[发明专利]包括同轴反向旋转风扇的风扇模块

说明书

一种用于车辆发动机冷却系统的风扇模块，包括一对同轴、反向旋转的轴流式风扇。每个风扇由专用的下游马达支撑和驱动，每个马达由专用的护罩支撑。支撑第一马达的护罩包括筒体、被筒体围绕的马达托架以及在筒体和马达托架之间延伸的导叶片。对于每个导叶片，在导叶片鼻部和导叶片尾部之间延伸的线相对于风扇旋转轴线成一定角度，并且该角度被选择成最小化通过护罩的气流损失。

背景技术

在一些车辆中，冷却风扇用于在车辆操作期间冷却车辆发动机。例如，冷却风扇可以放置在用于冷却发动机冷却剂的热交换器的下游，并且冷却风扇通过热交换器吸入空气。在一些车辆中，冷却风扇由车辆发动机驱动。然而，燃料经济性要求导致从发动机驱动的冷却风扇向电动马达驱动的冷却风扇的转变。电动马达驱动的冷却风扇在更大型车辆中的使用可能会受到可用电动马达功率的限制。

发明内容

用于克服马达功率限制的第一种方法包括在两个马达之间分配功率需求。用于克服马达功率限制的第二种方法包括提高风扇效率，例如，对于相同的电功率获得更多的空气功率。在一些方面，提供了反向旋转的风扇模块，其组合在两个马达之间划分功率需求并提供了改进的风扇效率。有利的是，反向旋转的风扇模块在单个风扇模块中包括两个轴流式风扇和两个马达。在风扇模块中，两个风扇和对应的马达安装在紧凑的空间中（与并排风扇相比）。

风扇的动作通过在离开风扇的空气中引入旋转（涡流）而产生固有的动能损失。在单个风扇的情况下，流的涡流分量中的能量被耗散，而没有做有用的功。在风扇模块中，第二轴流式风扇相对于通过风扇模块的空气流的方向被放置在第一轴流式风扇的下游，使得风扇围绕为两个风扇大致所共同的旋转轴线旋转，并且使得风扇反向旋转（例如，第一风扇和第二风扇沿相反方向旋转）。应当理解，在使用中，第一和第二风扇的旋转轴线可能不是精确共线的。在一些实施例中，术语“近似共同”用于指示风扇旋转轴线在十二度旋转和/或高达下游风扇直径的百分之十二的偏移内共线，如在两个风扇旋转轴线与穿过第二风扇的毂最向前部分的平面的交点之间测量的。在其他实施例中，术语“近似共同”用于指示风扇旋转轴线在六度旋转和/或高达下游风扇直径百分之六的偏移内共线。在其他实施例中，术语“近似共同”用于指示风扇旋转轴线在三度旋转和/或高达下游风扇直径百分之三的偏移内共线。第一风扇产生通过风扇模块的气流，该气流包括轴向和切向流动分量。第二风扇具有与第一风扇基本相同的直径，并且被配置成从通过风扇模块的气流中去除切向流动分量。结果，第二风扇从离开上游风扇的气流的涡流中回收能量。另外，风扇模块被配置成使得离开第二风扇的气流很少或没有涡流，由此没有由于涡流导致的动能损失。因此，两个反向旋转风扇的组合可以比单个风扇更高效地操作。

在风扇模块中，每个轴流式风扇由单独的马达驱动。每个马达由专用的马达托架支撑在护罩内，并且每个风扇支撑在对应的马达上，使得风扇设置在相应的马达托架的上游。

每个护罩包括筒体、支撑相应马达的马达托架以及将马达托架支撑在筒体内的辐条状导叶片。导叶片设置在空气流过护罩的路径中。每个导叶片具有轮廓，并且包括前端和与前端相对的尾端。在大多数情况下，有利的是将导叶片对流过护罩的空气的影响最小化。为此，第一轴流式风扇的护罩包括导叶片，导叶片被配置成使得在前端和尾端之间延伸的线相对于风扇旋转轴线成一定角度。在一些实施例中，该线是成角度的，以便与第一风扇的涡流对准。在第二轴流式风扇的护罩中，导叶片轴向对准（例如，平行于风扇旋转轴线）。