深挖金牌电源风扇！动态液压轴承揭秘

    泡泡网机箱电源频道7月7日 昨天整理上一年测试的80PLUS金牌电源，看到伟训的GX1050这颗电源的风扇时发现一个忽略的问题，请看下图。

Hydro-Dynamic 轴承

    动态液压轴承（Hydro-Dynamic）简称动压轴承。这种轴承使用的润滑剂通常为合成油或空气，常见的是油膜型动压轴承，因为空气膜动压轴承虽然清洁度高但其沟槽要求的精度非常高，而且轴承承载强度（stiffness）必须在较高转速才能达到特定要求，就目前马达而言只有激光印表机使用的多面镜马达才需要这样高的转速（30,000RPM以上）。

硬盘中有应用

    一般存储媒体甚至风扇马达的转速大都在15,000RPM以下，因此硬盘、光盘以及风扇的马达多为油膜型动压轴承。下一页里我们看看什么是动压轴承。

    动压轴承的利用微细沟槽的流体力学特性让轴与轴承间隙中充满润滑剂，为了让润滑剂保存住，轴承表面刻有鱼骨型沟槽，主轴旋转时流体压力升高，还可以使润滑剂集中在轴承内部，不容易泄露。（这也是油封轴承最大的问题）

动压轴承示意图

鱼骨沟槽

    以往硬盘马达使用的轴承为滚珠轴承，由于滚珠在滚动时每颗珠子的磨损情况不同，因此使用一段时间后会有不可预期的颤动，这些颤动将使读写头脱轨（Off Track），如果偏差过大就无法正常读写操作了。

鱼骨型沟槽

    如果使用的马达强调运转寿命和噪音，则动压轴承对风扇是一种比较合适的选择，有一个比较好的例子是NMB为松下代工的一款采用动压轴承的风扇Panaflo，在4000RPM的转速下整体噪音为31dB，耐久时间为50,000小时。

松下Panaflo系列风扇

    对这种动压轴承硬盘的马达商的态度是：“如果动压轴承可以符合规格，而且价格能降到和滚珠轴承相同的话，我们会毫无疑虑舍去滚珠轴承，全部改用动压轴承。”从马达商的态度可以看出动压轴承现阶段还是一个比较昂贵的技术。

    美日的大厂例如希捷、松下、SANKYO、Nidec、NMB等公司都把动压轴承作为研发的重点。我们再看看这种轴承在研发中有意思的地方。

轴承温升对比

    上图是转速在4000PRM下，双滚珠轴承与动压轴承温度上升的对比，红线是动压轴承的情况、蓝线是双滚珠轴承的情况。在测试进行到6分钟时动压轴承温度为32℃、双滚珠轴承为41℃。

30分钟后的温度对比

    维持转速4000RPM三十分钟后两种风扇轴承温度稳定下来后，采用动压轴承的温度为32.5℃，双滚珠的轴承温度42.3℃。

运行时间PK

    双滚珠风扇由于运行时间久了以后有磨损，在以6000RPM高速旋转1万5千小时后噪音增加比较快。而采用动压轴承的风扇噪音随使用时间增加没有明显变化。

动压轴承风扇“烧机”

    在某风扇代工厂的“烧机”测试结果中我们看到10颗型号为5515HDB的风扇从2004年4月7日开始，2004年5月4日结束，在恒温恒湿箱中以75℃的温度以2800RPM左右的转速连续运转。

    经过一个月的测试后统计风扇噪音的变化结果，风扇的噪音提升基本都控制在1.5dB之内，只有第五枚风扇产生了3.1dB的变化。

    编辑总结：

    现阶段的动压轴承风扇已经可以把真圆度做到0.0002mm，同心度0.0006mm的水准，对很多风扇客户而言这是一个非常令人满意的指标。在噪音和寿命方面动压轴承也超过了其他种类的产品，能不能普遍运用还需要看它的成本能不能降低到合理的地步。当然如果您在电源中发现了动压轴承（Hydro-Dynamic），那还真是个不多见的好东东。

    不过我们还是要提放某些散热器山寨的厂商以此做噱头，不合格的风扇不论用什么轴承，性能、寿命和噪音都得不到保证。<