一从动横流风扇40-2之间，并且第一插入稳定器52-1的端部分别固定至左板34和右板35。第二插入稳定器52-2位于第一从动横流风扇40-2和第二从动横流风扇40-3之间，并且第二插入稳定器52-2的端部分别固定至左板34和右板35。第三插入稳定器52-3位于第二从动横流风扇40-4和第三从动横流风扇40-4之间，并且第三插入稳定器52-3的端部分别固定至左板34和右板35。

第一插入稳定器52-1将主动横流风扇40-1和第一从动横流风扇40-2彼此隔开，同时，上稳定器51-1和第一插入稳定器52-1分别部分地封闭主动横流风扇40-1的上部和下部，从而当使主动横流风扇40-1旋转时，使气流平稳地循环。关于第一插入稳定器52-1和第二插入稳定器52-2、第二插入稳定器52-2和第三插入稳定器52-3，以及第三插入稳定器52-3和下稳定器51-2，出现相同的效果。

参考图4，控制器(未图示)导致电动机60在正向方向或反向方向上旋转，从而使电动机轴61旋转，并且电动机轴61的扭矩使横流风扇组件40的主动横流风扇40-1旋转。

将电动机60的电动机轴61插入形成于一个轴凸41中的插入槽41a中。可通过键或螺钉(或螺栓)将主动横流风扇40-1的旋转轴的两端和电动机轴61固定至主动横流风扇40-1。

参考图5，多个保护盖70封闭第一从动横流风扇40-2、第二从动横流风扇40-3及第三从动横流风扇40-4的各个从散热片壳体30的左板34的第一定位孔34b、第二定位孔34c及第三定位孔34d伸出的轴凸41，以阻止外来物质从外部引入横流风扇发动机室鼓风机，使得可保持第一从动横流风扇40-2、第二从动横流风扇40-3及第三从动横流风扇40-4平稳地自由旋转。

在一个示例实施例中，保护盖70可由聚氨酯、塑料和橡胶中的任意一种组成。可将保护盖70插入形成于左板34的第一左定位孔34b、第二左定位孔34c及第三左定位孔34d周围的装配槽(未图示)，或者保护盖70可整体地形成在左板34中，以封闭第一左定位孔34b、第二左定位孔34c及第三左定位孔34d的每个周缘。

参考图6，齿轮组件80包括正齿轮，并将正齿轮分成一个主动齿轮81、分别是第一从动齿轮82、第二从动齿轮83及第三从动齿轮84，以及分别是第一中间齿轮86、第二中间齿轮87及第三中间齿轮88，这些齿轮布置为彼此啮合。正齿轮由与散热片壳体30的右板35耦接的齿轮盖90封闭，以阻止外来物质从外部引入横流风扇发动机室鼓风机。

主动齿轮81与主动横流风扇40-1的从右板35的参考定位孔35a伸出的一端轴凸41耦接。第一从动齿轮82、第二从动齿轮83及第三从动齿轮84分别与从右板35的第一右定位孔35b、第二右定位孔35c及第三右定位孔35d伸出的端部轴凸41耦接。第一中间齿轮86、第二中间齿轮87及第三中间齿轮88分别与右板35的第一齿轮轴36a、第二齿轮轴36b及第三齿轮轴36c的端部耦接。

主动齿轮81与第一中间齿轮86啮合，第一从动齿轮82同时与第一中间齿轮86及第二中间齿轮87啮合，第二从动齿轮83同时与第二中间齿轮87及第三中间齿轮88啮合，第三从动齿轮84与第三中间齿轮88啮合。结果，如果电动机60使主动齿轮81向前(顺时针)旋转，那么主动齿轮81的正向旋转(顺时针旋转)会使第一中间齿轮86反向(逆时针)旋转，并且第一中间齿轮86的反向旋转(逆时针旋转)使第一从动齿轮82正向旋转，等等。然后这导致第一从动齿轮82使第二中间齿轮87反向旋转(逆时针旋转)，第二中间齿轮87使第二从动齿轮83正向旋转(顺时针旋转)，第二从动齿轮83使第三中间齿轮88反向旋转(逆时针旋转)，并且第三中间齿轮88使第三从动齿轮84正向旋转(顺时针旋转)。

如果使主动横流风扇40-1正向(顺时针)旋转，那么也使这三个第一从动横流风扇40-2、第二从动横流风扇40-3及第三从动横流风扇40-4正向(顺时针)旋转。

返回参考图6，在一个示例实施例中，齿轮盖90可由聚氨酯、塑料、橡胶和钢中的任意一种组成。可将齿轮盖90插入形成于右板35的第一左定位孔35b、第二左定位孔35c及第三左定位孔35d周围的装配槽(未图示)中，或者齿轮盖90可通过要固定的螺钉或螺栓紧固至右板35。

图7举例说明了具有如上所述的横流风扇发动机室鼓风机1的车辆100的一个示例。

如在图7中举例说明的，在车辆100中，将散热器110安装在发动机室100-1中，并将横流风扇发动机室鼓风机1定位在散热器110的前面。

散热器110用作车辆100的冷却系统。使发动机冷却液在散热器110中循环，其在那里与外部空气交换热量。包含在冷却系统中的冷凝器(空调制冷剂在冷凝器中循环)也可增加热交换效果。

横流风扇发动机室鼓风机1与参考图1至图6描述的示例横流风扇发动机室鼓风机1相同。横流风扇发动机室鼓风机1位于散热器110的前面，并使用风扇护罩10与散热器110耦接。横流风扇发动机室鼓风机1将空气吸入主动横流风扇40-1和第一横流风扇40-2、第二横流风扇40-3及第三横流风扇40-4中，并且将吸入的空气提供给散热器110。

参考图8，如果电动机60使主动横流风扇40-1正向(顺时针)旋转，那么主动齿轮81、第一从动齿轮82、第二从动齿轮83及第三从动齿轮84，以及第一中间齿轮86、第二中间齿轮87及第三中间齿轮88中的相互作用也使第一从动横流风扇40-2、第二从动横流风扇40-3及第三从动横流风扇40-4正向(顺时针)旋转。

结果，使主动横流风扇40-1和第一从动横流风扇40-2、第二从动横流风扇40-3及第三从动横流风扇40-4同时正向(顺时针)旋转，将外部空气从车辆100的前面吸入，并将吸入的外部空气朝向散热器110吹出。在此构造中，如图8中的虚线箭头(表示通过横流风扇的气流)所示，将外部气流分别引导至上稳定器51-1和下稳定器51-2，以及第一插入稳定器52-1、第二插入稳定器52-2及第三插入稳定器52-3，从而保持为平稳的气流。

如上所述，具有示例横流风扇发动机室鼓风机的车辆包括多个横流风扇40-1、40-2、40-3及40-4，其水平地布置在气流空间中。进一步，横流风扇发动机室鼓风机产生扭矩，并使沿着该多个横流风扇40-1、40-2、40-3及40-4中的每个的全长形成的叶轮形状的旋转叶片旋转，从而将外部空气吸入发动机室。这种横流风扇发动机室鼓风机的应用可将引入发动机室的气流速度增到最大，并减小在横流风扇40-1、40-2、40-3及40-4和风扇护罩10之间引入外来物质的可能性，从而减小电动机不希望地工作的可能性。这种应用还可通过将气流空间的死区减到最小来改进气流质量，从而降低电动机60的能耗，从而改进燃料效率。

具有上述所公开的横流风扇发动机室鼓风机的车辆可具有以下优点和效果。

首先，可能通过使用横流风扇而在散热片的前表面上均匀地分布风量。第二，可能通过移除散热片的拐角空间死区来改进冷却风扇的效率，通过使横流风扇的形状与散热片的形状匹配来实现该移除拐角空间死区的效果。第三，可能通过使横流风扇和风扇护罩之间的空间变宽来减小或消除电动机由于外来物质而停机的可能性，尽管外来物质仍可被引入间隙。第四，可能通过在将气流进入发动机室的速度增到最大的同时改进气流质量来降低电动机的能耗，从而改进车辆的燃料效率。第五，可能通过将横流风扇和电动机的前后方向上的组合改变成左右结构来减小发动机室鼓风机的厚度，并通过减小发动机室鼓风机的厚度来大幅改进发动机室布局的适用性。

以上实施例仅是允许本发明所属领域的普通技术人员(在下文中叫做“本领域技术人员”)简单地实践本发明的示例。因此，本发明不限于以上实施例和附图，因此，本发明的范围不限于以上实施例。因此，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离如由所附权利要求定义的本发明的实质和范围的情况下，可进行替换、修改和变化，并且这些替换、修改和变化也可属于本发明的范围。