一点风扇的小知识

1一点风扇的小知识风扇的效能（例如流量、风压）主要取决于：风扇扇叶直径和轴向长度；风扇的转速；扇叶的形状。一般好的风扇除了其风量大和风压高之外，其本身的可靠性是相当的重要，风扇使用的轴承形式在此显得非常重要。高速风扇一律使用滚珠轴承（ballbearing），而低速风扇则使用成本较低廉的自润轴承（sleevebearing）。每个风扇都需要两个轴承，一些风扇上标着BS的字样，是单滚珠式轴承，BS的意思是1ball1sleeve，依然带有自润轴承的成分。比BS更高级的是双滚珠式轴承，即TwoBalls。风扇的流量大都采用CFM为单位（英制，立方英尺/分钟，约为0.028立方米/分钟）。50x50x10mmCPU风扇会达到10CFM，60x60x25mm风扇通常能达到20-30的CFM。当然，还有我们熟悉的低噪音的悬磁浮风扇了。磁浮风扇是最新的CPU风扇，表面看起来与液压风扇相差不大，但仔细一看，就发现磁浮风扇的马达有磁浮（MS）设计，其磁感应线与磁浮线成垂直，故轴芯与磁浮线是平行的，故转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。因此，磁浮（MagneticSystem:MS）事实上只是一种辅助功能，具体的还有配合之前的设计，现有的磁浮设计有与VAPO汽化轴承、BALL滚珠轴承、及SLEEVE含油轴承。磁浮（MS）设计VAPO汽化轴承磁浮（MS）设计SLEEVE含油轴承VAPO轴承与SLEEVE轴承的不同点在与材料方面，VAPO是采用特殊的材料，不同与一般的SLEEVE材料，同时VAPO轴承的内层表面也是经过特殊加工的，所以在硬度方面比SLEEVE轴承的要好，而且可以经受起更高的温度和运转时的摩擦，一般都可以运行在70℃以上。而一般的SLEEVE配合磁浮设计也是可以延长其寿命的，但就没有其他的两个强了。轴承形式轴承形式是指风冷散热器风扇所使用的轴承类形。在机械工程上，轴承的类形非常多，但在散热器产品上使用的轴承形式按照其基本工作原理分类也就那么三种：使用滑动摩擦的套筒轴承(SleeveBearing)和使用滚动磨擦的滚珠轴承(BallBearing)以及两种轴承形式混合这三种。近些年来各大散热器厂商在轴承方面推出的新技术，诸如磁浮轴承、流体保护系统轴承、液压轴承、来福轴承、纳米陶瓷轴承等也都是对上面这些基本的轴承形式加以改进而成，基本工作原理还是没有变化。含油轴承(SleeveBearing)是使用滑动摩擦的套筒轴承，使用润滑油作为润滑剂和减阻剂，初期使用时运行噪音低，制造成本也低，但是这种轴承磨损严重，寿命较滚珠轴承有很大差距。而且这种轴承使用时间一长，由于油封的原因(电脑散热器产品都不可能使用高档油封，一般也就是普通的纸油封)，润滑油会逐渐挥发，而且灰尘也会进入轴承，从而引起风扇转速变慢，噪音2增大等问题，严重的还会因为轴承磨损造成风扇偏心引发剧烈震动。出现这些现象，要么打开油封加油，要么就只有淘汰另购新风扇。单滚珠轴承(1Ball+1SleeveBearing)是对传统含油轴承的改进，采用滑动摩擦和滚动摩擦混合的形式，其实就是用一个滚珠轴承搭配一个含油轴承的方式来降低双滚珠轴承的成本，它的转子与定子之间用滚珠进行润滑，并配以润滑油。它克服了含油轴承寿命短，运行不稳定的毛病，而成本上升极为有限。单滚珠轴承吸收了含油轴承和双滚珠轴承的优点，将轴承的使用寿命提升到了40000小时，缺点是在加入滚珠之后，运行噪声有所增大，但仍小于双滚珠轴承。双滚珠轴承(2BallBearing)属于比较高档的轴承，采用滚动摩擦的形式，采用了两个滚珠轴承，轴承中有数颗微小钢珠围绕轴心，当扇页或轴心转动时，钢珠即跟着转动。因为都是球体，所以摩擦力较小，且不存在漏油的问题。双滚珠轴承的优点是寿命超长，大约在50000-100000小时；抗老化性能好，适合转速较高的风扇。双滚珠轴承的缺点是制造成本高，并且在同样的转速水平下噪音最大。双滚珠风轴承和液压轴承的封闭性较好，尤其是双滚珠轴承。双滚珠轴承被整个嵌在风扇中，转动部分没有与外界直接接触。在密封的环境中，轴承的工作环境比较稳定。因此5000转级别的大口径风扇几乎都使用双滚珠轴承。而液压轴承由于具备独特的还回式油路，所以润滑油泄露的可能性较小。来福轴承(RifleBearing)技术的代表厂商是CoolerMaster，目前CoolerMaster已经将旗下的大部分传统含油轴承风扇升级到来福轴承。作为传统含油轴承的改进，来福轴承采用耐磨材料制成高含油中空轴承，减小了轴承与轴芯之间摩擦力，来福轴承还带有反向螺旋槽及挡油槽的轴芯，在风扇运转时含油将形成反向回游，从而避免含油流失，因此提升了轴承寿命。来福轴承风扇通过采用以上结构及零件，使得含油及保油能力大幅提升，并降低了噪音。流体保护系统轴承(HyproBearing)其名称来源于HY(Hydrodynamicwave，流体力学波)PRO(Oilprotectionsystem，油护系统)，系知名散热器及风扇设计制造厂家ADDA的专利产品，也是在传统含油轴承基础之上进行多项改进而成。流体保护系统轴承与液压轴承可谓殊途同归，两种设计各自采用了一些独到的改进措施，但精髓同为循环油路系统，各方面的表现也基本相当。通常产品寿命可达50000小时以上。液压轴承(HydraulicBearing)是由AVC首创的技术，是在含油轴承的基础上改进而来的。液压轴承拥有比含油轴承更大的储油空间，并有独特的环回式供油回路。液压轴承风扇的工作噪音有明显的降低，使用寿命也非常长，可达到40000小时。液压轴承实质上仍然是一种含油轴承。但这种经过了改进，寿命比普通油封轴承大大延长了，并且继承了含油轴承的优点——运行噪音小。目前液压轴承已经在AVC散热器中得到了应用，但并非所有的AVC散热器都采用液压轴承风扇。3汽化轴承(VAPOBearing)是由Sunon将磁悬浮技术改进而来的，就是把含油轴承的轴套硬度加强，并且采用特殊的材料，其内层表面也是经过特殊加工的，这样就克服了含油轴承不耐高温的缺点，再和磁悬浮技术配合，就大大延长了使用寿命。磁悬浮轴承(MagneticBearing)的马达有磁悬浮(MagneticSystem，MS)设计，其磁感应线与磁浮线成垂直，故轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。因此，磁悬浮事实上只是一种辅助功能，并非是独立的轴承形式，具体应用还得配合其它的轴承形式，例如磁悬浮+滚珠轴承、磁悬浮+含油轴承、磁悬浮+汽化轴承等等。这项技术并没有得到欧美国家的认可。纳米陶瓷轴承(NANOCeramicBearing，NCB)在本质上仍然是一种含油轴承，是由富士康在其产品中首先引入的。传统含油轴承风扇在使用过程中磨损比较严重，长时间使用时的可靠性较低。纳米轴承有效的克服了这个问题：陶瓷轴承技术采用了特殊的高分子材料与特殊添加剂充分融合，轴承核心全面采用特殊的二氧化皓材料，使用冲模及烧结工艺制成，晶体颗粒由过去的60um下降到了0.3um，具有坚固、光滑、耐磨等特性。纳米陶瓷轴承具有很强的耐高温能力，不易挥发，这大大延长了风扇的使用寿命，纳米轴承的性质与陶瓷类似，越磨越光滑。据测试，采用纳米陶瓷轴承的风扇平均使用寿命都在15万小时以上。这项技术其实并非真正的纳米技术，所使用的材料也并非真正的纳米级材料，只不过是采用了纳米这样的字眼来吸引眼球罢了。风量风量是指风冷散热器风扇每分钟送出或吸入的空气总体积，如果按立方英尺来计算，单位就是CFM；如果按立方米来算，就是CMM，散热器产品经常使用的风量单位是CFM。在散热片材质相同的情况下，风量是衡量风冷散热器散热能力的最重要的指标。显然，风量越大的散热器其散热能力也越高。这是因为空气的热容是一定的，更大的风量，也就是单位时间内更多的空气能带走更多的热量。当然，同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关。风扇转速风扇转速是指风扇扇页每分钟旋转的次数，单位是rpm。风扇转速由电机内线圈的匝数、工作电压、风扇扇页的数量、倾角、高度、直径和轴承系统共同决定。在风扇结构固定的情况下，直流风扇（即使用直流电的风扇）的转速随工作电压的变化而同步变化。风扇的转速可以通过内部的转速信号进行测量，也可以通过外部进行测量（外部测量是用其他仪器看风扇转的有多快，内部测量则直接可以到BIOS里看，也可以通过软件看。内部测量相对来说误差大一些）。4风扇转速与散热能力并没有必然的关系，更高的风扇转速反而会带来更高的噪声，选购散热器产品时如果风量差不多，可以选择转速低的风扇，在使用时会安静一些。