影响风扇寿命关键！风扇轴承系统详解

介绍

  泡泡网散热器频道2月21日在前几期的菜鸟学堂中笔者为我们讲述解答了有关散热器的相关知识，在文章中提到了些散热器风扇（轴承）的相关知识。但是由于篇幅的原因，未能为大家做详细的介绍，今天笔者就为大家详细讲解下风扇轴承的相关知识。

  对DIY有浓厚兴趣的朋友，除了要对硬件有个大致的了解，对于硬件周边设备也要熟知一二——在文章开始之前让我们先对散热风扇的各个参数有个大致的认识。下面笔者就为大家介绍下风扇的常规参数。

  风扇尺寸：主要标示了风扇的大小，一般以mm为单位。风扇的尺寸有两种度量规格：一种是使用体积，如80*80*20mm，这种表示方法为长*宽*高。另一种是根据风扇尺寸的直径，一般来说与风扇的体积参数中的长和宽相等，我们一般所说的8CM风扇、12CM风扇就是这种命名。

  额定电压：是风扇在稳定运行下的电压指数，市场上常见的直流风扇电压普遍为12V。

  风扇转速：单位为rpm(转每分)，这是风扇一个较为重要的参数，大转速表明能带来大风量。

  风量：衡量一个风扇能力的一个最直观的重要指标，单位为CFM标示的是立方英尺每分。

  噪音值：是大家关心的又一个重要指数，虽然与散热无关，可也左右着用户的选购，单位是dBA(分贝)。

  接头：是一个风扇上较为重要的细节部件（两针、三针、四针）容易被大家所忽略。

  2pin：直流电的正负极，一般红线为正，黑线为负，只能够最终靠调速面板来控制风扇速度；3pin：增加的一条线为转速的控制线，一般为黄色，有了这根线的风扇可以让BIOS芯片读出风扇转速，并且通过软件进行调速；4pin：在3pin的基础上增加了测温探头，能够读出当前散热器的温度，一般有这根线的风扇都有智能温控功能。

  油封轴承也叫自润轴承或含油轴承，采用的是传统的轴承技术，利用润滑油填充轴芯与轴套间的空隙，轴承中的转杆在润滑剂的作用下，在轴床中转动时，由于毛细作用，与周围只会有点接触，同时轴套表面分布的很多微孔内保存的润滑油，使得摩擦力减到了最小，保证了工作时的稳定性。该轴承优点是初期噪音很小、磨损低，但缺点是后期容易吸附灰尘，且由于油封的原因，润滑油随轴承摩擦发热而挥发，导致摩擦与震动增大，噪音剧增，寿命会快速缩短(平均常规使用的寿命5,000-15,000小时)。

  这类轴承能够说是目前市场上比较老的轴承技术了，不过由于制造成本低廉，在技术上容易实现，不少产品有知名品牌都还在使用中，此外业类有一定说法:由于国内部分生产的Sleeve风扇因用料原因还很难做到1,5000小时，一般也只有8,000小时左右。

  属于比较高等的轴承，借“滚动摩擦小于滑动摩擦”这一原理产生的滚珠轴承技术能实现较小的摩擦和远高于油封轴承的常规使用的寿命。这种风扇采用了两个球轴承，轴承中有数颗微小钢珠盘绕轴心，当扇页或轴心转一下时，钢珠即跟着转一下，因为都是球体，所以摩擦力较小。

  其和含油轴承比较起来，滚珠轴承改变了轴承的摩擦方式，这一方式更有效的降低了轴承面之间的摩擦现象，双滚珠轴承封闭性较好，没有与外界非间接接触，有效提升了风扇轴承的常规使用的寿命(大约在40,000~55,000小时)。所带来的缺点就是工艺更复杂，导致成本提升,同时也带来更高的工作噪音，当然，通过采用优质的材料和先进的制造工艺，双滚珠风扇也可完全在实现高性能的同时将噪音控制的很好，但这需要制造商拥有足够的技术实力。双滚珠轴承现在被业界广泛看好，成为高品质风扇的首选，运转稳定性无出其右，但价格也较高。

  这种风扇是对于传统油封轴承的改进，采用了滑动摩擦和滚动摩擦兼配合，即吸收了油封轴承和双滚珠轴承的优点，采用一道滚珠作为主支撑，而用另一道油封轴承分担小部分受力，这样不仅降低了成本，还减轻了震动，相比单纯的含油轴承，其寿命理论提升到了40,000小时，缺点是运行噪声还是较大，但仍小于双滚珠轴承。

  液压轴承其实是在油封轴承的基础上加以改进的一种风扇，由AVC创新。液压轴承有更大的储油空间，并有自己独特的环回式供油回路，在工作的噪音和常规使用的寿命上都有突破，寿命宣称可达到40,000小时，并且继承了含油轴承的优点——运行噪音小。其设计上有以下特性：

  4.液压自动循环油路系统，通过特殊油路连接轴承与储油槽，令润滑油形成循环回路;

  5.轴芯采用金属粉末冶金技术，表面具有大量毛细孔，可吸附润滑油，保证轴承的高润滑度。

  因以上技术工艺，液压轴承即使在高温下，也能够达到双滚珠轴承的低摩擦和高寿命要求，并保持了低的噪音!

  磁悬浮风扇这种技术类似于磁悬浮列车那样，磁悬浮风扇的马达有磁悬浮(Magnetic System，MS)设计，是利用这样的原理，将转子与定子之间保持不接触，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，形成整个转子悬在空中，在固定运转轨道上。但磁悬浮究竟上只是一种辅助功效，并非是独立的轴承情势，具体应用还得配合其他的轴承情势，例如磁悬浮+球轴承、磁悬浮+含油轴承、磁悬浮+汽化轴承等等，Sunon的风扇就采用了这种技术。

  这种散热风扇是由Sunon将磁悬浮技术改进而来的，就是把油封轴承的轴套硬度加强，并且采取了特殊的材料，其内层也是经过特殊加工的，就克服了含油轴承不耐高温的缺点，所以在硬度方面比SLEEVE轴承的要好，还能够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。再和磁悬浮技能配合，就大大延长了常规使用的寿命，这种也和AVC的液压轴承很类似。

  ● 轴承系以比青铜(Bronze)更硬的新合金复合材料 (Alloy) 制成，磨损率低，寿命增长;

  ● 采用独特之轴承结构能储存并且维持较多油量，形成一个循环油路的保护润滑系统，噪音自然降低;

  ● 结构上减少轴承与轴套之间的磨擦表面积，当Hypro轴承风扇运转时，轴承温度比其它轴承降低许多;

  ADDA的风扇使用了这种技术，流体保护系统轴承与液压轴承可谓殊途同归，两种设计各自采用一些独到的改进措施，但精髓同为循环油路系统，各方面的体现也基本相当,通常产品宣称寿命一般可以达到50,000小时以上。

  作为传统含油轴承的改进，来福轴承采用耐磨材料制造成高含油中空轴承，减小了轴承与轴芯之间摩擦力，来福轴承还带有逆向螺旋槽及挡油槽的轴芯，在风扇运转时含油将形成逆向回游，从而避免含油流失，因此提升了轴承寿命。来福轴承电扇通过采用以上结构及零件，使得含油及保油能力大幅度的提高，并降低了噪音，代表厂商是CoolerMaster。

  纳米陶瓷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中磨损非常严重，纳米轴承有效克服了这样的一个问题，陶瓷轴承技能采用了特殊的高分子材料与特殊添加剂充实融合，轴承四周采取了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，具备坚固、平滑、耐磨等特性。纳米陶瓷轴承具备很强的耐高温能力，这大大延长了其常规使用的寿命，纳米轴承的性质与陶瓷近似，越磨越平滑。据测试，采用纳米陶瓷轴承的风扇平均常规使用的寿命常规使用的寿命较普通轴承提高到120,000～150,000小时之后。■