對熱愛折騰風(fēng)扇的玩家們來說，相信大家都有過這樣的經(jīng)歷：在特定轉(zhuǎn)速下，機(jī)箱里的散熱風(fēng)扇總會產(chǎn)生尖銳而惱人的“嗚嗚”聲。

不同于均勻一致的風(fēng)噪，這刺耳的噪音突如其來，往往令人心煩意亂。然而，它們又是“曇花一現(xiàn)”，難以捉摸，一旦轉(zhuǎn)速略有變化，“嗚嗚”聲便迅速消失了。

這惱人而又神秘的“嗚嗚”聲，究竟來自何處？是否有一些辦法，避免買到有“嗚嗚”噪音的產(chǎn)品呢？

作為一名熱愛折騰的玩家，我對此進(jìn)行了一些研究。本期文章就將聚焦于風(fēng)扇“嗚嗚”異響的成因與“避雷”方法，希望能解答你心中的問題。

是什么導(dǎo)致了嗚嗚聲？

對于“嗚嗚”噪音的由來，玩家們一向眾說紛紜，莫衷一是。一些散熱從業(yè)人士認(rèn)為，“嗚嗚”聲主要源自“扇葉失速”。

扇葉失速？

要解釋清楚“扇葉失速”的情況，我們要從P/Q曲線說起。

P/Q曲線揭示了風(fēng)量與風(fēng)壓之間的關(guān)系，每一款風(fēng)扇都有著不同的P/Q曲線。在P/Q曲線上，橫軸是風(fēng)扇在單位時間內(nèi)輸出的氣流量，即風(fēng)量。而縱軸則是風(fēng)扇出風(fēng)側(cè)的氣流壓力，即風(fēng)壓。

曲線與橫軸（風(fēng)量軸）的交點(diǎn)，是風(fēng)扇不受任何阻力時所輸出的風(fēng)量。

而曲線與縱軸（靜壓軸）交點(diǎn)，則指“使風(fēng)扇輸出風(fēng)量=0”時，所需要的阻力。

P/Q曲線上的明顯凹陷之處，是扇葉“失速區(qū)間”的特征之一。當(dāng)阻抗曲線穿過這塊區(qū)域時，便會發(fā)生“扇葉失速”。此時，風(fēng)扇的效率將會大幅度下降，而噪音則會明顯提升。

乍看之下，“扇葉失速”的說法似乎非常專業(yè)，好像很有道理。然而，事實真的如此嗎？

顯而易見，高度相似的扇葉，應(yīng)該會有著接近的P/Q曲線，自然也有著接近的“失速區(qū)間”。而“相似”在散熱領(lǐng)域并不少見——利民TL-B12E與“溫柔臺風(fēng)”就是最好的例子。

光從造型上就能看出，二者的設(shè)計幾乎一模一樣。除了扇葉內(nèi)側(cè)的鋸齒在B12上缺席以外，無論是葉片末端的圓角，還是風(fēng)扇軸心的尺寸，兩款風(fēng)扇都如出一轍。

這份相似也體現(xiàn)在了風(fēng)噪測試上。在最大轉(zhuǎn)速下，這兩把風(fēng)扇的噪音幾乎沒有區(qū)別！

那么，它們的“嗚嗚”聲也會如此相似嗎？答案是否定的。它們確實都有“嗚——”的噪音，但在具體表現(xiàn)形式上，二者大相徑庭。

從聽感響度上說，“溫柔臺風(fēng)”的嗚嗚聲比利民B12E更加刺耳。而從振動圖像上觀察，兩把風(fēng)扇也有所不同。

“溫柔臺風(fēng)”更偏向低頻，而利民B12E的頻率則更高一些。

高度近似的葉型，卻有著截然不同的結(jié)果。此外，在產(chǎn)生“嗚嗚”聲的同時，風(fēng)扇的散熱效能并沒有斷崖式的下降?？磥?，“扇葉失速”的說法似乎站不住腳，它并不是“嗚嗚”異響的主要原因。

在進(jìn)行了一些測試后，我有了另一種看法——這詭異的“嗚嗚”聲，會是動平衡導(dǎo)致的共振嗎？

動平衡水準(zhǔn)？

對一把合格的風(fēng)扇而言，動平衡自然不可或缺。動平衡水準(zhǔn)將顯著影響風(fēng)扇的噪音與壽命。當(dāng)動平衡較差時，風(fēng)扇還會有引發(fā)共振的風(fēng)險。事實上，類似的情況已經(jīng)出現(xiàn)了。

“溫柔臺風(fēng)”的威名眾人皆知，然而少有人提及的是，它的動平衡水準(zhǔn)正在逐年下降。在如今能買到的“溫柔臺風(fēng)”當(dāng)中，它們的扇葉往往會發(fā)生普遍的偏擺。

低轉(zhuǎn)速時，可以明顯地發(fā)現(xiàn)扇葉邊緣正在快速而明顯地“上下浮動”。動平衡的缺失直接導(dǎo)致了GT2150的振動表現(xiàn)普遍相當(dāng)一般，部分個體甚至有引發(fā)嚴(yán)重共振的可能。

雙滾珠風(fēng)扇的軸噪，一般只在千轉(zhuǎn)以下時較為明顯。而轉(zhuǎn)速越高越響的所謂“軸噪”，很可能就是扇葉偏擺引起的振動。類似的情況，便在我的冷排測試中反復(fù)出現(xiàn)了。

在1550轉(zhuǎn)附近，“溫柔臺風(fēng)”的噪音并不是十分夸張。風(fēng)噪的音調(diào)整體平緩，響度也算不上惱人。

然而，只要稍微提高轉(zhuǎn)速，在約1625±25RPM的特定轉(zhuǎn)速下，“溫柔臺風(fēng)”的異常噪音便達(dá)到了峰值。冷排上的風(fēng)扇發(fā)出了如耳鳴般尖銳的“嗚——”聲，令人不堪其擾。

倘若繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，“嗚——”的噪音又會很快消失。在1700RPM附近，“溫柔臺風(fēng)”的音調(diào)又回歸了正常。不再有尖銳刺耳的哀鳴，只有稀疏平常的氣流噪音。

每一把“溫柔臺風(fēng)”的動平衡水準(zhǔn)都不盡相同。也正因此，每一把風(fēng)扇發(fā)出“嗚嗚”噪音的轉(zhuǎn)速區(qū)間也都不一樣。

看來，風(fēng)扇的動平衡缺陷，是導(dǎo)致“溫柔臺風(fēng)”發(fā)出“嗚——”噪音的主要嫌疑人了。

然而，正當(dāng)我對“動平衡”的結(jié)論深信不疑時，利民的風(fēng)扇產(chǎn)品又刷新了我的認(rèn)知。 在利民的多款風(fēng)扇上，“嗚嗚”的噪音又出現(xiàn)了。但是，這些風(fēng)扇并沒有太過嚴(yán)重的偏軸，振動幅值也完全正?！@一次，又是什么導(dǎo)致了“嗚嗚”聲呢？

材料強(qiáng)度！

縱觀產(chǎn)生“嗚嗚”聲的諸多利民風(fēng)扇，它們的成因和“溫柔臺風(fēng)”有所不同。

因動平衡而產(chǎn)生的共振，不僅會體現(xiàn)在振動圖像上，還往往與安裝方式有關(guān)——只要將“溫柔臺風(fēng)”從冷排上取下，甚至是松開固定風(fēng)扇的螺絲，“嗚嗚”聲的頻率便會發(fā)生改變。

然而，利民系風(fēng)扇的“嗚嗚”聲與之不同。即便把風(fēng)扇懸吊于空中，“嗚—嗚—嗚——”的噪音仍然不絕于耳。更詭異的是，不同款式的利民風(fēng)扇，扇葉造型各不相同，但“嗚嗚”聲卻是一如既往。

下至價格低廉的TL-C12C工包扇，上到號稱“三次元動平衡”的TL-B12，利民的散熱風(fēng)扇全都有不同程度的“嗚嗚”噪音，近乎無一幸免?？墒欠檎饎訄D像，它們的動平衡分明沒有問題。

“嗚嗚”噪音仿佛扇葉上的幽靈，看不見、摸不著。在特定轉(zhuǎn)速時突然出現(xiàn)，卻又在風(fēng)扇停轉(zhuǎn)后無影無蹤。

我花了很長時間定位問題所在，卻又總是一無所獲。直到在“貓頭鷹”的一篇簡介中，我終于找到了答案。

如同絕大多數(shù)物體一樣，風(fēng)扇的扇葉也有其固有頻率。當(dāng)葉片周圍的湍流傳遞到葉片上時，便有可能引起共振。

不同于動平衡缺陷導(dǎo)致的劇烈抖動，這種方式引發(fā)的振動非常細(xì)微，從機(jī)械設(shè)計的角度來看并不是關(guān)鍵，也很難通過“振動測試”體現(xiàn)出來——這也無怪乎TL-C12C與G12的振幅都毫無問題，可“嗚嗚”聲卻異常明顯了。

此刻，風(fēng)扇的扇葉就像是揚(yáng)聲器的紙盆。它們都將表面振動傳回空氣之中，帶動周圍的氣流從而發(fā)聲。不同之處在于，風(fēng)扇只會產(chǎn)生刺耳的“嗚——嗚——”噪音。

小小的表面振動，卻會導(dǎo)致極大的聲學(xué)問題。而扇葉材質(zhì)的強(qiáng)度，正與它息息相關(guān)——更堅固的材料能更快地抑制振動，從而最小化人耳所感知到的尖銳噪音。脆弱的材料無力與振動抗衡，在特定轉(zhuǎn)速下便會“余音繞梁，三日不絕”。

回看這些產(chǎn)生“嗚嗚”聲的利民風(fēng)扇，盡管扇葉造型各異，但它們的共同特征，便在于那出奇一致的廉價PBT塑料——材料強(qiáng)度太低了。

在利民的高端產(chǎn)品TL-B12E上，甚至出現(xiàn)了極端的“掃膛”的情況——扇葉材料無力抵抗高轉(zhuǎn)速下的巨大離心力，葉輪最終被拉扯變形，與框體外殼發(fā)生刮擦，造成不可逆的損傷。

高端產(chǎn)品的材料強(qiáng)度尚且如此，低價位風(fēng)扇的塑料質(zhì)量更是不言而喻。“嗚嗚”聲既是對人耳耐性的考驗，也是扇葉不斷振動的悲鳴。歸根結(jié)底，還是材料縮水惹的禍??！

如何避免“嗚嗚”聲？

既然明確了“嗚嗚”噪音的兩大成因——扇葉動平衡問題與材料強(qiáng)度缺陷，是時候談?wù)勅绾巍氨芾住绷恕?/p>

動平衡判斷

如前所述，動平衡正是導(dǎo)致“嗚嗚”噪音的一大因素，“溫柔臺風(fēng)”就折戟于此。有必要針對它進(jìn)行研究。

扇葉動平衡的好壞，能通過一些方法進(jìn)行簡單測量，手機(jī)的“振動傳感器”便是其中之一。盡管不同設(shè)備的靈敏度各有差異，但在對比之間，我們?nèi)阅芤桓Q風(fēng)扇動平衡水準(zhǔn)的高低。

借由動平衡測試，消費(fèi)者能夠避開那些有著“潛在共振風(fēng)險”的產(chǎn)品。

此外，風(fēng)扇的安裝方式也是亟待重視的地方。膠釘、磁吸螺絲、橡膠墊片……它們能夠在一定程度上吸收振動，緩解動平衡問題帶來的不悅噪聲。

材料強(qiáng)度特征

利民風(fēng)扇那普遍存在的“嗚嗚”噪音，歸根結(jié)底是強(qiáng)度不足。而“框葉間距”正是扇葉材料強(qiáng)度的照妖鏡。

顧名思義，它指的是風(fēng)扇的扇葉末端與內(nèi)邊框的距離。

可別小看這以毫米計算的細(xì)微間隙，它對性能有著巨大的影響?？蛉~間距越大，泄露的氣流量越多，風(fēng)扇的效率愈發(fā)明顯地下降。

不僅如此，這條縫隙還與材料強(qiáng)度息息相關(guān)：在較高的轉(zhuǎn)速下，風(fēng)扇會承受不小的離心力，扇葉將被拉扯增大。

此時，倘若風(fēng)扇的材料不夠堅固，扇葉的形變將會尤為劇烈。如果框葉間距預(yù)留不足，扇葉可能與框體發(fā)生刮擦，導(dǎo)致嚴(yán)重的“掃膛”事故。

也正因此，框葉間距不僅是決定風(fēng)扇性能的重要指標(biāo)，還可以作為材料強(qiáng)度的判據(jù)。借由框葉間距的大小，推斷出材料強(qiáng)度的高低，從而避開存在“嗚嗚”聲風(fēng)險的產(chǎn)品。

將低端風(fēng)扇與高端產(chǎn)品并排放置，框葉間距上的差距一目了然。這條扇框與扇葉之間的小小縫隙，正是扇葉材料強(qiáng)度的最佳體現(xiàn)。

后記

令人惱火的“嗚——嗚——”異響背后，竟然也有著如此復(fù)雜的成因；而在散熱領(lǐng)域之內(nèi)，又還有多少問題等待著我們探索呢？

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