发布日期:2010年04月26日 作者:李鹏 编辑:李鹏
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泡泡网散热器频道4月26日 前两期简单给大家介绍了PC散热器的结构与类型，主要都集中在金属散热体上，当今计算机硬件应用上尤其是CPU、GPU等重要核心发热量都非常大，散热片逐渐无法满足需要，而且只是一味增加或改进散热片效果会大打折扣，并不是好的解决手法，风扇正好是不错的辅助手段，通过加快鳍片表面的空气通过达到增效热量发散的目的，而且占用空间小消耗低。
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风扇类型探讨
多种多样的PC风扇
电动风扇是谁发明的已经找不到明确的答案了，是在马达上装扇叶的舒勒还是纽约的克罗日齐斯发动机厂主任技师休伊？我们唯一知道的就是电动风扇早在19世纪就已经出现，发展至今它的应用和技术已经相当成熟。无论是军事、工业或民用都很常见，而PC散热中的应用也很广泛，PC领域主要使用的都是DC风扇，即直流电源定压风扇。下面就来简单了解一下。
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● 风扇种类很多
风扇种类有很多而且可以从很多方面来区分，比如制作材料、设计结构等等这些都是风扇自身特性上的区别，还有尺寸和供电类型等应用上的区别。
自身特性上的区分：
风扇制作材料有很多
风扇制作材料上有很多，早期出现的以金属材料为主比如上图中左侧的风扇采用铁质材料打造，有点是容易成型，但是韧性不够易变形，而且重量大成本高，现在PC中金属材料的风扇已经很少了，只有部分特殊需求才可能用到。还有工程塑料、聚合树脂等，都有一定的优势和缺点，现在用到最多的就是复合型材料，当然每个风扇制作厂商都会根据情况调节。
涡轮风扇
灵感来自涡轮发动机
其中一个典型的例子就是涡轮风扇，涡轮风扇最大的特点就是提供的风力不指向单独一面或一片区域，范围广泛力量强劲是它的优势，但是噪音大需要更多的动力是弱势。现在我们依然能在某些设计特殊的散热器中见到尤其是高端显卡散热器上。
应用上的区分：
主流风扇尺寸
风扇的尺寸是指风扇直径的大小，从PC历史的角度看，风扇的尺寸在慢慢增加，小尺寸风扇在逐步被大尺寸取代，如今像1.5寸风扇也只能在特殊电源适配器中找到，应用范围很小了。主流尺寸为80mm、92mm、120mm、140mm，当然现在出现了很多大尺寸风扇已经超过了200mm。
笔记本散热器上的5V风扇
还有一种应用上的区分是为风扇供电电压的区别，主流电压是5V和12V两种，平常我们见到的CPU和显卡风扇都是12V供电支持的，而笔记本散热器由于需要由USB接口供电，所以应用的都是5V供电。通常情况下受电压影响，5V风扇的强劲程度略低。
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● 风扇轴承介绍
风扇轴承非常重要，是风扇高速运作唯一的支撑，工作中主要摩擦都在这里也是非常复杂的一部分。大体上可以分为三类共九个小项。
含油轴承类：
含油轴承技术应用广泛是现在风扇中经常用到的，但是由于出现时间比较长，有了很多技术改善，主要包括原始的含油轴承、来福轴承、流体保护系统轴承、液压轴承、纳米陶瓷轴承。
原理示意图
含油轴承
基于油封技术的轴承
含油轴承(Sleeve Bearing) 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，是最早应用的轴承技术，它造价低廉工艺相应简单，但是缺点很多，寿命短，工作一段时间后随着油的挥发流失以及灰尘侵入会导致噪音增加速度减慢，更严重会轴心受损偏移发生震动。
来福轴承(Rifle Bearing) 是有著名散热厂商CoolerMaster（酷冷至尊）研发的，将传统含油轴承改进，采用耐磨材料制成高含油的中空轴承，减小与轴芯之间摩擦力，还在轴承中加入了反向螺旋槽及挡油槽，使油形成反向回流避免流失，从而达到延长寿命的作用。
保护系统轴承(Hypro Bearing) 是散热器及风扇设计制造厂家ADDA的专利，它的设计和来福轴承很相似也是通过改良含油轴承得来的，关键点同样是引入了油回流结构。
液压轴承(Hydraulic Bearing) 技术是由AVC首创的，同样是基于含油轴承改进，增加储油量采用独特的回油系统，从而增加风扇寿命，减少因油流失而造成的影响。
纳米陶瓷轴承(NANO Ceramic Bearing)技术最早是有富士康应用的，虽然表面上采用了不同材料，但实际上原理还是油封轴承，轴承核心采用特殊的二氧化皓材料，粒由过去的60um下降到了0.3um，这种材料越磨越光滑不易损耗、耐高温，寿命甚至能达到15W小时以上，但实际上并没有达到真正的纳米技术。
磁悬浮轴承类：
磁悬浮技术在风扇中应用时间还不算太长，虽然这种技术理论性很先进，但是由于技术尚不成熟在加上制作工艺等要求高，成本也比较大，所以还未普及。
磁悬浮轴承原理
磁悬浮轴承
磁悬浮轴承(Magnetic Bearing) 是磁感应线与磁浮线成垂直，轴芯与磁浮线平行，转子的重量就固定在了运转的轨道上，几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空运转轨道上。因此磁悬浮轴承实际上是一种辅助功能，并非是独立的轴承形式。所以这项技术并没有得到欧美国家的认可。
汽化轴承(VAPO Bearing) 是由磁悬浮技术改进而来的，就是把含油轴承的轴套硬度加强，内层经过特殊加工的，克服了含油轴承不耐高温的缺点并大大延长了使用寿命。
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滚珠轴承类：
滚珠轴承是比较常见而且应用广泛的类型，有两种一种是单滚珠另一种是双滚珠。
单滚珠原理图
双滚珠原理图
滚珠轴承
双滚珠风扇轴
单滚珠轴承(1 Ball+1 Sleeve Bearing) 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和一个含油轴承相结合。成本不算高而且克服了含油轴承寿命短的缺点，使用寿命提升到了40000小时。但是滚珠的应用，却增加了噪音。
双滚珠轴承(2 Ball Bearing) 相对来说成本要高一些，不过还是低于磁悬浮轴承。由于采用双层滚珠结构不存在漏油问题，而且轴承的密闭性最好不容易老化磨损，这样寿命大大增加了是单滚珠的两倍左右。但是相应造价高，噪音大是它的缺点。
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● 风扇选择要看应用环境
考核一款风扇好坏的因素主要有风量、噪音、使用寿命长短。风量常用单位是CFM（每分钟排出或纳入的空气总体积单位是平方英尺），通常情况下转速尺寸参数相同的风扇如果能提供的风量多就说明设计更优秀。噪音的单位是dB（分贝），它受到风扇扇叶设计以及轴承结构等多方面影响。使用寿命顾名思义，通常用小时来计算，现在的风扇寿命都比较长可以用万小时来计算了。
不了解风扇的消费者经常会出现两个误区：其中之一就是风量上的，风量和风压是两个相对概念，风压就是风扇能提供的风力强度，通常我们感受到风扇的强劲与否主要都是风压上的。一般情况下，风量大就必然会牺牲一些风压，而风压过大风量也会相应减少。如何选择还是要看应用环境，举两个例子，空旷的机箱里通常风量要重于风压，因为需要的增加机箱内部空间气体交换，当然风压也不能太低。而在鳍片紧凑的CPU散热片上更需要风压大一些，这样才能有效的将风吹进鳍片深处，达到散热目的。一般来说铝制散热片对风量要求高一些，因为铝发热块需要足够气流交换，而铜鳍片散热慢，更需要大风压迅速带走热量；另一个误区是风扇尺寸上的，很多商家在销售的时候都会喊出大风扇更静音的口号，如果从理论角度出发实际上尺寸越大的风扇噪音通常会更大，之所以大尺寸风扇能静音是因为在提供同等风量效能下可以用更低的转速来工作，所以也更安静，当然并不是尺寸越大越好，还是要看实际应用环境。
● 风扇优劣取决于一整套设计
风扇设计的好坏要取决于一整套设计，包括前面介绍的轴承以及扇叶结构设计，扇叶设计作为风扇最重要的一部分，受到很多因素的影响。
扇叶间距
扇叶间距离过大则会减少利用效率，相应如果过于紧凑会增加叶面摩擦阻力。
扇叶数量
扇叶数量和间距有一定关系，同样的是扇叶数量的多寡也没有定式，我们常见的扇叶都是奇数叶，这样是防止偶数扇叶可能在工作周造成共振而设计的。
扇叶曲率
轴承宽度
风扇曲率和轴承宽度也是影响风扇的重要因素，它们的高低大小均有优劣，和之前的因素相似都无法兼顾。
除了以上这些影响风扇性能的设计还有一些，但是就不做太多介绍了，因为这些设计优劣没有定式，不能说如何就一定好而是取决于一个风扇整体设计，而且这些往往是我们不可控的，所以只给大家做简单介绍。
其它细微影响：
特色设计影响比较小
除了整体结构影响外还有一些特殊的设计也起到一定的影响，比如导流尾翼之类的设计，当然这些小改动的影响也很细微远没有之前那些大。■
