壓縮機入口管道的噪聲衰減裝置的制造方法
【專利說明】壓縮機入口管道的噪聲衰減裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年10月31日提交的且標題為“用于壓縮機入口管道的噪聲衰減裝置(Noise Attenuat1n Device For Compressor Inlet Duct)” 的美國臨時申請第61/897，964號的優(yōu)先權(quán)及所有權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種具有改良壓縮機的渦輪增壓器，并且更具體地涉及一種包括噪聲衰減裝置的壓縮機入口管道。
【背景技術(shù)】
[0004]在發(fā)動機上設置渦輪增壓器以便將空氣以與在正常吸氣構(gòu)造中的可能情況相比更大的密度傳送到發(fā)動機進氣中。這允許燃燒更多的燃料，進而增加了發(fā)動機的馬力而沒有明顯地增加發(fā)動機的重量。
[0005]一般而言，渦輪增壓器使用來自發(fā)動機排氣歧管的排氣流，該排氣流在渦輪機入口處進入渦輪機殼體，由此驅(qū)動位于該渦輪機殼體內(nèi)的渦輪機葉輪。渦輪機葉輪固定至軸的一個端部上，其中，軸驅(qū)動安裝在軸的另一個端部上的壓縮機葉輪。正因如此，渦輪機葉輪提供旋轉(zhuǎn)動力以驅(qū)動壓縮機葉輪并且由此驅(qū)動渦輪增壓器的壓縮機。該壓縮空氣隨后提供給如上所述的發(fā)動機進氣。
[0006]渦輪增壓器的壓縮機級包括壓縮機葉輪及其相關(guān)的壓縮機殼體。過濾后的空氣軸向地吸入壓縮機空氣入口中，壓縮機空氣入口限定軸向延伸至壓縮機葉輪的通道。壓縮機葉輪的旋轉(zhuǎn)迫使加壓空氣從壓縮機葉輪徑向向外地流入壓縮機蝸殼中，以便進行后續(xù)的加壓以及流向發(fā)動機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一些方面，進氣管配置成將渦輪增壓器壓縮機空氣入口連接至發(fā)動機的進氣系統(tǒng)。進氣管包括外表面、內(nèi)表面、配置成連接至進氣系統(tǒng)的第一端部以及與第一端部相對的第二端部。第二端部包括與在外表面與內(nèi)表面之間延伸的表面相對應的環(huán)形終端端面以及從內(nèi)表面徑向向內(nèi)突出且鄰近終端端面布置的錐形部分。錐形部分包括與端面軸向間隔開的最小直徑部分、位于最小直徑部分與第一端部之間的最大直徑部分以及形成在最小直徑部分的與終端端面平行的工作面中的環(huán)形凹槽，凹槽圍繞內(nèi)表面的周圍延伸。
[0008]進氣管可以包括一種或多種以下特征:最大直徑部分具有小于內(nèi)表面的直徑，由此第一肩部限定在錐形部分的一個端部處。最大直徑部分具有小于內(nèi)表面的直徑，由此第一肩部限定在錐形部分的一個端部處，第一肩部面向管第一端部，并且，最小直徑部分具有小于最大直徑部分的直徑，由此對應于工作面的第二肩部限定在錐形部分的另一個端部處，第二肩部面向管第二端部并且具有大于第一肩部的徑向尺寸。環(huán)形凹槽的形狀和尺寸形成來以按壓配合的關(guān)系容納空氣入口的一個端部。錐形部分內(nèi)表面相對于管的縱軸線限定出一角度，并且該角度在5度至75度的范圍內(nèi)。錐形部分內(nèi)表面相對于管的縱軸線限定出一角度，并且該角度為15度。使得錐形部分的最小直徑對應于渦輪增壓器壓縮機空氣入口的最小直徑。在一些實施例中，錐形部分內(nèi)表面具有線性輪廓。在其他實施例中，錐形部分內(nèi)表面具有非線性輪廓。
[0009]在一些方面，噪聲衰減裝置配置成插入在渦輪增壓器壓縮機的進氣管與空氣入口之間。噪聲衰減裝置包括具有錐形內(nèi)表面和錐形外表面的中空圓柱主體。錐形內(nèi)表面包括與錐形內(nèi)表面的最小直徑部分相對應的一個端部以及與該一個端部相對的且與錐形內(nèi)表面的最大直徑部分相對應的另一個端部。外表面包括向外突出且周向延伸的第一凸緣。噪聲衰減裝置配置成以如下方式軸向地布置在空氣入口內(nèi):最小直徑部分相對于最大直徑部分位于關(guān)于通過空氣入口的空氣流方向的下游，并且第一凸緣在與空氣入口的入口端相間隔開的位置處與形成在空氣入口的內(nèi)表面上的對應凹槽相接合，由此使得主體固定在空氣入口內(nèi)。
[0010]噪聲衰減裝置可以包括以下特征中的一個或多個:插入件的外表面還包括布置在與最大直徑部分相對應的一個端部處的第二凸緣，第二凸緣徑向向外突出以限定出與第一端部間隔開的肩部并且具有與空氣入口的終端端部的厚度相對應的徑向尺寸，從而使得當插入件布置在空氣入口中時，肩部抵靠空氣入口的終端端部并且第一凸緣位于凹槽內(nèi)。噪聲衰減裝置由彈性材料形成。噪聲衰減裝置由橡膠形成。外表面還包括設置在噪聲衰減裝置的與最大直徑部分相對應的一個端部處的向外突出且周向延伸的第二凸緣。第二凸緣具有與空氣入口的壁的徑向尺寸相對應的徑向深度。錐形內(nèi)表面相對于主體的縱軸線限定出一角度，并且該角度在5度至75度的范圍內(nèi)。錐形內(nèi)表面相對于主體的縱軸線限定出一角度，并且該角度為15度。在一些實施例中，錐形內(nèi)表面具有線性輪廓。在其他實施例中，錐形內(nèi)表面具有非線性輪廓。最小直徑部分具有小于噪聲衰減裝置外直徑的直徑，由此肩部限定在與用作噪聲反射表面的最小直徑部分相對應的一個端部處。肩部配置成使得當噪聲衰減裝置插入在渦輪增壓器壓縮機的進氣管與空氣入口之間時，肩部限定出面對形成在空氣入口中的排氣通道的工作面。
[0011]在一些方面，壓縮機包括限定圓柱形空氣入口的壓縮機殼體、布置在與空氣入口相鄰的殼體內(nèi)的壓縮機葉輪、以及連接至空氣入口的進氣管。進氣管包括第一端部、與第一端部相對且連接至空氣入口的第二端部、在第一端部與第二端部之間延伸的縱軸線、以及從與第二端部相鄰的進氣管的內(nèi)表面向內(nèi)突出且圍繞其周向延伸的噪聲衰減裝置。噪聲衰減裝置沿著進氣管的軸向方向呈錐形，從而使得噪聲衰減裝置的最小直徑部分布置在第二端部處。
[0012]壓縮機包括以下特征中的一個或多個:噪聲衰減裝置包括容納空氣入口的終端端部的周向凹槽。凹槽面向壓縮機葉輪打開，并且其形狀和尺寸形成來以按壓配合的關(guān)系容納空氣入口的一個端部。噪聲衰減裝置的最大直徑部分位于最小直徑部分與第一端部之間。噪聲衰減裝置與進氣管一體成型。噪聲衰減裝置形成為配置成與空氣入口相分離且容納于空氣入口內(nèi)的插入件。插入件包括外表面，外表面包括向外突出且周向延伸的第一凸緣，第一凸緣配置成容納在形成在空氣入口的內(nèi)表面上的對應凹槽中，從而使得當?shù)谝煌咕壟c凹槽接合時，插入件固定在空氣入口內(nèi)。插入件的外表面還包括布置在一個端部處的第二凸緣，凸緣徑向向外突出以限定出與該一個端部間隔開的肩部并且具有與空氣入口的終端端部的厚度相對應的徑向尺寸，從而使得當插入件布置在空氣入口中時，肩部抵靠空氣入口的終端端部并且第一凸緣位于凹槽內(nèi)。
[0013]在一些方面，廢氣渦輪增壓器包括限定排氣入口的渦輪機殼體以及布置在渦輪機殼體中的渦輪機葉輪、可旋轉(zhuǎn)地支撐在軸承殼體上且具有連接至渦輪機葉輪的第一端部的軸、以及以上所述的壓縮機，其中，壓縮機葉輪連接至軸的第二端部。
[0014]渦輪增壓器壓縮機的空氣入口有時包括再循環(huán)狹槽，再循環(huán)狹槽是圍繞壓縮機葉輪的且用來擴寬壓力與質(zhì)量流量圖的周向凹槽，壓力與質(zhì)量流量圖描繪了壓縮機行為的特點，由此渦輪壓縮機在更寬范圍的運行條件下變得高效。然而，由于再循環(huán)狹槽的存在，可以產(chǎn)生在發(fā)動機進氣系統(tǒng)的方向上在上游流動的噪聲，進而在進氣系統(tǒng)中形成不希望出現(xiàn)的噪聲。
[0015]在渦輪增壓器中使用的噪聲衰減裝置與壓縮機殼體的空氣入口分開地形成。例如，噪聲衰減裝置可以