加压疲劳测试后 压力温度疲劳测试后 四 冷却风扇总成设计 1设计要点

为了加强足够的空气量通过散热器，必须在冷却空气道中安置风扇。在水冷内燃机机上，一般采用轴流式风扇，其结构简单，在系统中布置方便，在低压头下风扇风量大。

2主要设计参数的决定因素和最优化的目标。

风扇的外径略小于散热器芯部的宽度和高度，其值在0.3~0.7米之间，风扇轮毂半径和风扇外径比称为轮毂比，一般取0.2~0.25左右，风扇叶片长和风扇外径之比0.34~0.36之间。风扇叶片所扫过的圆环面积和散热器芯部正面积之比为0.45~0.60。

风扇叶轮叶数z和叶宽度b由风扇计算确定。当z 和 b 增加时，扇风量和风压都增加，但风扇功率消耗也增加。轮叶宽度从叶根到叶顶逐渐减小，不仅从轮叶强度考虑合理，而且有助于提高风扇效率。

因为风扇的排量、风压和功率消耗分别和风扇的转速一次、二次、三次成正比，所以提高转速是增加风量和风压的有效方法，但功率的消耗也急剧增加。而且风扇转速太高，会发生很大的尖锐噪音。

在散热器和风扇之间要设导流风罩，并且必须密封导风罩和散热器的联结处，防止风扇抽风时，外界空气从不密封处短路流入风扇，使流过散热器的风量减少，使散热器的散热效果下降。 2 详细设计要求和试验要求

2.1 电机应符合本标准及成文程序批准的图纸及设计文件制造。 2.2 使用环境条件

在表1所列的环境条件下，电机应能正常工作。

表1 电机工作环境

温 度 相对湿度 气 压 振 动 冲击加速度 ℃ kPa m/s2 5 Hz ~60Hz -40~+110 12%~95% 86~106 100（峰值） A=±0.5mm 2.3 外观、装配质量及测试技术指标 2.3.1 外观质量检查

电机表面不应有锈蚀，涂敷层剥落，碰伤和划痕，紧固件应牢固，铭牌标志的字迹和内容应清楚无误。

2.3.2 电机轴向间隙测试

电机轴向间隙不大于0.4mm。 2.3.3 风扇跳动量检查

风扇的径向跳动量不大于1.5mm，轴向跳动量不大于2mm。

2.3.4 主要尺寸检查

主要尺寸按图纸检查应合格。 2.3.5 工作电压检查

在9 V ~15V直流电压下，电机应能正常运转，无异常声响。 2.3.6 旋向检查

从轴伸端看，电机应按顺时针方向旋转。 2.3.7 负载特性

12 V±0.1 V直流电压下，电机各档转速及风扇总成最大电流消耗符合图纸技术要求规定。

2.3.8 绝缘介电强度

在70℃，500V、50Hz正弦交流电压状态下，持续1s应无击穿及表面放电现象。

2.3.9 剩余静不平衡量要求

风扇总成剩余静不平衡量不大于40g·mm。 2.3.10 风量检测要求

在指定风压及12V±0.1V直流电压下，各档风压应符合图纸技术要求规定。 2.3.11 噪声试验

12V±0.1V直流电压，风扇总成带冷凝器和散热器的工况下，单风扇、双风扇最大声压级不大于75dB（A）。 2.3.12 过电压试验要求

试验电压16.5VDC，通电1h，试验后电机应能正常工作。 2.3.13 短时过电压要求

试验电压24VDC，历时2min，试验后电机应能正常工作。 2.3.14 无载循环空气贮存

在-40℃±2℃下存放1h，转换1h，+110℃±2℃下存放1h，试验后电机应能正常工作。

2.3.15冷起动性能要求

0℃条件下存放5h，试验后立即通以12V直流电压，电机应能立刻起动并在30s内达到额定转速。 2.3.16 盐雾要求

工作室温度35℃时，经受5%Nacl溶液，试验6h后，镀锌层无腐蚀现象；连续96h，试验后的金属件可抗8级以上锈蚀，连续144h后，通以12V±0.1V直流电，测试电机负载特性应和第3.3.7款项之规定相同。 2.3.17 振动要求

经受振幅A=±0.5mm，频率f=5 Hz ~60 Hz ~5Hz，循环持续时间约1min，历时24h的垂直方向振动后，在12 V±0.1V直流电压下，测电机负载特性应和第3.3.7款之规定相同，且紧固件无松动。 2.3.18 抗干扰要求

12 V±0.1V直流电压下，风扇或风扇总成工作时对随车无线电设备产生的干扰限值应满足下表2中规定之范围，当用户有特殊要求时，干扰度应符合图样的

规定。

表2 风扇电机电磁干扰限值

谐波频率 （MHz） 最大干扰电压（dBμV） 低频（LW） 0.15~0.3 80 中频(MW) 0.5~1.65 50 高频(KW) 5.95~28 40 超高频(UKW) 68~108 24 2.3.19 最大水稳定性要求

风扇电机在水流冲击作用下运转，总检验时间为144h。每小时接通时间为15s，在风扇电机不转时，以30s/h冲击。在电机上的水喷射直径d≈100mm，水压p≈1.5bar，吹风管到目标的距离s≈500mm，吹风管形式采用lechler公司的DR112型，鼓风和固定和在汽车的装入位置相符，试验后通以直流电压12 V±0.1V，电机负载特性应符合3.3.7款中有关规定。 2.3.20 寿命要求

该试验旨在对电机及各零件的寿命进行全面考核，总运转时间为1000h，检验电压为直流电压13.0 V±0.2V。不许风泄漏，接通时间为45s，断开时间为15s，（但至少要等到停止状态后再重新起动），寿命试验后，转速、电流消耗及声压级应满足图纸规定。 2.3.20.1 单速风扇的运转

a) 在100℃，相对湿度12%情况下，运转400h； b) 在50℃，相对湿度95%情况下，运转600h。 2.3.20.2 双速风扇的运转

a) 在100℃，相对湿度12%情况下，高速运转400h； b) 在50℃，相对湿度95%情况下，高速运转400h； c) 在50℃，相对湿度95%情况下，低速运转200h。 2.3.20.3 三速风扇的运转

a) 在100℃，相对湿度12%情况下，高速运转400h； b) 在50℃，相对湿度95%情况下，中速运转400h； c) 在50℃，相对湿度95%情况下，低速运转200h。 五 橡胶水管参数

发动机冷却回路中的水管具有吸收发动机振动和散热器相对运动的作用。因此，耐热性、耐臭氧性、耐压性、对冷却液的适应性及柔软性是水管应具有的性能。在实际使用中，壁厚4mm以上的橡胶硬度为60~70HS。从柔软性方面考虑，中间加强型管子用60HS，纯橡胶为70HS。从管子连接处的密封考虑，管子内径比和其连接管的外径小1mm，胶管两端和其它管相连接时，应有30mm的插入量。 1、散热器橡胶水管结构参数

1.1结构：内胶层、骨架层、外胶层

1.2材料品种：内胶层：EPDM、骨架层：聚脂线1500D×1、外胶层：EPDM 1.3基本规格尺寸：内径Ф24 -1、Ф27、Ф30、Ф33～Ф38、壁厚4 -01.4技术要求：

指 标 内胶层 外胶层 + 0.5

+ 0.5

或5±0.3

项目 硬度 (邵尔A) 拉伸强度 MPa ≥ 扯断伸长率 % ≥ 拉断强度变化率 % 热空气老化 120℃×70h 拉断伸长变化率 % 硬度变化 （邵尔A） 拉断强度变化率 % 耐冷却液沸点 70h 拉断伸长变化率 % 体积变化率 % 硬度变化 （邵尔A） 硬度变化 （邵尔A） 耐机油性 № 2（100℃×24h） 拉断强度变化率 % 拉断伸长变化率 % 体积变化率 % 压缩永久变形 120℃×24h % ≤ 脆性温度 ℃ 耐臭氧（50±5）pphm×(70±2)h×(40±2) ℃ 水管成品性能

项 目 耐高温性 120℃×168h 耐臭氧性 50pphm×40℃×72h 耐低温性 -40℃×24h 常态耐外观 60±5或70±5 9.8 250 ±30 -50以内 +20以下 ±25 ±30 -5～+10 ±10 0～-18 ±20 ±30 0～100 65 -40 无龟裂 9.8 300 性 能 无裂纹 无龟裂 无断裂 无龟裂、局部凹凸现象 压性 爆破压力 MPa ≥ 外径变化率 （0.2MPa×5min） % 粘合强度 KN/m ≥ 0.5 15以内 1.2 2、暖风机橡胶水管开发指南 2.1结构：内胶层、骨架层、外胶层

2.2材料品种：内胶层：EPDM、骨架层：聚脂线1000D×1、外胶层：EPDM 2.3基本规格尺寸：内径Ф13 -0.5、Ф16、Ф19 壁厚4 -0 2.4技术要求：

指 标 内胶层 9.8 250 ±30 -50以内 +20以下 ±25 ±30 -5～+10 ±10 0～-18 ±20 ±30 0～100 65 -40 无龟裂 性 能 无裂纹 无龟裂 无断裂 成品性能

项 目 耐高温性 120℃×168h 耐臭氧性 50pphm×40℃×72h 耐低温性 -40℃×24h 外胶层 9.8 300 60±5或70±5 +0.3

+0.5

项目 硬度 (邵尔A) 拉伸强度 MPa ≥ 扯断伸长率 % ≥ 热空气老化 120℃×70h 拉断强度变化率 % 拉断伸长变化率 % 硬度变化 （邵尔A） 拉断强度变化率 % 耐冷却液沸点 70h 拉断伸长变化率 % 体积变化率 % 硬度变化 （邵尔A） 硬度变化 （邵尔A） 耐机油性 № 2（100℃×24h） 拉断强度变化率 % 拉断伸长变化率 % 体积变化率 % 压缩永久变形 120℃×24h % ≤ 脆性温度 ℃ 耐臭氧（50±5）pphm×(70±2)h×(40±2) ℃