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1、风扇轴承与扇叶设计 上篇我们讲到了一些散热专业的知识,现在我们更进一步的了解一下风扇轴承与扇叶设。1.风扇的作用是什么?风扇在实际使用中一般分为散热器风扇和机箱风扇两种。散热器风扇的任务是直接在鳍片/水冷排等表面造成强制对流,快速把散热片里面的热空气排出,替换成冷空气.实现鳍片与空气之间的有效换热,这种换热方式的效率要远远好于自然对流、辐射散热。而机箱风扇的任务是作为散热系统的一部分构建机箱内的气流,为所需的位置提供冷空气或排出废热,并辅助硬盘等发热部件的散热。2.大家常说的12025风扇是什么呢?它是风扇的尺寸简称,风扇的尺寸大多用数字简称,
2、比如12025922512038.以12025为例120代表了风扇的外框边长,25代表了厚度,他们的单位都是mm.3.一般来说风扇的性能如何衡量呢?衡量一款风扇的性能最重要的两项指标就是这款风扇的风压和风量。风量:即单位时间内通过风扇出风口(或进风口)截面的空气体积,单位一般为cfm,即立方英尺每分-cubicfeetperminute,或cmm,即立方米每分-cubicmetresperminute。风冷散热器是利用热交换带走散热片上堆积热量的。显然,采用同样的散热片结构与空气流动方式,单位时间内通过的空气越多,带走的热量也就越多。因此,其它条
3、件不变的情况下,可以说实际风量对风冷散热效果起着决定性的作用。风压:风压即风扇能够令出风口与入风口间产生的压强差,单位一般为mm(cm)watercolumn,即毫米(厘米)水柱(类似于衡量大气压的毫米汞柱,但由于压强差较小,一般以水柱为单位)。风压是衡量风扇“强劲”程度的重要指标,风压直接影响到风扇的送风距离。对于那些比较厚重的散热器或者机箱风道风扇来说,一款风压大的风扇是必不可少的。附上各个不同单位的参数换算表格4.风扇的噪音来源是什么呢?如何消除呢?风冷散热器的工作噪音只有风扇,而风扇产生噪音的原因有很多,主要以下面几条为主.1.轴承声:风
4、扇在转动下,轴承会产生摩擦,从而产生噪音.一般采用中间填充润滑油的方式来避免轴承与轴的直接接触,这样的声音通常在低转速下较为明显,其中滚珠轴承的轴承声会较为突出,而油轴的轴承声控制的比较好(润滑油充足且无灰尘进入轴承),改良油封一般都会在保证油封噪音低的同时对润滑效果和密封性做出改进,2.风扇的震动:这个主要原因是由于扇叶质量分布不均,重心与旋转轴心存在偏心转子就会不平衡当转子转动时由于离心力作用在周围产生作用力与支架形成振动会造成风扇的噪音上升,一般来说风扇转速越高,对动平衡的要求越高低速很难显示出来,这个如果严重了,会引起整个风扇的震动,如果
5、机箱板材很薄,或者螺丝没有拧紧,会导致机箱共振,噪音随之加大.扇子震动较大可以通过添加柔软的隔绝器材,不过最好的办法还是挑选一个动平衡良好的风扇.3.风声:风扇扇叶由于周期性地承受出口不均匀气流的脉动力作用,产生噪音。风扇扇叶本身及叶片上压力的不均匀分布在转动时也会产生噪音。此外由于气流经过扇叶产生湍流附层面、漩涡及漩涡脱离,引起叶片上压力分布的脉动也会产生噪音。这就是所谓的切风噪音另外风压较大的风扇,切风噪音就会较大。切风噪音会随着转速的上升而快速上升而且无法避免.如果想追求安静,个人建议还是把风扇转速调低一点...如果嫌风量小可以换大扇子一个
6、大尺寸低转速的风扇比一个小尺寸高转速的风扇在输送同样的风量时更加安静,另外空气流动阻力会引起噪音产生。还有就是造成空气的紊流也会有高频噪音出现.这些都要人为优化风道,.风扇是由哪些部分组成的?一般来说,风扇是由转子,定子和控制电路组成的通俗点说,转子包括扇叶,内部的永磁铁,和中心的轴定子是由轴承,硅钢片,线圈(缠在硅钢片上)组成的控制电路,就是上面的那个PCB板了风扇的轴承分哪些呢?各有什么优点?一个风扇的好坏,绝大成分取决于采用的轴承类型与扇叶设计,轴承类型按工作原理一般分为含油轴承(SleeveBearing),滚珠轴承(BallBearin
7、g)以及两种轴承形式混合。近年来各大散热器厂商在轴承方面推出新的技术,比如磁悬浮轴承,液压轴承,纳米陶瓷轴承,流体动态轴承等,虽然各家厂商的轴承名字各有差异,但都是在上面三种轴承形式上加以改进的,基本的工作原理并没有什么变化。一般而言,含油轴承由于油封原因,虽然在使用初期噪音低,但随着润滑油的挥发以及灰尘进入轴承,引起风扇转速变慢噪音增大等问题,使用寿命相对其他轴承类型要短,对于含油轴承,关键在于如何保护轴承的密封性才不会发生上面所说的问题,SONY的S-FDB(流体动态轴承)就很好的解决这一问题了,将含油轴承几层密封起来,使含油轴承既发挥它的静
8、音效果又延长使用寿命。采用S-FDB的S-FLEX风扇滚珠轴承,分单滚珠轴承与双滚珠轴承,单滚珠轴承是对传统含油轴承改进,采用滑动摩擦和