仇振安　李超　钟林林

摘 要：发动机是飞机制造业的心脏，而滑油冷却风扇是发动机正常工作的重要保证。为提高产品性能，本文从叶形、蜗壳、轴、轴承壳体等方面对滑油冷却风扇进行结构优化，选取全压和全压效率、静压和静压效率、动压、轴功率、噪声、结构强度等进行对比仿真分析，最后通过三维数值模拟对改进后的风扇性能进行了仿真计算，结果满足要求。

关键词：滑油冷却风扇;结构优化;计算流体力学;仿真分析

中图分类号：V233.5文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）15-0046-03

Abstract： Engine is the heart of aircraft manufacturing industry， and lubricating oil cooling fan is an important guarantee for the normal operation of engine. In order to improve the product performance， this paper optimized the structure of the lubricating oil cooling fan from the aspects of blade shape， volute， shaft and bearing shell， and selected the total pressure and total pressure efficiency， static pressure and static pressure efficiency， dynamic pressure， shaft power， noise and structural strength for comparative simulation analysis. Finally， the improved fan performance was simulated through three-dimensional numerical simulation， and the results met the requirements.

Keywords： lubricating oil cooling fan;structural optimization;computational fluid dynamics;the simulation analysis

發动机滑油系统是保证发动机正常运行的重要系统，发动机冷却风扇作为发动机冷却系统的关键部件，其性能对发动机的运行具有重要影响。对冷却风扇的优化设计主要采用冷却风洞的方法进行，但该方式不仅周期长，资金耗费大，而且需要大量的迭代设计。而Fluent和ANSYS等仿真技术的不断发展，提高了风扇设计效率。

1 产品的结构特点及主要技术指标

1.1 产品结构特点

风扇结构主要由定子和转子两大部分组成[1]，如图1所示。转子零件包括轴、轴承、叶轮、叶轮挡套等，所有零件由螺母压紧在轴上，依靠端面摩擦传递扭矩;定子零件包括蜗壳、衬板、罩壳、轴承壳体、压盖、齿形止动圈、螺桩、支撑架等。

1.2 主要技术指标

风扇的主要技术指标为：额定工作转速：19 757 r/min;在风扇转速为（19 757±50） r/min，散热器进口空气温度为（52±2） ℃时，风扇出口空气流量≮0.35 kg/s;提取功率≯5 kW;花键轴扭断力矩：在冷却风扇花键轴上设置剪切截面，其扭断力矩不大于30 N·m;超转能力：冷却风扇应具有转速为22 918 r/min的超转能力。……