车辆室内试验用车轮冷却风的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种车辆室内试验用车轮冷却风机，包括机壳、电机、叶轮、防护网和移动固定装置，所述机壳包括集流区壳体、动叶区壳体、转接区壳体和出风区壳体，各壳体之间依次通过法兰相互连接，所述电机和叶轮均安装在所述机壳内部，电机的输出轴连接所述叶轮的轮毂，所述防护网安装在所述集流区壳体的一端端口处，所述移动固定装置包括一脚轮和一撑脚，所述移动固定装置固定在所述机壳下边。本实用新型有效地解决试验室内试验车辆车轮散热不足的问题，且可方便进行移动和固定，结构简单，设计合理。
【专利说明】车辆室内试验用车轮冷却风机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种冷却风机，具体涉及一种车辆室内试验用车轮冷却风机。
【背景技术】
[0002]应用汽车底盘测功机可以对车辆在室内进行模拟工况的测试，使用底盘测功机来模拟汽车在实际行驶时受到的各种阻力，可以使车辆室内试验更接近于实际情况，但是车辆室内试验还缺少实际情况中的风场环境。
[0003]汽车在实际道路上行驶时，车轮与地面摩擦生热，由于汽车相对于地面是运动的，可带走部分热量，而汽车在底盘测功机上模拟道路行驶时，试验车辆车轮在转鼓上滚动，但试验车辆相对于地面并未发生移动。因此在进行室内试验时，缺少实际场合的风场环境，车辆的轮胎周围空气流通不畅，轮胎热量无法及时散发，长时间试验将会导致轮胎热量积累，轮胎工作温度升高，严重时会发生爆胎事故，从而严重破坏试验车辆的受力平衡性，使车身倾斜，影响试验的安全性，必须要对轮胎进行冷却。故模拟风场环境可以使室内试验更接近于实际情况。
[0004]针对以上存在的问题，现有技术采用通用的风机对车轮进行冷却，但它仍存在以下不足:
[0005](一)传统风机设计过程没有考虑车轮迎面风场环境，只是定性地对轮胎进行吹风散热，没有考虑定量问题，传统车轮风机不能在试验室内准确地再现车轮迎面风场环境；
[0006](二)由于传统风机结构尺寸设计中没有考虑车轮的散热特性，风机送出的风不能准确地对车轮主要散热区域进行有效的散热，部分电能被浪费，散热效率较低。
【发明内容】
[0007]本实用新型要解决的问题是提供一种用于车辆室内试验车轮专用的冷却风机，通过模拟汽车道路行驶过程中的车轮受到的迎面风�。行Ы饩鍪匝槭夷谑匝槌盗境德稚⑷炔蛔愕奈侍猓贸德掷淙捶缁峁辜虻ィ杓坪侠恚褂梅奖�。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:提供一种车辆室内试验用车轮冷却风机，包括机壳、电机、叶轮、防护网和移动固定装置，
[0009]所述机壳包括集流区壳体、动叶区壳体、转接区壳体和出风区壳体，所述集流区壳体、动叶区壳体、转接区壳体和出风区壳体的截面面积依次逐渐减小，各壳体之间依次通过法兰相互连接，其中所述集流区壳体和动叶区壳体截面均为圆形，所述转接区壳体一端截面为圆形，另一端截面为矩形，所述出风区壳体两端截面均为矩形，且所述出风口壳体外部轮廓为圆弧形结构；
[0010]所述电机安装在所述机壳内部，位于所述动叶区壳体内部，所述电机的输出轴轴心与所述动叶区壳体同心；
[0011]所述叶轮包括轮毂和若干叶片，所述叶片环绕所述轮毂周向均匀分布，所述叶轮安装在所述动叶区壳体内部，且所述轮毂与所述动叶区壳体同心，所述轮毂连接所述电机的输出轴；
[0012]所述防护网安装在所述集流区壳体的一端端口处；
[0013]所述移动固定装置包括一脚轮和一撑脚，所述移动固定装置固定在所述机壳下边。
[0014]进一步地，所述出风区壳体外部轮廓为四分之一圆弧形结构，且弧形结构的内径为0.lm，外径为1.lm。
[0015]进一步地，所述出风区壳体还可绕矩形截面中心轴翻转180度后与所述转接区壳体进行连接，从而改变出风口的方向。
[0016]进一步地，所述集流区壳体为截面面积递减的圆筒状结构，所述防护网安装在所述集流区壳体截面面积较大的一端。
[0017]进一步地，所述电机为直流变频电机。
[0018]进一步地，所述叶片数量不超过十个，所述叶片沿其旋转方向前弯，叶片从叶根到叶端部厚度逐渐减�。镀沧敖俏�30度?45度。
[0019]进一步地，包括四组移动固定装置，每组所述移动固定装置均由一脚轮和一撑脚组成。
[0020]进一步地，四组所述移动固定装置通过螺栓固定在所述机壳外部的焊接架上，且所述撑脚可通过螺栓调节高度。
[0021 ] 进一步地，四组所述移动固定装置中，其中两组所述移动固定装置安装在所述动叶区壳体外部下面的焊接架上，且脚轮较撑脚靠近所述集流区壳体，另两则所述移动固定装置安装在所述转接区壳体外部下面的焊接架上，且脚轮较撑脚靠近所述出风区壳体。
[0022]进一步地，所述集流区壳体、动叶区壳体、转接区壳体和出风区壳体均由不锈钢板焊接形成。
[0023]本实用新型具有的优点和有益效果是:
[0024](I)本实用新型的车轮冷却风机的出风口尺寸根据试验车辆车轮迎风面积的需求而设计，使得车轮风机更具有适用性，更能满足车轮对散热风场环境的需求，提高了风机的散热效率，节省了电能。
[0025](2)本实用新型的车轮冷却风机的出风口壳体可根据需要调整出风口的方向，因此在使用时将两台车轮风机对称分布，出风口均正对试验车辆的车轮，解决了风机的布置问题，使得试验台布置更加合理、紧凑。
[0026](3)采用高度可调节的脚轮和撑脚结构进行车轮风机的移动和稳固。调节风机脚轮高度使风机脱离地面，通过脚轮可以使风机移动，有效地减轻了劳动强度；而在工作过程中，需要风机具有较好的稳固性，此时将风机移动到指定位置后，调节脚轮和撑脚高度，使脚轮脱离地面，使用撑脚支撑起风机，风机被稳固，消除了由于鼓风的反作用力使得风机整体的移动因素。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型的车辆室内试验用车轮冷却风机正视图；
[0028]图2是本实用新型的车辆室内试验用车轮冷却风机俯视图示意图；
[0029]图3是本实用新型的车辆室内试验用车轮冷却风机叶轮结构正视图；[0030]图4是本实用新型的车辆室内试验用车轮冷却风机叶轮结构侧视图；
[0031]图5是本实用新型的试验车辆的车轮结构示意图；
[0032]图6是本实用新型的车辆室内试验用车轮冷却风机冷却区域示意图；
[0033]图7是本实用新型的车辆室内试验用车轮冷却风机布置图。
[0034]图中:1_试验车辆；2、3_车轮；4、5_车轮冷却风机；6_车轮矩形冷却区域；7_机壳；8-电机；9-叶轮；10-防护网；11-脚轮；12-撑脚；13-进风口 ；14_出风口 ；15_轮毂；16、17、18、19、20、21_叶片；22_叶前缘；23_叶后缘；24_叶底部；25_叶端部；71_集流区壳体；72-动叶区壳体；73-转接区壳体；74-出风区壳体；75_法兰；76_金属外缘；77_螺栓；78-焊接架。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0036]如图1-图4所示，一种车辆室内试验用车轮冷却风机，包括机壳7、电机8、叶轮9、防护网10和移动固定装置，
[0037]机壳包括集流区壳体71、动叶区壳体72、转接区壳体73和出风区壳体74，各壳体之间依次通过法兰75相互连接，其中集流区壳体71端为进风口 13，出风区壳体74端为出风口 14，为了实现车轮风机内部流场的逐级增压，集流区壳体71、动叶区壳体72、转接区壳体73和出风区壳体74的截面面积依次逐渐减小，即从进风口到出风口截面积逐渐减�。骺翘逵刹恍飧职搴附有纬桑翘搴穸任�0.005m~0.008m。集流区壳体71为截面面积递减的圆环，圆环轴向长度为0.46m,为了方便空气介质的进入,截面面积最大的内径为!T1=0.45m,截面面积最小的内径为r2=0.38m，截面面积较大的一端为进风口 13，防护网10安装在进风口 13位置，避免大尺寸异物被吸入风机8 ;动叶区壳体72为内径为r2=0.38m的等截面圆环，圆环长度为0.3m,叶轮9通过支架焊接在动叶区壳体72内部，叶轮9与动叶区壳体72圆环壳体同轴，动叶区壳体71内叶轮9 一侧通过法兰75与集流区壳体71连接，动叶区壳体72内电机8 —侧通过法兰75与转接区壳体73连接；转接区壳体73为变截面结构，转接区壳体73水平方向长度为0.3m，截面为圆环的一端内径为0.35m，截面为矩形的一端矩形长为0.5m,宽为0.2m,截面形状为圆环一端通过法兰75与动叶区壳体72连接，截面形状为矩形的一端通过法兰75与出风区壳体74连接；出风区壳体74的截面为矩形，内截面矩形的长度为L，宽度为W，其中L和W的取值是根据汽车在道路行驶时车轮的主要散热区域设置的，下面会进一步地说明，本实施例中，L=0.5m，W=0.2m，出风区壳体74外部轮廓为1/4圆弧形，出风区壳体74的1/4圆弧形的内径r3=0.05m,出风区壳体74的1/4圆环外径1*4=0.55m,矩形出风口 14四边焊接一圈厚度为0.005m，宽度为0.06m的金属外缘76。
[0038]电机8安装在机壳7内部，位于动叶区壳体72内部，电机8的输出轴轴心与动叶区壳体72同心。
[0039]如图3和图4所示，为叶轮9的结构示意图，叶轮9由轮毂15和六个形状相同的圆弧形叶片16~21组成，6个叶片16~21环绕轮毂15周向布置，叶片沿其旋转方向前弯，叶端部25呈圆弧状，叶前缘22与叶后缘23长度相同，叶底部24长度略大于叶端部25，各截面厚度从叶底部24到叶端部25连续降低，叶轮9的外径D=0.70m,叶轮轮毂直径d=0.36m,叶片安装角β为30度。[0040]如图1和图2所示，本冷却风机包括四组移动固定装置，每组移动固定装置均有一脚轮11和一撑脚12组成，四组移动固定装置通过螺栓77固定在机壳7外部的焊接架78上，其中脚轮11的高度不可调节，撑脚12可通过螺栓77调节高度，当风机在移动时通过螺栓77收起四个撑脚12，此时可以自由地移动风机；当风机移动到指定位置后，通过调整撑脚12高度，使用撑脚12支撑起风机，脚轮11此时离开地面，风机最底面离工作地面高度不超过10_。四组移动固定装置中，其中两组移动固定装置安装在动叶区壳体72外部下端焊接架78上，脚轮11较撑脚12靠近集流区壳体71 ;另外两组移动固定装置安装在转接区壳体73外部下端焊接架78上，脚轮11较撑脚12靠近出风区壳体74。
[0041]为了在汽车底盘测功机上模拟汽车道路行驶时车轮的冷却风场环境，满足大多数试验车辆车轮的散热需求，在涉及车轮风机之前首先应分析试验车轮的主要散热区域，确定车轮风机机构的出风口面积。如图5和图6所示，为一种底盘测功机试验车辆用车轮风机冷却区域示意图，包括试验车辆车轮2、车轮矩形冷却区域6。
[0042]试验车辆车轮矩形冷却区域6满足如下条件:
[0043]L=2X E
[0044]W=0.25 X D
[0045]其中，L(m)为矩形散热区域的长度，W(m)为矩形散热区域的宽度，D(m)为试验车辆车轮外径，E(m)为试验车辆车轮宽度。
[0046]统计一般试验车辆(轻型轿车)车轮的尺寸，车轮外径D在0.58m?0.79m之间，车轮宽度E在0.165m?0.245m之间，结合车轮热量散发特征，取矩形散热区域的长度L=0.5m，矩形散热区域的宽度W=0.2m。车轮风机出风口结构形状、尺寸与车轮矩形冷却区域保持一致，故出风区壳体74的内截面矩形的长度为L=0.5m,宽度为W=0.2m。
[0047]试验车辆车轮矩形冷却面积为:
[0048]S=LXff
[0049]其中，S(m2)为矩形冷却面积，L(m)为矩形散热区域的长度，W(m)为矩形散热区域的宽度。
[0050]为了对车轮进行有效地冷却，取车轮风机出风口尺寸大小与试验车辆轮胎矩形冷却区域尺寸大小一致，均为S。假设车轮风机送风量为Q(m3/h)，风速为V(m/h)，风机出风口面积(车轮迎风面积)为S(m2)。根据风量、风速与出风口面积关系式:
[0051]Q=VXS
[0052]其中，Q(m3/h)为车轮风机的送风量，V (m/h)为车轮风机的风速，S (m2)为车轮风机的出风口面积。
[0053]则风机送风量Q为:
[0054]Q=VXLXff=0.5XVXEXD
[0055]在矩形散热区域6的尺寸确定后，冷却风机送风量Q取决于风机风速V。
[0056]在使用时，为了在汽车底盘测功机上模拟汽车道路行驶时车轮的冷却风场环境，满足大多数试验车辆车轮的散热需求，在试验车辆I的车轮2正前方布置本实用新型的车轮冷却风机4，车轮3正前方布置本实用新型的车轮冷却风机5来实现该目标，其中，车轮冷却风机4和车轮冷却风机5呈对称布置，且车轮冷却风机4和车轮冷却风机5的出风口分别对准车轮2和车轮3，如图7所示。车轮冷却风机4和车轮冷却风机5的电机、叶轮、防护网、脚轮和撑脚均可互相替换，其唯一的区别在于壳体的安装，将车轮冷却风机5的出风口壳体74绕矩形截面中心轴翻转180度角后安装得到车轮冷却风机4，从而改变出风口方向，使得车轮冷却风机4和5呈对称布置，使得试验台布置也更加合理和紧凑。
[0057]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种车辆室内试验用车轮冷却风机，其特征在于:包括机壳(7)、电机(8)、叶轮(9)、防护网(10)和移动固定装置， 所述机壳(7)包括集流区壳体(71)、动叶区壳体(72)、转接区壳体(73)和出风区壳体(74)，所述集流区壳体(71)、动叶区壳体(72)、转接区壳体(73)和出风区壳体(74)的截面面积依次逐渐减�。骺翘逯湟来瓮üɡ�(75)相互连接，其中所述集流区壳体(71)和动叶区壳体(72)截面均为圆形，所述转接区壳体(73) —端截面为圆形，另一端截面为矩形，所述出风区壳体(74)两端截面均为矩形，且所述出风口壳体(74)外部轮廓为圆弧形结构； 所述电机(8)安装在所述机壳(7)内部，位于所述动叶区壳体(72)内部，所述电机(8)的输出轴轴心与所述动叶区壳体(72)同心； 所述叶轮(9)包括轮毂(15)和若干叶片，所述叶片环绕所述轮毂(15)周向均匀分布，所述叶轮(9)安装在所述动叶区壳体(72)内部，且所述轮毂(15)与所述动叶区壳体(72)同心，所述轮毂(15)连接所述电机(8)的输出轴； 所述防护网(10)安装在所述集流区壳体(71)的一端端口处； 所述移动固定装置包括一脚轮(11)和一撑脚(12)，所述移动固定装置固定在所述机壳(7)下边。
2.根据权利要求1所述的车辆室内试验用车轮冷却风机，其特征在于:所述出风区壳体(74)外部轮廓为四分之一圆弧形结构，且弧形结构的内径为0.lm，外径为1.lm。
3.根据权利要求1或2所述的车辆室内试验用车轮冷却风机，其特征在于:所述出风区壳体(74)绕矩形截面中心轴翻转180度后与所述转接区壳体(73)进行连接。
4.根据权利要求1所述的车辆室内试验用车轮冷却风机，其特征在于:所述集流区壳体(71)为截面面积递减的圆筒状结构，所述防护网(10)安装在所述集流区壳体(71)截面面积较大的一端。
5.根据权利要求1所述的车辆室内试验用车轮冷却风机，其特征在于:所述电机(8)为直流变频电机。
6.根据权利要求1所述的车辆室内试验用车轮冷却风机，其特征在于:所述叶片数量不超过十个，所述叶片沿其旋转方向前弯，叶片从叶根到叶端部厚度逐渐减�。镀沧敖俏�30度~45度。
7.根据权利要求1所述的车辆室内试验用车轮冷却风机，其特征在于:包括四组移动固定装置，每组所述移动固定装置均由一脚轮(11)和一撑脚(12 )组成。
8.根据权利要求1或7所述的车辆室内试验用车轮冷却风机，其特征在于:四组所述移动固定装置通过螺栓固定在所述机壳外部的焊接架(78)上，且所述撑脚(12)可通过螺栓调节高度。
9.根据权利要求1或7所述的车辆室内试验用车轮冷却风机，其特征在于:四组所述移动固定装置中，其中两组所述移动固定装置安装在所述动叶区壳体(72)外部下面的焊接架(78)上，且脚轮(11)较撑脚(12)靠近所述集流区壳体(71)，另两则所述移动固定装置安装在所述转接区壳体(73)外部下面的焊接架(78)上，且脚轮(11)较撑脚(12)靠近所述出风区壳体(74)。
10.根据权利要求1所述的车辆室内试验用车轮冷却风机，其特征在于:所述集流区壳体(71)、动叶区壳 体(72)、转接区壳体(73)和出风区壳体(74)均由不锈钢板焊接形成。
【文档编号】G01M17/00GK203796588SQ201420122129
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】陈弘, 刘海, 万辅君, 邵忠瑛, 乔胜华, 王亚飞 申请人:中国汽车技术研究中心
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