小轴承大学问：谈谈散热风扇的轴承设计
1有电脑，就有散热。无散热，性能从何谈起？目前主流的散热方式有水冷以及风冷。但是由于成本、上手等因素，风冷散热的统治地位是不言而喻的。不过，每当你在干燥的冬天碰到那烦人的散热器噪声时，你应该恶补下，为什么老电脑散热器的噪音为何越来越明显？为何干燥冬天的散热器会让你头疼？这一次，DIY带你走进科学，走进轴承的世界。
小轴承大学问！谈谈散热风扇的轴承设计
关于轴承，你首先要知道的……
首先，我们要知道，决定风扇噪音高低的因素有很多，包括转速、扇叶尺寸、风扇动平衡、还有使用者的噪音环境等。不过，羊毛出在羊身上，最重要的因素，还是风扇自身的轴承。
从我们日用家居衍生出来的风扇，发展了那么多年，产生了不同类型的轴承。什么液压轴承、滚珠轴承、磁悬浮轴承……多种多样，那么这些轴承对于风扇的静音和寿命都有哪些影响呢？又都有着什么区别呢？
首先，我们来看看市面的轴承列表。
轴承类型 | 技术含量 | 销售价格 | 噪音高低 | 理论寿命 |
| 含油轴承 | 低 | 低 | 低 | 5000-8000小时 |
| 液压轴承 | 低 | 低 | 低 | 40000小时 |
| 单滚珠轴承 | 低 | 中低 | 中 | 40000小时 |
| 双滚珠轴承 | 中 | 高 | 高 | 50000-100000小时 |
| 来福轴承 | 中高 | 中 | 低 | 40000小时 |
| 流体动态轴承 | 高 | 中 | 低 | 50000小时 |
| 纳米陶瓷轴承 | 高 | 中高 | 低 | 80000-100000小时 |
| 磁悬浮轴承 | 高 | 高 | 基本忽略 | 50000小时 |
| 气压球形轴承 | 高 | 高 | 基本忽略 | 100000小时 |
如果大家觉得轴承的名字很陌生的话，那下面各个轴承的介绍就很有必要了。
含油轴承
含油轴承原理
介绍：
含油轴承(Sleeve Bearing)是目前使用最普遍的一种散热风扇轴承。它使用润滑油作为润滑剂和减阻剂，适合低转速的风扇和小尺寸（9cm以下）的风扇使用，通常含油轴承风扇产品寿命为5000-8000小时。
优点：
1、价格非常低廉。
缺点：
1、轴承很容易磨损，寿命较短。
2、轴承套筒里的润滑油容易泄漏出来，噪音随之增大，并且会污染主板和其他配件。
酷冷至尊 ICT-D925R
小编点评：
尽量不要选择这种轴承，如果你使用的是这种含油轴承的散热风扇，在使用一段时间后记得添加润滑油，以免出现散热效率降低、高噪音的问题。或者，干脆扔掉算。
液压轴承
技术原理
介绍：
液压轴承(Hydraulic Bearing)最初由AVC首创，是在含油轴承的基础上改进而来的。液压轴承采用了独特的环式供油回路，在很大程度上减少了漏油的问题，寿命比普通含油轴承大大延长了，达到了40000小时并且继承了含油轴承的优点。是目前主流的轴承技术，轴承类型的风扇在目前散热器市场上有着较高的比重。
优点：
1、比含油轴承寿命更长、低噪音、价格低廉
缺点：
1、漏油问题依然存在
液压轴承散热器
小编点评：
液压轴承是主流的散热解决方案，广泛存在在机箱散热风扇、CPU散热器、部分显卡散热中。
双滚珠轴承
双滚珠轴承原理
介绍：
双滚珠轴承(Dual Ball Bearing或Two Ball Bearing)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。使用寿命达到了50000小时到100000小时。
优点：
1、封闭性较好
2、超长使用寿命
缺点：
1、成本高
2、噪音高（因为滚珠轴承摩擦点增加了2倍）
采用双滚珠轴承的散热器
编辑点评：
双滚珠轴承属于比较高档的轴承，5000转级别的大口径风扇几乎都使用双滚珠轴承。所以我们可以看到，高端显卡一般都会重点宣传采用了双滚珠轴承。事实上，显卡散热器一般都采用这类轴承，所以可以作为消费者选择的性能参考。
单滚珠轴承
原理
介绍：
单滚珠轴承(ONE Ball Bearing或Ball Sleeve Bearing)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，用一个滚珠轴承＋一个含油轴承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，使用寿命达到了40000小时。
优点：
1、克服了油封轴承寿命短，运行不稳定的毛病，
2、成本低。
缺点：
1、噪音比油封轴承高，但比双滚珠轴承低
采用单滚珠轴承的散热器，目前市面这种散热器很少
编辑点评：
单滚珠轴承算是一种折衷的轴承，中庸之道，体现在不上不下的优缺点，所以适合普通用户选择，及省心又省钱。
来福轴承
来福轴承原理
介绍：
来福轴承(Rifle Bearing)技术的代表厂商是CoolerMaster，CM已经将旗下的大部分传统油封轴承风扇升级到来福轴承。
作为传统油封轴承的改进，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达到了。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。
优点：
1、寿命高，达到了40000小时
2、噪音低
3、几乎不漏油
缺点：
1、价格稍贵
采用来福轴承的散热器
编辑点评：来福轴承是一种专利轴承，存在在酷冷至尊的散热器中。从酷冷的口碑来看，这种轴承的确是该品牌的皇牌技术。对散热有一定要求的消费者不妨选择这类产品，图个安心。
流体动态轴承
流体动态轴承
介绍：
流体动态轴承英文名为Hypro Bearing，其名来源于HY(Hydrodynamic wave，流体力学波)PRO(Oil protection system，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。
同是在传统含油轴承基础之上进行多项改进而成，也可以看成是来福轴承的改良版。两种设计各自采用了一些独到的改进措施，利用人字形的沟槽设计可以有效的提升流体压力。不同于来福轴承的循环回路供油系统，流体动态轴承将润滑油脂始终固定在了轴心内部。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。
优点：
1、进一步提升风扇寿命
2、降噪效果不错
3、寿命长
缺点：
1、价格稍贵
采用流体动态轴承的散热器
编辑点评：
流体动态轴承主要用在对静音要求很高的平台上，尤其是HTPC、迷你机箱等。作为新技术，它的综合性能十分不俗，而且成本控制不错，是一项前景很好的轴承技术。
4回顶部
纳米陶瓷轴承
纳米陶瓷轴承
介绍：
纳米陶瓷轴承(NANO Ceramic Bearing，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。
传统油封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纳米级高分子材料与特殊添加剂充分融合，轴承核心全面采用纳米级的氧化锆粉，使用冲模及烧结工艺制成，晶体颗粒由过去的60um下降到0.3um，具有坚固、光滑、耐磨等特性。
同时，纳米陶瓷轴承(NCB)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(NCB)的风扇平均使用寿命都在15万小时以上。
优点：
1、具备超强稳定性、耐温性、耐磨性，使用寿命超高，达到150000小时
2、噪声比双滚珠轴承低
缺点：
1、虽是“纳米”，实际并非纳米材料（0.3微米=300纳米）
2、目前成品不多
编辑点评：
纳米陶瓷轴承是一种具有很大潜力的轴承。高科技堆料的它，自然有着过人的规格。超长的使用寿命，适合长时间开机的平台，如服务器工作站等。
磁悬浮轴承
磁悬浮轴承
介绍：
提起磁悬浮技术，人们都会想到磁悬浮列车，通过列车底部与铁轨间的反向强磁场作用，将列车悬浮在轨道上方以减少摩擦系数。而磁浮轴承利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直，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，让成整个转子悬空。
优点：
1、磁悬浮轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，
缺点：
1、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。
2、价格不菲
磁悬浮轴承的散热器
小编点评：
别小看小小的轴承，磁悬浮的黑科技都用到轴承上了，多么的高大上，由于它特殊的性质，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中，或者要求绝对静音的环境中。加上这技术价格不菲，一般家用就用不上了。
气压球形轴承
气压球形轴承
介绍：
最后介绍的是气压球形轴承（Barometric Ball Bearin）从结构上来看，这种气压球形轴承类似于磁浮轴承，只不过将固定金属球体的磁铁置于风扇的底部。并且在风扇轴心外框形成一定的气压来保证轴心旋转的稳定。
目前该轴承属于新技术，采用这种轴承的散热器不多，包括酷冷至尊 Excalibur等。
优点：
1、具备和磁悬浮轴承一样的多种优点：低噪音、寿命长、无油迹、低能耗、低损耗等
2.、超长的使用寿命，达到了100000小时
缺点：
1、使用该轴承的产品不多。
气压球形轴承的散热器
编辑点评：
气压球形轴承算是磁悬浮轴承的平民版，但继承了后者众多优点，而且具备很长的使用寿命。只是目前使用该轴承的产品不多，需要更多的市场观察。
小结：轴承该怎样选？
经过以上对比，我们可以看到，含油轴承由于使用周期较短，轴承内部的油控直接影响运转时噪音大小，所以越来越被各知名大厂所摒弃。双滚珠轴承现在被业界广泛看好，成为高品质散热器风扇的首选，运转稳定性无出其右，但价格也较高。而作为物美价廉的选择，各大厂商的折衷方案就是采用单滚珠轴承。
以上都是目前市面占主流地位的轴承，至于后面那些新轴承，本质上都是含油轴承演化出来。可能涉及专利、材料、技术问题，这些轴承的使用率不大。
总的来说，好的风扇，除了其风量大和风压高之外，自身的可靠性是相当的重要，其中，风扇使用的轴承起着非常重要的作用。所以，大家在选购时候，不要一味关注转速、大小等表面问题，而散热器的核心——轴承才是我们需要做好功课的地方
声明：本文转自热设计，作者Fison，版权归作者所有，本文旨在分享，如果有侵权行为请联系我们删除。
