CN101501303A - 颗粒减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及颗粒减震器。在一个涡轮增压器中存在大量的由结构引起的空腔(31)。如果使这些空腔填充颗粒，可以实现成本有利的颗粒减震器。此外得到在压缩机轮偶然爆裂时附加的保护可靠性以及衰减噪声方面的优点。

Description

颗粒减震器
技术领域
本发明涉及用于增压内燃机的废气涡轮增压器领域。
本发明涉及一个具有颗粒减震器的废气涡轮增压器。
背景技术
用于内燃机增压的废气涡轮增压器在大多数情况下对于压缩机入口具有一个过滤***。这个具有安置过滤器的***最好通过一个固定法兰刚性地与压缩机外壳连接。
废气涡轮增压器或者直接或者通过一个专用的底座固定在马达托架上。在大多数情况下底座与***之间的轴向距离都非常大。由于马达振动可能使***激励不允许的大振动。尤其是当***的固有频率只略微位于涡轮增压器固定体的固有频率以上的时候。在这种情况下对于***产生不允许的过高振动。
在DE 103 60 770中公开了一种用于避免这种过高振动的方法。在此***在第一振动范围中刚性地固定在压缩机外壳上并且在第二振动范围中通过定位面顶靠在压缩机外壳上的定位面上，其中***通过定位在第二振动范围与刚性固定在第一振动范围相比以预应力加载。通过预应力提高***的固有频率，由此可以防止***的不允许的过高振动。
EP 1 098 069 B1公开了一个填充颗粒的用于燃气轮机发动机的燃烧***的零部件或去屑加工时的零部件的减震器。这个文献的内容是本申请的组成部分。
发明内容
本发明的目的是，这样改进一个废气涡轮增压器，使得可以抑制不允许的过高振动。
按照本发明这个目的通过在涡轮增压器的压缩机部位中填充颗粒的环形空腔形式的颗粒减震器结构得以实现。
一个填充松散颗粒的空腔在振动负荷下具有足够的缓冲能力。在此通过颗粒的内部摩擦力分散振动能量并由此缓冲振动。
在涡轮增压器中存在大量的由于结构引起的空腔。这些空腔可以作为用于容纳上述颗粒的容器。由此一方面可以实现成本有利的缓冲器，另一方面它在外观上也是令人满意的。
在废气涡轮增压器外壳中的这些空腔基本上环形地构成并且与废气涡轮增压器的轴线同心地设置。环形也意味着分开的空腔，它由多个环段形空腔组成或者也可以是四角或椭圆形环空腔，或者相应的环段，它们围绕废气涡轮增压器的轴线设置。
填充颗粒还附加地带来在压缩机轮偶然爆裂时附加的保护可靠性以及衰减噪声方面的优点。
选择使颗粒基本上球形或圆形地构成，即，它们尤其没有显现的拐角和棱边，各个颗粒可能相互勾连和卡棱在这些拐角和棱边上。这允许颗粒质量的含有摩擦的内部运动，它有助于缓冲振动。
由从属权利要求给出其它优点。
附图说明
下面借助于附图描述废气涡轮增压器的实施例，具有按照本发明的填充颗粒的空腔。附图中：
图1示出一个填充颗粒的空腔实施例，侧面在压缩机外壳上顶靠在过滤***上，组合在压缩机的出口外壳里面，
图2示出一个填充颗粒的空腔实施例，侧面在压缩机外壳上顶靠在过滤***上，组合一个压缩机的独立外壳附件，
图3示出一个填充颗粒的空腔实施例，侧面在压缩机外壳上顶靠在过滤***上，
图4示出一个填充颗粒的空腔实施例，侧面在过滤***与压缩机外壳之间，
图5示出一个填充颗粒的空腔实施例，径向在压缩机外壳外部，
图6示出按照图3的实施例，具有一个独立的、填充颗粒的侧面在过滤***上的空腔。
具体实施方式
图1示出一个废气涡轮增压器的压缩机端。压缩机轮10可旋转地支承并且由压缩机外壳包围。要被压缩介质的通流路径以箭头表示。在所示实施例中压缩机外壳包括两个与出口外壳21整体构成的法兰22和23，用于使过滤***40固定在压缩机外壳上。为此使过滤***同样包括两个法兰42和43。压缩机外壳沿径向在两个固定法兰22和23的内部包括一个附加壁24，它在压缩机轮部位限制要被压缩介质的通流通道。
按照本发明使在径向外部的法兰22与径向内部的法兰23之间延伸的空腔31为了缓冲在废气涡轮增压器上的振动填充颗粒。空腔31通过一个空腔封盖39封闭。在所示实施例中所述空腔封盖是一个板，它通过螺栓通过两个法兰22和23之间的孔固定旋紧。这个孔可以在部分圆周上或者在整个圆周上延伸。如果只沿着圆周一部分打开，则得到在填充和封闭时的优点，如果打开整个圆周，则得到在排空空腔时的特殊优点。
在此颗粒的概念表示颗粒的集合，它们与总量的比例是小的并且具有基本相同的颗粒尺寸。颗粒质量在超过激活能量以后可以视为流体，即流动。在此基本保持颗粒，或者说不改变其形状。因此颗粒可以通过未封闭的开孔倒入到空腔内部，接着通过空腔封盖封闭空腔。
所述空腔可以完全或只部分地填充颗粒。如果部分空腔没有颗粒，这能够实现各个颗粒的一定流动。如果不期望这一点，则使空腔完全充满。所述空腔可以通过筋分开。其优点是，在部分地填充分成多个部分的空腔时保证颗粒在圆周上的均匀分布。
为了强化缓冲效果可以将橡胶粒或橡胶粉末混合成颗粒，或者使颗粒与液体、最好是缓冲液体一起冲入到空腔里面。为了防止空腔壁体的磨损可以使外壳壁在空腔内侧硬化或橡胶化。外壳壁在空腔内部的橡胶化也导致改进缓冲效果。
填充颗粒的空腔在压缩机的出口外壳21与过滤***之间部位中的布置提高爆裂保护(安全性)。如果压缩机轮10与涡轮机轴脱离或者甚至爆裂成碎块，则径向在通流通道以外设置在压缩机轮抽吸区里面的、填充颗粒的空腔使压缩机轮或其碎块不在径向冲击外壳。颗粒质量的大惯性吸收由于各个颗粒的内部摩擦产生的大部分爆裂能量。因此能够实现简单、但是有效的爆裂保护，它甚至可以在现有的涡轮增压器中再配备，通过使现有的空腔填充颗粒并接着封盖。
图2示出按照图1的实施例，但是具有独立的外壳附件25，它插到出口外壳21与附加壁24之间。填充颗粒的空腔31位于23与邻接通流通道的外壳部件之间的外壳附件内部。空腔封盖39仍然由螺栓固定的板构成，它遮盖一个进入外壳附件里面的孔。在所示实施例中使压缩机的一个现有空腔填充颗粒，该空腔通过附加的环形盖板38封闭。通过这种空腔遮盖可以使外壳拱顶改造成封闭的环形空腔。
图3示出一个实施例，其中填充颗粒的空腔32在过滤***40的外壳上构成。过滤***同样包括两个环绕的法兰42和43，在其间延伸环绕的空腔，它通过板状的空腔封盖39封闭。
图4示出一个实施例，其中填充颗粒的空腔33在接合的压缩机外壳21与过滤***40的外壳之间延伸。在此空腔通过径向内部和外部设置的法兰22和42或23和43限制。通过一个独立的、未示出的孔、例如在法兰42到过滤***40的连接凸缘中实现空腔填充，通过一个空腔封盖可以封闭孔。
图5示出一个实施例，其中填充颗粒的空腔34径向包围整个压缩机外壳。空腔在径向内部通过出口外壳21限制。一个空腔外壳37在径向外部包围空腔。在空腔的轴向端面上设置用于使颗粒填充到空腔内部里面的孔并且通过一个板状空腔封盖封闭。也可以选择使孔设置在空腔外壳37的外壳面上、即径向向外。如图所示，空腔外壳37可以圆柱形地以矩形横截面构成，或者也可以具有部分圆形或部分椭圆形的横截面。
在按照图5的压缩机外壳的径向外部区域中的填充颗粒的空腔的结构改善了热绝缘和声绝缘，因此能够取消传统的热绝缘和声绝缘。
图6示出按照图3的实施例，其中填充颗粒的空腔32在过滤***40的外壳上构成，但是在过滤***的对置端部上具有一个附加的填充颗粒的空腔35。这个附加的空腔可以由环绕的可能通过径向筋分开的环空腔构成，或者包括多个独立的环段形箱体。在这个实施例中填充颗粒的空腔35、即颗粒减震器位于具有大的振动振幅的区域。因此可以加强缓冲。这个附加的颗粒减震器可以作为模块有选择地、即单独或附加地固定在过滤***上，如果例如组合的颗粒减震器不足够的话。
附图标记清单
10          压缩机轮
21          压缩机外壳的出口外壳
22          压缩机外壳的外部固定法兰
23          压缩机外壳的内部固定法兰
24          压缩机外壳的附加壁
25          压缩机外壳的外壳附件
31至35      填充颗粒的空腔
37          空腔外壳
38          空腔盖板
39          空腔封盖
40          过滤***
42          过滤***外壳的外部固定法兰
43          过滤***外壳的内部固定法兰

Claims (12)

1.一个废气涡轮增压器，包括一个具有至少一个空腔(31，32，33，34，35)的外壳，其特征在于，该废气涡轮增压器的至少一个空腔作为颗粒减震器至少部分地填充颗粒，其中该空腔环形地构成。
2.如权利要求1所述的废气涡轮增压器，其特征在于，所述空腔(31，32，33，34，35)通过一个空腔封盖(39)限制，并且该封盖(39)为了将颗粒倒入到空腔里面可以打开并接着再封闭。
3.如权利要求1或2所述的废气涡轮增压器，其特征在于，所述废气涡轮增压器包括一个具有抽吸区的压缩机，并且使空腔(31，32，33，34，35)径向设置在压缩机抽吸区以外。
4.如权利要求1至3中任一项所述的废气涡轮增压器，其特征在于，所述废气涡轮增压器包括一个压缩机和一个与压缩机相邻设置的过滤***(40)，并且通过过滤***(40)限制空腔(32，33，35)。
5.如权利要求4所述的废气涡轮增压器，其特征在于，所述空腔(33)设置在压缩机与过滤***之间，并且通过过滤***(40，42，43)的外壳和压缩机外壳(22，23)限制。
6.如权利要求1或2所述的废气涡轮增压器，其特征在于，所述废气涡轮增压器包括一个具有抽吸区的压缩机，并且使空腔(34)径向设置在压缩机以外。
7.如权利要求6所述的废气涡轮增压器，其特征在于，通过一个空腔外壳(37)限制空腔(34)，该空腔外壳径向设置在压缩机外壳(21)以外。
8.如权利要求1或2所述的废气涡轮增压器，其特征在于，通过一个空腔外壳(37)限制空腔(35)，该空腔外壳固定在废气涡轮增压器的过滤***(40)上。
9.如权利要求1至8中任一项所述的废气涡轮增压器，其特征在于，使橡胶粒颗粒和/或橡胶粉末与所述颗粒混合，和/或以颗粒和液体填充空腔。
10.如权利要求1至9中任一项所述的废气涡轮增压器，其特征在于，外壳壁在空腔内侧被硬化或橡胶化。
11.如权利要求1至10中任一项所述的废气涡轮增压器，其特征在于，所述颗粒基本上球形或圆形地构成。
12.如权利要求1至11中任一项所述的废气涡轮增压器，其特征在于，所述空腔由多个相互分开的环段部分构成。
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