有刷风扇寿命测试计算方法与流程

1.本发明涉及有刷风扇测试技术领域，具体涉及一种有刷风扇寿命测试计算方法。


背景技术：

2.汽车冷却系统为汽车各大系统之一，其主要目的是对热源进行冷却，不管是纯电动汽车还是燃油车。冷却系统主要由散热器、冷却风扇、水管、水泵组成，散热器布置在车辆前端，冷却风扇布置在散热器后，在车辆行驶时，气流通过前保格栅的开口流经散热器，对散热器内的防冻液进行冷却，在当车速所形成的迎面风速与散热器的换热需求不匹配时，就需要冷却风扇运行，提高散热器的迎面风速，提高整个散热器的通风量，进一步提升散热器的换热效率，保证水温在目标范围内，避免因水温高导致车辆动力系统工作异常。
3.冷却风扇根据结构形式分为有刷风扇和无刷风扇，其主要区别是是否存在碳刷结构，由于无刷风扇成本高于有刷风扇，且制造难度略大，目前汽车上大部门还是采用有刷冷却风扇，冷却风扇主要由护风罩、扇叶、电机和调速电阻组成，风扇总成通过护风罩安装点与散热器或车身固定，电机驱动扇叶旋转产生风量，电流通过碳刷与电机转子相连，电流经过电机转子，电机转子切割磁感线旋转，驱动扇叶，在电机运行过程，碳刷与换向器存在相对运动，碳刷存在一定磨损，且在不同转速、不同环境温度下，磨损量也不同，当碳刷磨损至一定程度后，碳刷与换向器无法正常接触，就会导致电机失效，无法工作，但目前在产品开发阶段，没有较为科学的方法对碳刷的寿命进行评估。
4.因此，有必要开发一种新的有刷风扇寿命测试计算方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种有刷风扇寿命测试计算方法，能在整车上对有刷风扇进行测试，并根据测试结果对有刷风扇的碳刷寿命进行计算。
6.本发明所述的有刷风扇寿命测试计算方法，包括以下步骤：步骤1. 收集基础数据，对已销售车辆，通过远程数据统计查询，获取风扇实际运行时间与环境温度的对应关系；步骤2.对数据分组，根据基础数据计算出不同环境温度下风扇全年运行时长；步骤3.对电机碳刷布置温度传感器并测量碳刷初始尺寸a，将碳刷装配成电机，最终组装成风扇总成，并对风扇总成编号；步骤4.将各个风扇总成分别放置在不同的高温箱内，将高温箱的温度设定为不同的环境温度，环境温度根据步骤1采集的温度设定；步骤5.将风扇总成开启，持续运行，并监控碳刷的温度；步骤6.风扇总成持续运行，直至碳刷的温度稳定后再运行预设时间以上；步骤7.测量碳刷的磨损长度，并计算出在此环境温度下，碳刷每小时的磨损量；步骤8.根据实车统计的不同温度下风扇运行时长数据，分别计算碳刷在全年中在不同温度下的磨损量；
步骤9.将全年中不同温度下的磨损量进行累加，得到全年的碳刷磨损量；步骤10.将全年的碳刷磨损量乘以车辆设计寿命，得出风扇在车辆设计寿命期间的碳刷磨损量m；步骤11.将m与碳刷初始尺寸a进行对比,若m≥a，则表示风扇总成的寿命设计不合格，若m≤a，表示风扇总成的寿命设计合格。
7.可选地，所述步骤6中，所述预设时间为6小时。
8.本发明具有以下优点：在产品开发阶段，对有刷风扇总成碳刷运行工作环境温度进行测试，并集合用户实际使用条件，对有刷风扇总成的寿命进行评估，以判断是否达到了设计要求。
附图说明
9.图1是本实施例的流程图；图2是本实施例中碳刷结构温度布点示意图。
10.具体实施方式
11.下面结合附图对本发明作进一步说明。
12.如图1所示，本实施例中的一种有刷风扇寿命测试计算方法，包括以下步骤：步骤1.收集基础数据，对已销售车辆，通过远程数据统计查询，获取风扇实际运行时间与环境温度的对应关系；步骤2.对数据分组，根据基础数据计算出不同环境温度下风扇全年运行时长；步骤3.对电机碳刷布置温度传感器（参见图2，为碳刷结构的温度布点1）并测量碳刷初始尺寸a，将碳刷装配成电机，最终组装成风扇总成，并对风扇总成编号；步骤4.将各个风扇总成分别放置在不同的高温箱内，将高温箱的温度设定为不同的环境温度，环境温度根据步骤1采集的温度设定；步骤5.将风扇总成开启，持续运行，并监控碳刷的温度；步骤6.风扇总成持续运行，直至碳刷的温度稳定后再运行预设时间（比如.6小时）以上；步骤7.电机拆解，测量碳刷的磨损长度，并计算出在此环境温度下，碳刷每小时的磨损量；步骤8.根据实车统计的不同温度下风扇运行时长数据，分别计算碳刷在全年中在不同温度下的磨损量；步骤9.将全年中不同温度下的磨损量进行累加，得到全年的碳刷磨损量l；步骤10.将全年的碳刷磨损量乘以车辆设计寿命，得出风扇在车辆设计寿命期间的碳刷磨损量m；步骤11.将m与碳刷初始尺寸a进行对比,若m≥a，则表示风扇总成的寿命设计不合格，若m≤a，表示风扇总成的寿命设计合格。
13.以下结合实例对本发明进行详细的说明：假设通过步骤1和步骤2后得到不同环境温度下风扇全年运行时长如下：
环境温度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
全年运行时间t1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
t1t2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
t2
…ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ…
tm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
tm在步骤3中，m个风扇总成的碳刷初始尺寸a，并分别将m个风扇总成从1开始依次编号。
14.在步骤4中，将m个风扇总成分别放入m个高温箱内，如果高温箱的数量不够，亦可分批进行试验。本实施例中，以m个高温箱为例进行说明，将放置编号为1的风扇总成的温度设置为t1，将放置编号为2的风扇总成的温度设置为t2，依次类推，将放置编号为m的风扇总成的温度设置为tm。
15.在步骤7中，计算编号为1的风扇总成在温度t1下，碳刷每小时的磨损量l1；计算编号为2的风扇总成在温度t2下，碳刷每小时的磨损量l2；依次类推，计算编号为m的风扇总成在温度tm下，碳刷每小时的磨损量lm。
16.在步骤8中，计算碳刷在全年中在不同温度下的磨损量，具体为：计算编号为1的风扇总成在t1温度下的全年磨损量，即l1
×
t1；计算编号为2的风扇总成在t2温度下的全年磨损量，即l2
×
t2；依次类推，计算编号为m的风扇总成在tm温度下的全年磨损量，即lm
×
tm。
17.在步骤9中，计算全年的碳刷磨损量l，具体为：l=l1
×
t1 l2
×
t2
……
lm
×
tm。
18.在步骤10中，假设车辆设计寿命为k年，则m=l
×
k。
19.在步骤11中，将m与碳刷初始尺寸a进行对比，即可判断出风扇总成的寿命是否满足设计要求。


技术特征：
1.一种有刷风扇寿命测试计算方法， 其特征在于，包括以下步骤：步骤1. 收集基础数据，对已销售车辆，通过远程数据统计查询，获取风扇实际运行时间与环境温度的对应关系；步骤2.对数据分组，根据基础数据计算出不同环境温度下风扇全年运行时长；步骤3.对电机碳刷布置温度传感器并测量碳刷初始尺寸a，将碳刷装配成电机，最终组装成风扇总成，并对风扇总成编号；步骤4.将各个风扇总成分别放置在不同的高温箱内，将高温箱的温度设定为不同的环境温度，环境温度根据步骤1采集的温度设定；步骤5.将风扇总成开启，持续运行，并监控碳刷的温度；步骤6.风扇总成持续运行，直至碳刷的温度稳定后再运行预设时间以上；步骤7.测量碳刷的磨损长度，并计算出在此环境温度下，碳刷每小时的磨损量；步骤8.根据实车统计的不同温度下风扇运行时长数据，分别计算碳刷在全年中在不同温度下的磨损量；步骤9.将全年中不同温度下的磨损量进行累加，得到全年的碳刷磨损量；步骤10.将全年的碳刷磨损量乘以车辆设计寿命，得出风扇在车辆设计寿命期间的碳刷磨损量m；步骤11.将m与碳刷初始尺寸a进行对比,若m≥a，则表示风扇总成的寿命设计不合格，若m≤a，表示风扇总成的寿命设计合格。2.根据权利要求1所述的有刷风扇寿命测试计算方法，其特征在于：所述步骤6中，所述预设时间为6小时。

技术总结
本发明公开了一种有刷风扇寿命测试计算方法，包括：步骤1.获取风扇实际运行时间与环境温度的对应关系；步骤2.计算不同环境温度下风扇全年运行时长；步骤3.测量碳刷初始尺寸A；步骤4.将各个风扇总成分别放置在不同的高温箱内；步骤5.将风扇总成开启；步骤6.风扇总成持续运行，直至碳刷的温度稳定后再运行预设时间以上；步骤7.测量碳刷的磨损长度，计算碳刷每小时的磨损量；步骤8.计算碳刷在全年中在不同温度下的磨损量；步骤9.计算全年的碳刷磨损量；步骤10.计算风扇在车辆设计寿命期间的碳刷磨损量M；步骤11.判断风扇总成的寿命是否满足设计要求。本发明直接对碳刷的寿命进行计算，评估出现有设计是否满足寿命要求。评估出现有设计是否满足寿命要求。评估出现有设计是否满足寿命要求。


技术研发人员：李京苑 王鹏 董存松
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2021.08.20
技术公布日：2021/11/5