用于罗茨式增压器的一体谐振器的制造方法
【专利摘要】一种用于进气系统的压缩机组件，包括：单体式壳体；形成在单体式壳体中的第一谐振器区段，该第一谐振器区段限定出构造成衰减与流经单体式壳体的流体相关的噪音的两个或更多容积；形成在单体式壳体中的压缩机区段，该压缩机区段包括构造成压缩流经单体式壳体的流体的压缩机；以及形成在单体式壳体中的第二谐振器区段，该第二谐振器限定出构造成衰减与流经单体式壳体的流体相关的噪音的两个或更多容积。
【专利说明】用于罗茨式增压器的一体谐振器
【背景技术】
[0001]诸如罗茨式鼓风机之类的增压器压缩机在操作期间、尤其是在跨设备的高的差别压力下会发出通常称为变调音(Whine)的独特噪音。这些高的差别压力状态典型地在压缩机在内燃发动机上以处于压缩比范围的较高端上的压缩比操作时发生。
[0002]经罗茨式鼓风机送入的空气可以通过用于制造鼓风机的典型壳体和支承板材料以及用于终端应用的引入系统被放大。如果不加以校正，噪音可能达到非期望的水平。诸如在授予Kim的美国专利N0.7，934，581中描述的谐振器可以用于衰减与进入和/或离开罗茨式鼓风机的空气相关的噪音。
【发明内容】
[0003]一方面，本发明涉及一种用于进气系统的压缩机组件，包括:单体式壳体；形成在单体式壳体中的第一谐振器区段，该第一谐振器区段限定出构造成衰减与流经单体式壳体的流体相关的噪音的两个或更多容积；形成在单体式壳体中的压缩机区段，该压缩机区段包括构造成压缩流经单体式壳体的流体的压缩机；以及形成在单体式壳体中的第二谐振器区段，该第二谐振器限定出构造成衰减与流经单体式壳体的流体相关的噪音的两个或更多容积。
[0004]另一方面，本发明涉及一种进气系统，包括:从第一端延伸到第二端的单体式壳体；在第一端处形成在单体式壳体中的第一谐振器区段，该第一谐振器区段限定出构造成衰减与流经单体式壳体的流体相关的噪音的多个容积；形成在单体式壳体中并与第一谐振器区段流体连通的压缩机区段，该压缩机区段包括构造成压缩流经单体式壳体的流体的罗茨式鼓风机；以及在第二端处形成在单体式壳体中的第二谐振器区段，该第二谐振器区段限定出构造成衰减与流经单体式壳体的流体相关的噪音的两个或更多容积。
[0005]又一方面，本发明涉及一种进气系统，包括:从第一端延伸到第二端的铸造单体式壳体；在第一端处形成在单体式壳体中的第一谐振器区段，该第一谐振器区段限定出构造成衰减与流经单体式壳体的流体相关的噪音的多个容积；形成在单体式壳体中并与第一谐振器区段流体连通的压缩机区段，该压缩机区段包括构造成压缩流经单体式壳体的流体的罗茨式鼓风机；以及在第二端处形成在单体式壳体中的第二谐振器区段，该第二谐振器限定出构造成衰减与流经单体式壳体的流体相关的噪音的两个或更多容积；其中第一谐振器区段和第二谐振器区段中的每一者都包括:限定出入口、出口和多个孔口的导管部分；以及经所述多个孔口与导管部分连通的多个腔室。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是发动机和进气系统的不意图。
[0007]图2是图1的压缩机组件的示意性截面图。
[0008]图3是图2的压缩机组件的压缩机的侧视图。
[0009]图4是图3的压缩机的出口的截面图。[0010]图5是图2的压缩机组件的一个谐振器的截面图。
【具体实施方式】
[0011]本发明针对于诸如罗茨式鼓风机之类的压缩机。在文中所述的示例中，在罗茨式鼓风机中集成有一个或多个谐振器以衰减噪音。应该理解的是，辅助名称在文中仅仅为了方便而使用且并非意图限制可如何使用该设备。在这方面，应该理解的是，根据本发明的原理的实施例可以用在任何方向。
[0012]图1是发动机和进气系统10、例如进气或排气再循环(“ERG”)系统的示意图，该系统包括发动机E、压缩机组件12和流体源。在所示的实施例中，发动机E是内燃发动机,并且压缩机组件12是增压器的一部分。
[0013]压缩机组件12是包括压缩机区段128和一个或多个谐振器区段126、130两者的一体化单元。换言之，压缩机组件12包括包含压缩机和一个或多个谐振器两者的单个壳体(SP，一体和/或整体和/或单体式结构)。
[0014]现参照图2-5更详细地描述压缩机组件12。
[0015]压缩机组件12包括从第一端120延伸到第二端122的壳体18。第一端120形成流体入口，并且第二端122形成流体出口。如已指出的，壳体18作为单件形成，如下文进一步描述的。
[0016]壳体18形成三个区段，即第一谐振器区段126、压缩机区段128和第二谐振器区段130。在此示例中，第一谐振器区段126和第二谐振器区段130构造成衰减与流经压缩机组件12的流体相关的噪音。压缩机区段128包括构造成压缩传送到发动机E的流体的罗茨式鼓风机124。
[0017]现参照图3和4，其孤立地示出壳体18内包括罗茨式鼓风机124的压缩机区段128。
[0018]罗茨式鼓风机124可包括具有平行的叶片式转子的任何空气泵。在交叠的筒形腔室22内可布置多个转子23。每个转子23可具有四个叶片。尽管详细地提及四个叶片，但在其它实施例中每个转子23可具有更少或更多的叶片。
[0019]每个转子23可安装在转子轴上以随之旋转。每个转子轴的每一端都可被可旋转地支承在支承板14或单个构件壳体内。转子23中的至少一个可使用各种罗茨式鼓风机124可借助其接收输入驱动转矩的输入驱动构型(例如但不限于，输入轴部分和/或增速齿轮组)中的任何构型。
[0020]罗茨式鼓风机124可包括后板部分24。后板部分24可限定出输入端口 26。输入端口 26可与转子23被布置在其中的腔室22中的至少一个流体连通。
[0021]罗茨式鼓风机124还可限定出输出端口 28。输出端口 28也可与转子23被布置在其中的腔室22中的至少一个流体连通。输出端口 28可以是成角度的(例如，未充分地垂直于罗茨式鼓风机124的纵向轴线13)。例如，如图4所示，端口端面可以以角a向外成角度。在一实施例中，角a可小于45度。尽管具体提及角a小于45度，但在其它实施例中角a可以更大或更小。例如,在一些实施例中，角a可为30度。
[0022]与罗茨式鼓风机124有关的另外的细节在题为“Optimized Helix AngleRotors for Roots-Style Supercharger”、授予 Swartzlander 的美国专利申请公开N0.2009/0148330 和 / 或题为“High Efficiency Supercharger Out let”、授予 Ouwenga 等人的美国专利申请公开N0.2010/0086402中描述，这些申请在此以全文引用的方式并入。也可以使用其它类型的压缩机。
[0023]现参照图5，其孤立地示出壳体18内的第一谐振器区段126。第一谐振器区段126通常操作成减少流经罗茨式鼓风机124并被其压缩的流体所发出的噪音。
[0024]第一谐振器区段126包括具有导管部分32、第一环形壁34和第二环形壁36的内部件30。
[0025]在所示的实施例中，导管部分32包括第一导管部分50、第二导管部分52、外侧导管表面54、内侧导管表面56、多个第一导管孔口 58和多个第二导管孔口 60。在第一导管部分50的剖面部分中示出的所有孔口为第一导管孔口 58，而在第二导管部分52的剖面部分中示出的所有孔口为第二导管孔口 60。
[0026]环形壁34、36、壳体18和导管部分32限定出第一腔室64和第二腔室66。在所示的实施例中，第一腔室64和第二腔室66具有大体相同的容积，不过其它构型也是可能的。
[0027]在所示的实施例中，每个第一导管孔口 58大体呈圆柱形，且每个第二导管孔口 60大体呈圆柱形，不过第一导管孔口 58和第二导管孔口 60无需一定呈圆柱形。每个第一导管孔口 58的直径与每个第二导管孔口 60的直径大体相同。
[0028]另外，第二导管孔口 60的数量大于第一导管孔口 58的数量。在一个实施例中，谐振器20具有二十四(24)个第一导管孔口 58和三十四(34)个第二导管孔口 60，其中第一导管孔口 58的直径与第二导管孔口 60的直径大体相同。第一导管孔口 58大体均匀地分布在第一导管部分50内，并且第二导管孔口 60大体均匀地分布在第二导管部分52内。
[0029]与第一谐振器区段126和其它类似的谐振器有关的另外的细节在题为“Broadband noise resonator”、授予Kim的美国专利N0.7, 934, 581中描述,该专利在此以全文引用的方式并入。尽管在此示出示例性的第一谐振器区段126，但也可以使用用于谐振器的其它构型。第二谐振器区段130以与第一谐振器区段126类似的方式构成。
[0030]再参照图2，第一谐振器区段126和第二谐振器区段130以及压缩机区段128 (包括罗茨式鼓风机124)形成在单个一体化壳体18内。在此示例中，壳体18由诸如铁或铝之类的金属铸造而成。
[0031]在一些示例中，谐振器区段126、130的第一腔室64和第二腔室66利用各种技术形成。在一个示例中，所述腔室在壳体18的铸造期间利用砂芯或消失模技术形成。在其它示例中，环形壁34和导管部分32由模制聚合材料形成或由在壳体被铸造之后加入壳体18内的单独的铸造材料形成。例如，环形壁34和导管部分32可以被注塑或压铸在适当位置或以其它方式形成并固定在壳体18内。
[0032]如图所示，壳体18是线性地(linearly)形成的，使得流体轴向地流经第一谐振器区段126，进入压缩机区段128内的罗茨式鼓风机124，并最终在被传送到发动机E之前流经第二谐振器区段130。换言之，第一谐振器区段126与压缩机区段128流体连通，并且压缩机区段128与第二谐振器区段130流体连通。
[0033]在一个示例中，罗茨式鼓风机124包括美国专利申请公开N0.2010/0086402中描述的高效出口。在这样一种构型中，离开罗茨式鼓风机124的流体相对于鼓风机的纵向轴线成约30度的角度定向，使得第二谐振器区段130定位成与罗茨式鼓风机124的纵向轴线偏离约30度。在此构型中，壳体18形成为使得第二谐振器区段130适应该角度。
[0034]可以存在与将谐振器加入与压缩机相同的壳体中相关的各种优点。例如，将谐振器安置在与压缩机相同的壳体中允许谐振器靠近压缩机定位，由此使在被衰减之前流体必须行经的不被处理的容积最小化。此外，单个壳体使压缩机组件的装配时间和构件数量最小化，由此实现更低的装配成本和复杂性。
[0035]尽管已针对特定结构特征和/或方法方案描述了主题，但应该理解的是，在所附权利要求中限定的主题不必局限于上述特定特征或方案。相反，上述特定特征和方案作为实施权利要求的示例的形式公开。
【权利要求】
1.一种用于进气系统的压缩机组件，包括: 单体式壳体； 形成在所述单体式壳体中的第一谐振器区段，所述第一谐振器区段限定出构造成衰减与流经所述单体式壳体的流体相关的噪音的两个或更多容积； 形成在所述单体式壳体中的压缩机区段，所述压缩机区段包括构造成压缩流经所述单体式壳体的流体的压缩机；以及 形成在所述单体式壳体中的第二谐振器区段，所述第二谐振器区段限定出构造成衰减与流经所述单体式壳体的流体相关的噪音的两个或更多容积。
2.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第一谐振器区段与所述压缩机区段流体连通，并且所述压缩机区段与所述第二谐振器区段流体连通。
3.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述单体式壳体是铸造的。
4.根据权利要求3所述的压缩机组件，其中，所述压缩机为罗茨式鼓风机。
5.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述压缩机为罗茨式鼓风机。
6.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第一谐振器区段和所述第二谐振器区段中的每一者包括: 限定出入口、出口和多个孔口的导管部分；以及 经所述多个孔口与所述导管部分连通的多个腔室。
7.根据权利要求6所述的压缩机组件，其中，所述多个腔室是在所述壳体被铸造之后形成的。
8.根据权利要求7所述的压缩机组件，其中，所述第一谐振器区段、所述压缩机区段和所述第二谐振器区段在整个所述壳体中沿轴向对准。
9.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第一谐振器区段、所述压缩机区段和所述第二谐振器区段在整个所述壳体中沿轴向对准。
10.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第二谐振器区段相对于所述第一谐振器区段和所述压缩机区段的轴向对准成一角度。
11.一种进气系统，包括: 从第一端延伸到第二端的单体式壳体； 在所述第一端处形成在所述单体式壳体中的第一谐振器区段，所述第一谐振器区段限定出构造成衰减与流经所述单体式壳体的流体相关的噪音的多个容积； 形成在所述单体式壳体中并与所述第一谐振器区段流体连通的压缩机区段，所述压缩机区段包括构造成压缩流经所述单体式壳体的流体的罗茨式鼓风机；以及 在所述第二端处形成在所述单体式壳体中的第二谐振器区段，所述第二谐振器区段限定出构造成衰减与流经所述单体式壳体的流体相关的噪音的两个或更多容积。
12.根据权利要求11所述的进气系统，其中，所述单体式壳体是铸造的。
13.根据权利要求11所述的进气系统，其中，所述第一谐振器区段和所述第二谐振器区段中的每一者都包括: 限定出入口、出口和多个孔口的导管部分；以及 经所述多个孔口与所述导管部分连通的多个腔室。
14.根据权利要求13所述的进气系统，其中，所述多个腔室是在所述壳体被铸造之后形成的。
15.根据权利要求11所述的进气系统，其中，所述第一谐振器区段、所述压缩机区段和所述第二谐振器区段在整个所述壳体中沿轴向对准。
16.根据权利要求11所述的进气系统，其中，所述第二谐振器区段相对于所述第一谐振器区段和所述压缩机区段的轴向对准成一角度。
17.—种进气系统,包括: 从第一端延伸到第二端的铸造单体式壳体； 在所述第一端处形成在所述单体式壳体中的第一谐振器区段，所述第一谐振器区段限定出构造成衰减与流经所述单体式壳体的流体相关的噪音的多个容积； 形成在所述单体式壳体中并与所述第一谐振器区段流体连通的压缩机区段，所述压缩机区段包括构造成压缩流经所述单体式壳体的流体的罗茨式鼓风机；以及 在所述第二端处形成在所述单体式壳体中的第二谐振器区段，所述第二谐振器区段限定出构造成衰减与流经所述单体式壳体的流体相关的噪音的两个或更多容积； 其中，所述第一谐振器区段和所述第二谐振器区段中的每一者都包括: 限定出入口、出口和多个孔口的导管部分；以及 经所述多个孔口与所述导管部分连通的多个腔室。
18.根据权利要求17所述的进气系统，其中，所述多个腔室是在所述壳体被铸造之后形成的。
19.根据权利要求17所述的进气系统，其中，所述第一谐振器区段、所述压缩机区段和所述第二谐振器区段在整个所述壳体中沿轴向对准。
20.根据权利要求17所述的进气系统，其中，所述第二谐振器区段相对于所述第一谐振器区段和所述压缩机区段的轴向对准成一角度。
【文档编号】F04C29/12GK103696968SQ201310445397
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2012年9月27日
【发明者】S·M·斯特里特 申请人:伊顿公司