TW576899B - Fastening device for a filter sound absorber at a compressor inlet of a turbocharger - Google Patents

Description

576899 A7 _ B7 五、發明說明（1 ) 發明之領域 根據申請專利範圍第1項之前導段，本發明係關於一種固 • · 定裝置，供可釋放式固定一濾音吸收器至一屬於一供内燃 機之渦輪充電機之壓縮機之套殼部份。 先前技藝 在滿輪充電機之壓縮機入口，有高噪音發出。因此通常 將一減低此等噪晋發出之濾音吸收器設置在壓縮機入口。 由於遽音吸收器剛性連接至壓縮機之一套殼部份，並且此 不自滿輪充電機振動解除耦合，渦輪充電機之振動被傳至 濾音吸收器。渦輪充電機通常復直接或經由一固定腳固定 至一内燃機之托座。在固定腳與濾音吸收器間之軸向距離 ，通常爲很可觀。在渦輪充電機被引擎振動所激勵，及/或 設定在特徵頻率振動時，振幅在濾音吸收器因爲幾何結構 而爲最大。除別項外，由於自此所產生之高材料負載，此 爲不合乎希望。在具有對應規定之國家，在申請技術許可 時，此振動問題甚至可能導致拒絕。 發明之概述 因此，本發明之目的，爲提供一種在最初所述及類型之 固定裝置’其以簡單及具有成本效益之方式免除上述種種 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 缺點。 · 此目的係藉一種具有申請專利範圍第1項之特色之固定裝 置所達成。 根據本發明之固定裝置，在壓縮機入口，在濾音吸收器 與麼縮機之套殼部份之間，有一振動解除耦合器，供將一 遽晋吸收器連接至一壓縮機之套殼部份。藉助於振動解除 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 576899 五、發明説明（ 耦合器，遽音吸收器主要與壓縮機套殼部份因 輪充電機振動分開。Λ^ ^ ^ 在振動自漏輪充電機或自壓縮機傳至 時，避免滤音吸收器之高振幅，並且由於高振 動引起〈材料應力所造成之過早材料疲勞爲具有抵消作用。 所使用之振動解_合器，較佳爲—種耐熱，耐油，及 耐磨_性體元件。以此方式，振動解除轉合器最佳適合 使^狀况，因此保證振動解除耦合器具有長使用期限。 自二諸如例如自du pont公司之vit〇n@或自矽)所製造 疋爷’ M7C件，不極適合作爲振動解除耦合器。 、有利爲，在裝設狀態，在勒向方向及橫向㈣輪充電機 (軸向’振動解純合器具有低剛度。在軸向及橫向於抽 向之剛度可了以不同選擇爲滿輪充電機之六特徵頻率之函 數。低剛度保證在濾音吸收器與壓縮機之套殼部份間之足 夠振動解除輕合。 爲了 4计條件，所選擇之振動解除耦合器，將會儘可能 柔軟。然而，i少剛度予以選擇爲致使計及諸組件之重量 及其幾何結構’並計及在遽音吸收器與壓縮機之套殼部份 間〈連接〈幾何結構，遽音吸收器最後有一特徵頻率，至 少爲渦輪充電機之最低特徵頻率之約至5〇%，較佳爲 40%。在錢充電機例如由於引擎振動，而在特徵頻率範圍 被激勵時，濾音吸收器然後便在超臨界範圍振動。 ^果振動解除耦合器係在預應力下，其爲特別具有優點 k而可把防止在振動解除耦合器與一組件之間喪失接觸 ，及在振動解除耦合器發生擦傷及磨損。 對於没計成0-環形式之振動解除耦合器，其爲特別有利 -------L-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂* -5- 576899 A7 _____ B7 五、發明說明（3 ) ，由於在此實施例，連接所將吸收之力被分布至0_環之整 個周邊。 -----------ϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有利爲提供一固定元件，萬—成0_環形式之振動解除耦 合器故障，其抵消在濾音吸收器與壓縮機之套殼部份之間 連接之消除。 另外較佳實施例爲另外附屬申請專利範圍之要點。 附圖之簡要説明 以下藉在所附之完全示意圖丨至5所例示之較佳例證性實 施例，更詳細解釋本發明之主旨，其中： 圖1沿滿輪充電機軸線，以剖面示一滿輪充電機有一濾音 吸收器設置在壓縮機入口，並有一根據先前技藝之固定裝 置： 圖2以與圖1中之相同視圖，但作爲加大之詳圖，示一根 據本發明之固定裝置之第一實施例之一部份； 圖3以一相似於圖2者之圖示，示一根據本發明之固定裝 置第二實施例之一部份； 圖4示自圖3,有一固定元件之固定裝置；以及 圖〃5以一相似於圖2者之圖示，示一根據本發明之固定裝 置第二實施例之一部份。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在參考符號表中，編輯列示諸圖中所使用之參考符號， f此等符號之含義。基本上，在諸圖中，完全相同部㈣ 丁相同參考符號。所説明之實施例，爲本發明主旨之實例 ’並且不具有任何限制性效應。 實施本發明之方式 圖1 ’口其縱向軸線1 〇，以剖面示一渦輪充電機丨2及一固 本紙張尺度適規格⑽x 2。髮） 五、發明說明（4 ) 定在滿輪充電機12之壓縮機入口 14之濾音吸收器16之一部 份。渦輪充電機12有一代表性構造，亦即，包含一壓縮機 18及一滿輪20，其轉子22，24予以設置在共同軸％，彼此 相距一段距離。渦輪充電機12有一渦輪充電機套殼28，其 包含許多套殼邵份，諸如，例如一渦輪套殼2 9，一軸承套 设30’及一壓縮機套殼27，其本身可再次由許多套殼部份 所組成。軸26予以在軸承套殼3〇安裝在渦輪轉子24與壓縮 機轉子22之間。渦輪充電機12藉一固定腳31固定至引擎（未 例示）之托座3 4。爲減低澡晋發出，吸音器1 6予以在壓縮機 入口 14固定至壓縮機18之一套殼部份32。 遽音吸收器16及壓縮機18之套殼部份32，經由一固定裝 置36予以彼此牢固連接。在此實例，固定裝置％包含第一 固定孔口 38，其繞渦輪充電機軸線1〇設置在一圓形線，並 提供在壓縮機1 8之套殼部份3 2。第一固定孔口 3 8設有螺紋 。再者’固定裝置36包含第二固定孔口 42，其設置在減音 吸收器16之凸緣40,並能使與第一固定孔口38同軸重合。 固定裝置36同樣包括固定元件44，在此實例，其予以設計 如螺釘，並且其通過第二固定孔口 42螺接至第一固定孔口 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 38，並因此將濾音吸收器16牢固連接至壓縮機18之套殼部 份 32。 · 如自圖1明白，固定腳3 1與濾音吸收器1 6間之距離爲很可 觀。自引擎（未例示）經由托座34及固定腳3丨傳至滿輪充電機 12之振動，以及渦輪充電機12之特徵振動，經由剛性固定 裝置36傳至濾音吸收器16。由於在固定腳31與濾音吸收器 16間之可觀距離，振幅在濾音吸收器ι6爲最大。這引起所 576899 五 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 ___B7 發明説明（） 5 巳述及之種種缺點。 圖2至4各示一根據本發明之固定裝置36。此等固定裝置 36各包含第一固定孔口 38，設置在壓縮機18之套殼部份32 ’並具有螺紋及成螺釘之形式之固定元件44，其予以螺接 至第一固定孔口 38。固定孔口 38繞渦輪充電機軸線1〇設置 在一環較佳爲在垂直於渦輪充電機軸線1〇之平面。滿輪充 電機軸線（10)所位於之方向，在每一情形以一箭頭a標記。 環理想爲一圓形環，並且固定孔口 3 8予以在環均勻分布。 再者，根據本發明之固定裝置36，包含一振動解除耦合器 46，其予以設置在濾音吸收器16與壓縮機18之套殼部份32 之間。振動解除耦合器46係自一種彈性體製成，其在軸向 及橫向於渦輪充電機12之軸向具有低剛度。剛度予以選擇 致使濾音吸收器16之特徵頻率約爲至少渦輪充電機12之最 低特徵頻率之40%。除別項外，剛度依諸組件之幾何結構 ，及依其重量，以及也依固定裝置3 6之構形而定。 再者，圖2中所例示之固定裝置36,也包含第二固定孔 口 42，其予以在濾音吸收器16之一凸緣4〇與第一固定孔口 38重合設置。此種第二固定孔口 42之内徑爲大於第—固定 孔口 38者。振動解除耦合器46有二解除耦合元件〇，其由 一種彈性體所構成，並且其基本形狀爲一中空圓柱體“者 ，在其一端提供一徑向向外凸起之元件凸緣5〇。中空圓柱 體48之外徑約略等於第二固定孔口42之内徑。將解除耦= 元件47之中空圓柱體48自相對兩側插入第二固定孔口 42，2 便其元件凸緣50橫向凸起超過固定孔口 42之邊緣，並覆言 凸緣40之一部份。中空圓柱體48之長度較佳予以選擇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) «衣. -8 - 576899

五、發明說明（ 使在兀件凸緣50與第二固定孔口 42之邊緣鄰接時，其無凸 緣端面彼此碰觸。解除耦合元件47較佳爲完全相同設計， 因此使生產較爲簡單。然而，在第二固定孔口 42及7或凸緣 40之形狀如J：匕需要時，纟可予以不同設計，#別是關於元 件凸緣50之構形。諸中空圓柱體48在振動解除耦合器κ — 起形成一孔口 52,供容納固定元件44。因而可將一界定之 預應力加至振動解除耦合器46，孔口 52容納一間隔襯套Μ ，其基本形狀再次爲一中空圓柱體者，在其一端提供一禋 向向外凸起之襯套凸緣5 8。間隔襯套5 4之中空圓柱體$ 6予 以設置在孔口52,以便圍繞固定元件44。襯套凸緣^與位 於吸音器側之元件凸緣5 〇鄰接。 爲將濾音吸收器16固定至壓縮機18之套殼部份32，將第 一解除耦合元件47插入濾音吸收器16之凸緣4〇之第二固定 孔口 42。將間隔襯套54插入由解除耦合元件47所形成之孔 口 52二然後使第二固定孔口42及第一固定孔口叫皮此重合 ，並藉似螺釘固定元件44彼此螺接。間隔襯套54之中空圓 柱體58之長度爲短於孔口52之深度，亦即，在插人孔口 ^ 之間隔襯套54有其襯套凸緣與位於吸音器側之解除耦合元 件47之元件凸緣50鄰接時，在中空圓柱體“之無凸緣端 與第一固定孔口38之邊緣之間保持—間隙。藉螺釘料予以 上緊，便使間隔襯套54與第一固定孔口38之邊緣鄰接，並 將解除耦合元件47壓緊在一起。解除耦合元件”爲在_界 定之預應力下，並且因此，在濾音吸收器丨6與壓縮機丨8之 套殼部份32之間，藉固定裝置36作成之連接爲在負載下時 ，各組件始終保持與振動解除耦合器46接觸，並且後者受 -9- 本紙張尺度綱㈣財鮮(CNS)A4規格⑵〇 X 297公爱了

·_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂-----------

576899 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 五、發明說明（7 到保護，以防不相等之負載。 在十固定孔口 3 8，42繞渦輪充電機軸線丨〇均勻分布，及 遽晉吸收器16之重量約爲380 kg，以及所有振動解除纟禺合 器46在軸向及徑向之剛度一起約爲5〇〇〇 N/mm (牛頓/毫米） 至15000 N/mm之情形，便獲得振動解除耦合，其中濾音吸 收器16之特徵頻率約·爲渦輪充電機12之特徵頻率之4〇%。 圖3中所示之固定裝置36，除了以上所述之元件外，包含 一成0-環形式之振動解除耦合器46，一環形凹槽62設置在 濾晋吸收器16之一元件60 ’並徑向向外開啓，供支承振動 解除耦合器46，及也包含二固定環64，66。二固定環64， 66有孔68供容納固定元件44，該等孔能使在壓縮機丨8之套 殼邵份3 2與第一固定孔3 8同軸重合。該等固定環予以彼此 同軸設置’並且在軸向鄰近壓縮機18之套殼部份32 一前一 後。固定環64，66經由似螺釘固定元件44固定至壓縮機18 之套殼部份32。在其徑向内側，固定環64，66具有支承面 67，其支承0-環46成一角度分別約爲+3〇。至+50。及-30。 至-50。。支承面67再次同樣一起形成一種環形凹槽，其徑 向向内開啓’並平行於在元件60之環形凹槽62及距其一段 距離延伸。在固定環64，66之徑向内側之直徑，及在濾、音 吸收备16之元件60之環形凹槽62之直徑，予以選擇爲致使 成0-環之形式’設置在其間之振動解除耦合器46，在固定 狀態時，爲在預應力下。 利用再次有一重量約爲380 kg，並具有此種設計之濾音吸 收器16，便達成濾音吸收器16之特徵頻率約爲渦輪充電機 12之40%，連同徑向剛度爲7000 N/min至14000 N/mm，及徑 -10- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

576899 經濟部智慧財產局員工消費合作社印？衣 A7 ---~----_______ 五、發明說明（8 ) 向剛度爲15000至40000 N/mm。 圖4例示一另外實施例，其係以一種與圖3所示者相似之 方式所構成。然而，此實例也包括一供固定裝置％之固定 元件68。固定元件68予以設置爲軸向鄰近固定環％，靠近 濾音吸收器16，並藉助於固定裝置44，連同固定環Μ#，％ ，固定至套殼邵份32。此等固定元件向内及向外凸起徑向 超過固定環64，66，並且萬一 〇_環故障，貼合在帶有環形 凹槽62之濾音吸收器16之元件6〇後面，並因此防止濾音吸 收器16與壓縮機18之套殼部份32間之連接被消除。如同固 定環64，66，固定元件可具有一種環形設計，否則，如在 所示之實例，由一環之數分段片所組成。 在未例示，在原理上，具有與在圖3或在圖4中所例示者 相同構造之一另外實施例，靠近壓縮機丨8之套殼部份32之 固定環64，予以與套殼部份32形成單片。 在圖5中所略示之一另外實施例，示自圖3所巳知實施例 之一種另外變型。代替似螺釘固定元件44，固定裝置36包 含成張力元件72之形式之固定元件44。壓縮機18之套殼部 份32因此有一固定凸緣70代替第一固定孔口 38。固定環64 ，66也不具有任何固定孔口 38。固定環64，66不藉似螺釘 固定元件44，但藉分布·在周邊之張力夾72，固定至壓縮機 18之套殼部份32，保證在諸組件間之牢固連接。 在具有成〇-環形式，供組裝目的之振動解除耦合器46之 固定裝置36之此種設計，成〇_環形式之振動解除耦合器牝 ，及可例如藉張力夾，或藉輔助孔及導入其中之輔助螺釘 彼此連接之固定環64，66，首先予以預先安裝在濾音吸收 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝--------訂：---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 576899 A7 __B7 五、發明説明（） 9 為16。然後將濾音吸收器16固定至壓縮機18之套殼部份32 ，及因此經由固定環64，66，藉固定元件44固定至渦輪充 電機12。 利用再次有一重量約爲380 kg，並具有此種設計之濾音 吸收器16，便達成濾音吸收器16之特徵頻率約爲渦輪充電 機12之40%，連同軸向剛度爲振動解除耦合器46之7〇〇〇 N/mm至4000 N/mm，及徑向剛度爲振動解除耦合器杯之 15000至 40000 N/mm。 可設想所述及之固定裝置36之各另外種種變化及組合。 因此，例如，張力夹72及似螺釘固定元件44可予以成組合 使用。第二固定孔口 42,代替予以設置在濾音吸收器“之 凸緣40,可予以設置在另一元件，靠近遽音吸收器16之壓 縮機入口 14。代替在壓縮機18之套殼部份32之第—固定孔 口 J8 ,在濾晋吸收器16之第二固定孔口 42可設有螺紋。在 壓縮機18之套殼部份32之第一固定孔口 38，可設置在套殼 部份32之凸緣。然後可自壓縮機側面，代替自濾二及收； 16之側面，將似螺釘固定元件44螺接。 --------衣 --- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

576899 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 10 圖號 英文 中文 10 Turbocharger longitudinal axis 縱向軸線 12 Turbocharger 渦輪充電機 14 Compressor inlet 壓縮機入口 16 Filter sound absorber 濾音吸收器 18 Compressor 壓縮機 20 Turbine 渦輪 22 Compressor rotor 壓縮機轉子 24 Turbine rotor 渦輪轉子 26 Shaft 軸 27 Compressor casing 壓縮機套殼 28 Turbocharger casing 渦輪充電機套殼 29 Turbine casing 渦輪套殼 30 Bearing casing 軸承套殼 31 Fastening foot 固定腳 32 Casing part 套殼部份 34 Bracket 托座 36 Fastening device 固定裝置 38 First fastening orifice 第一固定孔口 40 Flange 凸緣 42 Second fastening orifice 第二固定孔口 44 Fastening element 固定元件 46 Vibration uncoupler 振動解除耦合器 47 Uncoupling element 解除耦合元件 48 Hollow cylinder 中空圓柱體 -13- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 576899 A7 B7 五、發明説明（） 11 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 50 Element flange 元件凸緣 52 Orifice 孔口 54 Spacer bush 間隔襯套 56 Hollow cylinder 中空圓柱體 58 Bush flange 襯套凸緣 60 Element 元件 62 Annular groove 環形凹槽 64 Fastening ring 固定環 66 Fastening ring 固定環 67 Supporting face 支承面 68 Securing element 固定元件 70 Fastening flange 固定凸緣 72 Tension clamp 張力夾 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 576899 __ 六、申請專利範圍 1. 一種固定裝置，供可釋放式固定一濾音吸收器至一屬於 一供内燃機之渦輪充電機之壓縮機之套殼部份，濾音吸 收咨能藉助於固定元件予以固定至壓縮機之壓縮機入口 ，其特徵爲，固定裝置（36)包含一振動解除耦合器（46)， 其予以設置在濾晋吸收器（16)與壓縮機（18)之套殼部份 (32)之間，因而，在被激勵時，濾音吸收器（16)以一與渦 輪充電機套殼（28)不同之頻率振動。 2·如申請專利範圍第1項之固定裝置，其特徵爲，所提供之 振動解除搞合器（46)爲一耐磨損，耐熱及耐油彈性體元 件，較佳爲由一種彈性體所構成。 3. 如申請專利範圍第1或2項之固定裝置，其特徵爲，在軸 向（1〇)及橫向於渦輪充電機（12)之軸向（10)，振動解除耦 合备（46)均具有低剛度。 4. 如申請專利範圍第3項之固定裝置，其特徵爲，解除耦合 态（46)有一剛度致使至少解除耦合之濾音吸收器（16)之最 低特徵頻率之頻率，約略對應於渦輪充電機（丨2)之最低 特徵頻率之40%。 5. 如申請專利範圍第1項之固定裝置，其特徵爲，振動解除 ♦馬合器（46)予以機械式預加應力。 6. 如申請專利範圍第1或5項之固定裝置，其特徵爲，在濾 音吸收器（16)及在壓縮機（18)之套殼部份（32)，提供相互 對應之固定孔口（38，42)，供容納固定元件（44)，一振動 解摘合备（46)在每一情形爲能予以插入濾、音吸收器（1 6) 之固定孔口（42)，該振動解除耦合器（46)本身有一孔口 -15- 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 576899 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 会88 g__六、申請專利範圍 (52)供容納固定元件（44)。 7.如申請專利範圍第6項之固定裝置，其特徵爲，振動解除 耦a备（46)包含一較佳爲冗全相同設計之解除耦合元件 (47),其基本形狀爲一中空圓柱體（56)者，而有一元件凸 緣（5 0)較佳爲成圓盤之形式，並在後者之一端，自中空 圓柱體（56)凸起，中空圓柱體（56)爲能自相反方向插入遽 音吸收器（16)之第二固定孔口（42)，並一起形成供容納固 疋7L件（44)1孔口（52)，及元件凸緣（5〇)橫向凸起超過固 足孔口（42)之邊緣，因而其在濾音吸收器（16)與固定元件 (44)之頭之間，或在濾音吸收器（16)與壓縮機（18)之套殼 部份（32)之間，形成一緩衝器。 8·如申請專利範圍第6項之固定裝置，其特徵爲，藉一能插 入振動解除耦合器（46)之孔口（52)之間隔襯套（54)，以一 種界足方式，將預應力加至振動解除耦合器（46)。 9*如申請專利範圍第1項之固定裝置，其特徵爲，提供一環 形凹槽（62)，其予以設置在一元件（6〇)，靠近濾音吸收器 (16)之壓縮機入口（14)，並且其徑向向外開啓，及二固定 環（64，66)，其徑向内側平行於環形凹槽（62)，及在距其 一徑向距離延伸，以及振動解除耦合器（46)予以設計成 〇-¥之形式，其在一方面，被濾音吸收器（16)之環形凹 槽（62)，及在另一方面，被二固定環（64，66)所支承，二 固定環（64, 66)予以一前一後在軸向同軸設置，並藉固 足元件（44)連接至壓縮機（18)之套殼部份（3 2)。 10.如申請專利範圍第9項之固定裝置，其特徵爲，經由固定 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) tT. -線· -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 576899 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 每（64, 66)將預應力加至振動解除耦合器…），並且固定 環(64, 66)支承成〇_環形式之振動解除搞合器⑽，較佳 A分別成一角度約爲+30。至+5〇。及_3〇。至 η·如申請專利範圍第9項之固定裝置，其特徵土爲，靠近壓縮 機（18)之套殼部份（32)之固定環（64)予以與此形成單片。 12_如申請專利範圍第9項之固定裝置，其特徵爲，提供一固 疋元件(68)，萬一振動解除耦合器(46)故障，其抵消在濾 骨吸收器（16)與壓縮機（18)之套殼部份（32)之間連接之消 除。 / 13.如申請專利範圍第12項之固定裝置，其特徵爲，固定元 件（68)予以固定至至少固定環（64, 66)，及/或固定至壓 縮機（18)之套殼部份（32)之_，並且萬-振動解除輕合器 (46)故障，自濾音吸收器（16)之側面，貼合在帶有環形凹 槽（62)之濾音吸收器〇6)之元件（6〇)後面。 14· 一種供使内燃機充電之渦輪充電機，有一濾音吸收器 (16) ’其予以設置在壓縮機入口（14)，並且其予以可釋放， 式連接至渦輪充電機之（12)之壓縮機（18)之一套殼部份 (32) ’其特徵爲，提供一如申請專利範圍第1項之固定裝 置（3 6) ’供將濾音吸收器（16)固定至壓縮機（18)之套殼部 份（32)。 Α -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)