CN105008693A - 用于工程机械的消音器尾管的减振设备 - Google Patents

用于工程机械的消音器尾管的减振设备 Download PDF

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CN105008693A CN201380073959.1A CN201380073959A CN105008693A CN 105008693 A CN105008693 A CN 105008693A CN 201380073959 A CN201380073959 A CN 201380073959A CN 105008693 A CN105008693 A CN 105008693A
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姜贤硕
咸政勋
金成桓
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Volvo Construction Equipment AB
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Abstract

本发明涉及一种用于工程机械的消音器尾管的减振设备，包括：发动机罩，设置在发动机室的一侧用于保护包括发动机和消音器的外围零件，并在其顶表面的一侧具有通孔；消音器，设置在发动机罩的下部，处于消音器连接到发动机一侧的状态；尾管，一端连接到消音器，另一端通过贯穿发动机罩的通孔而突出到外部；多个弹性支撑件件，用于固定尾管使得尾管被发动机罩弹性地支撑。由于连接到消音器的尾管通过弹性支撑件件从发动机罩弹性地支撑，所以当尾管由于通过发动机而导致的消音器的振动与消音器一起振动时，本发明可通过弹性支撑件最大化减小传递到尾管的振动。因此，本发明可解决当尾管根据消音器的振动而与消音器一起振动时，通过消音器和尾管之间的连接部分的应力集中而导致消音器和尾管之间的连接部分容易变形或损坏的问题。

Description

用于工程机械的消音器尾管的减振设备
技术领域
本发明涉及一种用于工程机械的消音器尾管的减振设备。更具体地讲，本发明涉及这样一种用于工程机械的消音器尾管的减振设备，其可防止由于消音器的振动导致的尾管的变形和损坏。
背景技术
通常，工程机械设置有连接到内燃发动机的排气歧管和消音器的排气管。此外，排气管是将排气歧管产生的废气排放到外部的钢管，并用于到将排气歧管和消音器互连起来。
消音器是用于使从内燃发动机排出的废气的温度和压力下降并使排气噪声减小的设备。尾管安装在消音器的一侧，使得所产生的废气通过尾管排放到大气。
同时，工程机械是由坚固的结构组成的机械设备，它用在艰苦的工作环境中。因此，需要能够产生高功率的发动机来驱动由坚固结构组成的工程机械，并且所述产生高功率的发动机会产生高水平的发动机振动，这对工程机械的组件有多方面的影响。
在受发动机振动影响的组件中，消音器通过排气管连接到发动机，而且如图1所示，尾管11形成在消音器10的一侧以将所产生的废气排放到大气。另外，发动机罩以盖子的形式安装在发动机和(包括消音器10的)外围组件的上侧以保护发动机和外围组件以免引入(诸如雨水或灰尘的)杂质和外部冲击。
发动机罩20具有形成在其顶表面上的通孔21，使得尾管11从消音器10的一侧通过通孔21向上突出到发动机罩20的外部。
传统地，形成在消音器10上的尾管21形成为长直管的形状，使得当振动朝向尾管11的顶端传递时，由于工程机械的工作负荷而引起的发动机的振动和尾管11的摇动或颤动发生的更剧烈。结果，如图2中根据尾管的振动表示的时间波形(a)和由时间波形(a)转换的频率波形(b)所指示的，当大的振动连续集中在消声器10和尾管11之间的连接部分时，在消音器10和尾管11之间的连接部分产生针对力矩的反向力矩，从而导致连接部分容易变形或在连接部分出现应力集中而损坏的问题。
发明内容
技术问题
因此，提出本发明已经对现有技术中存在的上述问题进行了解决，本发明的目的在于提供一种用于工程机械的消音器尾管的减振设备，其中，连接到工程机械的消音器的尾管被构造为通过发动机罩弹性地支撑以将由发动机和工作负荷所造成的传递到尾管的振动最小化，从而防止消音器与尾管之间的连接部分容易变形或损坏。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种用于工程机械的消音器尾管的减振设备，包括：
发动机罩，安装在发动机室的一侧以保护包括发动机和消音器的外围组件并具有形成在其顶表面的一侧的通孔；
消音器，以连接到发动机的一侧的方式安装在发动机罩的下面部，尾管，其一端连接到消音器而其另一端通过发动机罩的通孔突出到发动机罩的外部；
尾管，其一端连接到消音器而其另一端通过发动机罩的通孔突出到发动机罩的外部；
多个弹性支撑件，被构造为固定尾管使得尾管被发动机罩弹性地支撑；
优选地，弹性支撑件可包括：
固定构件，安装在尾管的外部圆周上；
多个连接孔，形成在发动机罩的通孔的外围部分；
多个弹性构件，被构造为将固定构件和连接孔彼此连接起来并围绕尾管径向布置。
优选地，弹性支撑件可包括：
固定构件，安装在尾管的外部圆周上；
多个固定装置，形成在发动机罩的通孔的外围部分；
多个弹性构件，被构造为将固定构件和固定装置彼此连接起来并围绕尾管径向布置。
更优选地，固定构件可通过剪切其一部分以形成两个端部而形成，使得被剪切的部分的两个端部通过紧固构件而彼此紧固，并且可包括形成在其外部圆周上的多个保持部。各个弹性构件可包括以这样的方式形成在其两端的一对相对的钩：一个钩被固定到相关联的一个保持部，而另一个钩被固定到相关联的一个发动机罩的连接孔。
更优选地，固定构件可通过剪切其一部分以形成两个端部而形成，使得被剪切的部分的两个端部通过紧固构件而彼此紧固，并且可包括形成在其外部圆周的多个保持部。各个弹性构件可包括以这样的方式形成在其两端的一对相对的钩：一个钩被固定到相关联的一个保持部，而另一个钩被固定到相关联的一个发动机罩的固定装置。
更优选地，形成在每个弹性构件的两端的钩可直接适当地结合到相关联的一个保持部和相关联的一个连接孔，或者可通过紧固构件间接地结合到相关联的一个保持部和相关联的一个连接孔。
更优选地，形成在每个弹性构件两端的钩可以直接适当地结合到相关联的一个保持部和相关联的一个固定装置，或者可以通过紧固构件间接地结合到相关联的一个保持部和相关联的一个固定装置。
更优选地，弹性构件可包括承受拉伸和压缩的弹簧。
有益效果
如上所构造的根据本发明实施例的用于工程机械的消声器尾管的减振设备具有以下优点：
根据本发明的用于工程机械的消音器尾管的减振设备，连接到消音器的尾管被发动机罩通过弹性支撑件弹性地支撑，使得当尾管由于由发动机和工作负荷引起的消音器的振动而也振动时，传递到尾管的振动可通过弹性支撑件而减小。
因此，由于相对大的尾管的振动而出现在消音器和尾管之间的连接部分的应力集中问题和因此在消声器和尾管之间的连接部分容易变形或损坏的问题可以有效地得到解决，从而延长了消声器产品的寿命，增加了产品的可靠性，并最终提高了产品的品牌形象。
附图说明
图1是示出了根据现有技术的作为工程机械的基本元件的消音器和尾管的安装状态的透视图；
图2示出了根据现有技术的根据形成在用于工程机械的消音器上的尾管的振动的时间波形(a)和频率波形(b)；
图3是示出了根据本发明另一实施例的用于工程机械的消音器尾管的减振设备的透视图；
图4a是示出了根据本发明一个实施例的用于工程机械的减振设备的弹性支撑件的俯视图；
图4b是示出了图4a中所示出的弹性支撑件的另一个示例的俯视图；
图5a是示出了根据本发明另一个实施例的用于工程机械的消音器尾管的减振设备的弹性支撑件的透视图；
图5b是示出了图5a中所示出的弹性支撑件的另一个示例的透视图；
图6示出了根据尾管的振动的时间波形(a)和频率波形(b)，根据本发明的用于工程机械的减振设备安装在所述尾管上。
附图中主要元件的标号的说明
100、100a：弹性支撑件110：固定构件
111：保持部112、150：紧固构件
120：连接孔130：固定装置
140：弹性构件141：钩
200：消音器210：尾管
300：发动机罩310：通孔
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
在描述中限定的内容(诸如详细构造和元件)只不过是被提供用于辅助本领域普通技术人员全面理解本发明的具体细节，并且本发明不限于在下文中公开的实施例。
在附图中，为了对本发明有更清楚的理解，附图中示出的元件尺寸或形状可被放大为了清楚并且便于说明。另外，考虑到本发明的结构和功能，对下列术语的具体限定可根据用户或者操作者的意图或根据习惯而变化。因此，这种术语的限定应该基于说明书的整体内容而进行。
首先，根据本发明的用于工程机械的消音器尾管的减振设备主要包括保护发动机系统组件的发动机罩、连接到发动机从而被发动机罩保护的消音器、安装在消音器上的尾管以及固定尾管使得尾管被发动机罩弹性地支撑的弹性支撑件。在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的设备的各个构成元件。
发动机罩300被安装在发动机室的一侧以保护发动机系统组件并以可打开或可关闭的盖的形状形成，使得当发动机和换热器或冷却系统组件和排气系统组件需要检查和维修时，发动机罩300可被打开以进行必要的工作。
通孔310形成在发动机罩300的顶表面的一侧。优选地，通孔310形成为细长孔的形状。通孔310是为了当尾管210从安装在发动机罩300内部的消音器200向外突出地形成时，便于尾管210的安装。细长通孔310形成为防止当尾管210与发动机和工程机械的振动一起振动时尾管210和通孔310的内周之间的干涉。
形成在发动机罩300上的通孔310不必被构造为限于细长的孔。通孔310的形状可以根据通过通孔310突出到发动机罩300外部的尾管210的长度、形状和安装状况而以各种方式进行变型。构造通孔310不必考虑尾管210振动的宽度和方向。
虽然在附图中没有示出消音器200是用于使从发动机排出的废气的温度和压力下降同时使排气噪音减小的部件，但是消音器200通过排气管连接到发动机的一侧并被定位在发动机罩300的下部以被发动机罩300保护。
尾管210是连接到消音器200以将从消音器200排出的废气排向大气的部件。尾管210形成为从消音器200朝着一侧突出的形状。根据应用尾管的工程机械的种类和尾管210的安装状况，尾管210可以沿着竖直方向或水平方向或相对消音器200倾斜的方向安装。
连接到消音器200的尾管210的上端以这样的方式从消音器200突出：在穿过形成在发动机罩300上的通孔310之后被定位在发动机罩300的外部。为了排气操作的效率，尾管210被构造为具有固定长度的圆柱形直管。
弹性支撑件100和100a用于固定尾管210，使得尾管210被发动机罩300弹性地支撑以减小从消音器200传递到尾管210的振动。
弹性地支撑尾管210的方法不必限于将连接到尾管210的弹性支撑件100和100a固定到发动机罩300，连接到尾管210的弹性支撑件100和100a可固定到靠近尾管210的工程机械的车辆主体或固定组件上。
如图4a和图4b所示，根据本发明的一个实施例的弹性支撑件100包括：环绕地安装在尾管210的外周上的固定构件110；形成在发动机罩300的通孔310的外围部分的多个连接孔120；以及将固定构件110和连接孔120彼此连接的多个弹性构件140。
连接孔120贯穿地形成在通孔310外围部分的顶表面和底面。连接孔120优选地形成在围绕尾管210的通孔310的外围部分的四个定向点处。
如图3、图5a和图5b所示，根据本发明的另一个实施例的弹性支撑件100a包括：环绕地安装在尾管210的外周上的固定构件110；形成在发动机罩300的通孔310的外围部分的多个固定装置130；以及将固定构件110和固定装置130彼此连接的多个弹性构件140。
固定装置130可以可选地形成在通孔310外围部分的顶表面上或底面上，或者形成在通孔310的内周表面上。另外，固定装置130优选地形成在尾管210周围的通孔310的外围部分的四个定向点处。
根据本发明的一个实施例的弹性支撑件100的固定构件110和根据本发明的另一实施例的弹性支撑件100a的固定构件110优选地由金属材料形成，固定构件110能够耐受高温并形成为具有固定宽度的环状。固定构件110被构造为围绕尾管210的外周。
更具体地，固定构件110是通过剪切固定构件110的一部分以形成两个端部而形成的，使得被剪切的部分的两个端部通过(诸如螺栓和螺母的)紧固构件112而彼此紧固。因此，当固定构件110被安装在尾管210的外周上时，固定构件110的被剪切的部分被扩宽，使得固定构件110可以容易地利用固定构件110的扩宽的部分安装在尾管210的外周周围，并且环绕地安装在尾管210的外周周围的固定构件的被剪切的部分也能够通过紧固构件112可靠地固定。
固定构件110包括形成在其外周表面上的多个保持部111。各个保持部111形成诸如孔状或钩状的形状，其中，弹性构件140的一端可保持地固定到保持部。
根据本发明的一个实施例，弹性支撑件100的每个弹性构件140包括形成在其两端的一对相对的钩141，钩141以这样的方式形成：一个钩被直接适当地固定到固定构件110的每个保持部中的每个，而所述钩中的另一个被直接适当地固定到形成在发动机罩300的通孔310的外围部分的每个连接孔120。
或者，形成在每个弹性构件140两端的钩141不直接适当地固定到固定构件110的每个保持部111和形成在通孔310的外围部分的每个连接孔120，而是在(诸如螺钉和垫圈或螺栓和螺母的)紧固构件150先安装在固定构件110的每个保持部111和形成在通孔310的外围部分的每个连接孔120之后，钩141可被固定到紧固构件150。
根据本发明的另一个实施例，弹性支撑件100的每个弹性构件140包括形成在其两端的一对相对的钩141，钩141以这样的方式形成：一个钩被直接适当地固定到固定构件110的每个保持部111，而所述钩中的另一个被直接适当地固定到形成在发动机罩300的通孔310的外围部分的每个固定装置130。
优选地，每个弹性构件140的钩141的另一个可以以围绕固定装置的外周的方式固定到每个固定装置130。更优选地，在每个固定装置130中形成紧固孔131，然后每个弹性构件140的钩141的另一个可以以穿过固定装置的紧固孔131的方式固定到每个固定装置130。
或者，形成在每个弹性构件140两端的钩141不直接适当地固定在固定构件110的每个保持部111和每个固定装置130，而是在(诸如螺钉和垫圈或螺栓和螺母的)紧固构件150先安装在固定构件110的每个保持部111和每个固定装置130之后，钩141可被固定到紧固构件150。
固定装置130可以这样的方式被直接地设计和构造：在发动机罩300的生产过程中被一体地形成在通孔310的外围部分。虽然图中没有示出，但是在发动机罩300已经预先生产的情况下，可通过在通孔300外围部分形成孔，将螺栓紧固到每个孔，将固定装置130穿过螺栓的远端，并将螺母紧固到螺栓而将固定装置130固定。
根据本发明的一个实施例，弹性支撑件100的固定构件110和连接孔120优选地被布置在同一水平方向上，使得将固定构件110和连接孔120互连的弹性构件140被保持在水平状态。
固定构件110和连接孔120中的任何一个可被定位高于或低于固定构件110和连接孔120中的另一个，使得弹性构件140保持在倾斜状态。
根据本发明的另一个实施例，弹性支撑件100a的固定构件110和固定装置130也优选地被布置在同一水平方向上，使得将固定构件110和固定装置130互连的弹性构件140保持在水平状态。固定构件110和固定装置130中的任何一个可被定位为高于或低于固定构件110和固定装置130中的另一个，使得弹性构件140被保持在倾斜状态。
根据本发明的一个实施例的弹性支撑件100的固定构件110的保持部111和连接孔120的数量和根据本发明的一个实施例的弹性支撑件100的固定构件110的保持部111和固定装置130的数量可分别被构造为四个(如附图所示)，因此，将固定构件110和连接孔120互连的弹性构件140的数量和将固定构件110和固定装置130互连的弹性构件140的数量可被构造为四个，从而尾管210通过四个弹性构件140沿四个方向被发动机罩300弹性地支撑。
固定构件110的保持部111和连接孔120的数量或者固定构件110的保持部111和固定装置130的数量可被构造为多于或少于四个，因而弹性构件140的数量可被构造成多余两个、三个或四个，从而尾管210通过不同数量的弹性构件140沿着彼此相对的两个方向或者沿着三个或四个径向方向被发动机罩300弹性地支撑。
尾管210的安装状态可根据工程机械的种类发生变化，而弹性支撑件的100和100a的安装方向可根据尾管210的安装状态而变化。
在尾管210以直立这种方式被安装的情况下，弹性支持件100和100a被水平安装，使得尾管210的水平振动减小。在尾管210以侧向横放这种方式被安装的情况下，弹性支持件100和100a被竖直安装，使得尾管210的竖直振动减小。
根据本发明的一个实施例的弹性支撑件100的弹性构件140和根据本发明的另一个实施例的弹性支撑件100a的弹性构件140被优选地实施为承受拉伸和压缩的弹簧。连接到发动机的消音器200的振动根据工程机械的种类而不同，因此明显的是，应根据发动机的振动特性和工作负荷而考虑尾管210振动的宽度和幅度来确定弹簧的弹性模量。
下文将描述使用根据本发明的安装在消音器尾管的减振设备来减小尾管的振动的过程。
当通过排气管连接到发动机的消音器200随着发动机的驱动而一起振动时，安装在消音器200的尾管210与消音器200一起振动。在这种情况下，随着振动向尾管的顶端传递，尾管210的振动宽度增加，在消音器200与尾管210之间的连接部分出现应力集中。
本发明使得安装在尾管210的外周上的固定构件110与发动机罩300的通孔310的外围部分能够通过弹性支撑件100和100a沿四个径向方向被弹性地支撑，使得从尾管210产生的振动可由弹性支撑件100和100a的拉伸和压缩操作而充分地减小。
图6示出了根据安装在工程机械的消音器的尾管的远端产生的振动的时间波形(a)和频率波形(b)。根据本发明，作为用于工程机械的减振设备安装于其上的尾管的振幅的图示的比较的结果，可以看出，如图所6(a)中示，根据振动的时间波形减小，而如图6(b)所示，从时间波形变换的频域波形的振动的频率分量没有变化，而振幅减小。
因此，通过本发明的减振设备可避免由于尾管210的振动而在消音器200和尾管210之间的连接部分出现的应力集中现象。
虽然已经结合在附图中示出的具体实施例描述了本发明，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可对这些实施例作出各种等同的修改和变型。因此，本发明的真正的技术范围不应由上述实施例限定，而应由所附权利要求及其等同物来限定。
产业上的可利用性
根据如上所构造的本发明的用于工程机械的消音器尾管的减振设备，连接到消音器的尾管被发动机通过弹性支撑装置弹性地支撑，使得当尾管由于工程机械的工作负荷而导致的发动机和消音器的振动而振动时，弹性支撑装置可以使传递到尾管的振动减小。因此，可以有效地解决这样的问题：在消音器与尾管之间连接部分出现应力集中而由此导致的消音器和尾管之间的连接部分容易变形或损坏。

Claims (9)

1.一种用于工程机械的消音器尾管的减振设备，包括：
发动机罩，安装在发动机室的一侧以保护包括发动机和消音器的外围组件并具有形成在其顶表面的一侧的通孔；
消音器，以连接到所述发动机一侧的方式安装在所述发动机罩的下部，尾管，一端连接到所述消音器而另一端通过所述发动机罩的所述通孔突出到所述发动机罩的外部；
多个弹性支撑件，被构造为固定所述尾管使得所述尾管被所述发动机罩弹性地支撑。
2.根据权利要求1所述的消音器尾管的减振设备，其中，所述弹性支撑件包括：
固定构件，安装在所述尾管的外周上；
多个连接孔，形成在所述发动机罩的所述通孔的外围部分；
多个弹性构件，被构造为将所述固定构件和所述连接孔彼此连接并围绕所述尾管径向布置。
3.根据权利要求1所述的消音器尾管的减振设备，其中，所述弹性支撑件部分包括：
固定构件，安装在所述尾管的外周上；
多个固定装置，形成在所述发动机罩的所述通孔的外围部分；
多个弹性构件，被构造为将所述固定构件和所述固定装置彼此连接并围绕所述尾管径向布置。
4.根据权利要求2所述的消音器尾管的减振设备，其中，所述固定构件通过剪切所述固定构件的一部分以形成两个端部而形成，使得所述被剪切的部分的两个端部通过紧固构件而彼此紧固，并且所述固定构件包括形成在其外周上的多个保持部，
其中，每个所述弹性构件包括形成在其两端的一对相对的钩，其中一个钩被固定到所述相关联的一个保持部，另一个钩被固定到所述发动机罩的相关联的一个连接孔。
5.根据权利要求3所述的消音器尾管的减振设备，其中，所述固定构件通过剪切所述固定构件的一部分以形成两个端部而形成，使得被剪切的部分的两个端部通过紧固构件而彼此紧固，并且所述固定构件包括形成在其外周的多个保持部；
其中，每个所述弹性构件包括形成在其两端的一对相对的钩，其中一个钩被固定到相关联的一个保持部，而另一个钩被固定到所述发动机罩的相关联的一个固定装置。
6.根据权利要求4所述的消音器尾管的减振设备，其中，形成在每个弹性构件的两端的钩直接适当地结合到相关联的一个保持部和相关联的一个连接孔，或者通过紧固构件间接结合到相关联的一个保持部并结合到相关联的一个连接孔。
7.根据权利要求5所述的消音器尾管的减振设备，其中，形成在每个弹性构件的两端的钩直接结合到相关联的一个保持部和相关联的一个固定装置，或者通过紧固构件间接结合到相关联的一个保持部并结合到相关联的一个固定装置。
8.根据权利要求2所述的消音器尾管的减振设备，其中，所述弹性构件包括承受拉伸和压缩的弹簧。
9.根据权利要求3所述的消音器尾管的减振设备，其中，所述弹性构件包括承受拉伸和压缩的弹簧。
CN201380073959.1A 2013-02-27 2013-02-27 用于工程机械的消音器尾管的减振设备 Pending CN105008693A (zh)

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