专利名称：具有压力管道中的吸收消声器的废气涡轮增压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种往复式活塞内燃机，特别是大型柴油机，其具有至少一个废气涡轮增压器，废气涡轮增压器的增压空气出口借助一个连接管道与一个后置的增压空气冷却器相连并分配有用于减少声音发射的吸收消声器形式的装置。
背景技术：
对于增压的往复式活塞内燃机由涡轮增压器的压缩机产生脉动并在增压空气导管中传递。由此产生的噪声通过增压空气冷却器壳体增强，壳体成为共振板。
人们早就开始试验通过对特别有危害的元件的隔音措施来降低涡轮增压器中产生的噪声发射。对此，如果能在整个导管长度上或在整个壳体表面上施加隔音，导管或壳体的隔音才能产生有用的结果。然而这常常由于结构原因而不可行。隔音包括较厚的隔音层，隔音层材料被板材覆盖。这需要很大的结构空间，而这通常是没有的。此外施加隔音措施需要较高的耗费，因为危害导管等通常难于靠近。另一特别的缺点是隔音层材料在其废气涡轮增压器的区域中出现的高温下易于分解，使得在一定时间后隔音作用降低。
由于该原因在DE 198 18 873 C2提出一解决方案，其中至少一个废气涡轮增压器的导流元件设有至少一个基于亥姆霍兹共鸣器原理的消声器，该消声器包括至少一个由对应流通道的带孔金属板分隔的空腔，带孔金属板的孔的几何参数与预期的声波波长相适配，而一个区域中的孔分量约为0.5％-1.5％。
按照亥姆霍兹原理工作的消声器虽然结构紧凑但可吸收大量声能。通过位于孔中的流体质量被波长激发振动，在带孔金属板中的每个孔的区域中实际上产生所谓的弹性、质量、振动系统，其中空腔中的流体体积用作弹性装置。由于与孔壁强烈的摩擦产生强烈的阻尼，孔壁上一个区域中相对于带孔金属板的孔分量为0.5％-1.5％。因为消声器在径向上及垂直于焊片的方向上需要很少的空间，所以有利地实现了一种消声器布置方案，其不仅可布置在周边导管和壳体等区域，而且可直接在废气涡轮增压器中安装。
同样例如由DE 35 31 353 C2已经公知了集成在涡轮增压器与增压空气冷却器之间的吸收消声器。在此设有用于将增压空气冷却器连接到增压器的进气套管，在进气套管上装有吸收消声器，并且吸收消声器包括一个管状由弹性、多孔材料构成的吸声元件及一个圆柱形带孔的由韧弹性(zhelastisch)材料构成的内管。
多孔的泡沫材料证明适合做吸收元件材料。为此也可使用矿物材料或具有硅酸盐成分的玻璃状玻璃纤维连接。
该材料非常多孔，由此具有缺点，由于增压空气高的流速度会脱落多孔材料，脱落的材料可淤积在增压空气冷却器的精细的冷却片上。为了必需的清洁过程需要费事地拆卸增压空气冷却器，清洁过程在酸浴中进行，这又是费事和很不希望的。
发明内容
由此本发明的任务是，用简单经济的手段改善开始所述类型的结构，一方面保持消声措施的简单、紧凑的实施方式，而不必应用具有共振消声器的解决方案，另一方面达到高阻尼作用及长寿命，而不必忍受上述缺点特别是多孔材料的脱落。
该任务通过权利要求1的特征完成。
通过至少在废气涡轮增压器的一个导流元件中集成有吸收消声器，设有界定对应的流通道、由声学上通透的防脱落保护层构成的一个内管壁，该管壁由一个径向隔开的外管大致同心地包围，从而形成至少一个环形空腔，空腔通过由芳族聚酰胺纤维(由聚(对苯二甲酰对苯二胺)制成，也称为凯夫拉，杜邦地商标名)构成的吸收材料填充，保证了在大于或等于1kHz的上频率范围上良好的噪音吸收。
芳族聚酰胺纤维具有大致与玻璃纤维相同的强度(密度1.44g/cm3，抗拉强度约2800N/mm2)，但相当有韧性。芳族聚酰胺纤维在失效前可大大地伸长。芳族聚酰胺纤维为芳香聚酰胺基有机化学纤维。
该吸收消声器原料具有高抗机械材料脱落性(例如，由高流动速度导致)。通过磨损产生极细小的例如可借助工业吸尘器容易去除的粉尘颗粒。不需要专用机器或不希望的借助酸浴的清洁。
此外该纤维对化学药品很不敏感并且不易燃，并具有耐高温性(300℃以上才碳化及热分解)，由此隔音原料不会融化和烧结，因为通常废气涡轮增压器管的温度不超过250℃。
此外芳族聚酰胺纤维稳定(所以寿命长)及不可生物降解。如果出现冷凝水这一点是非常有利的。
以下，结合附图来描述一个实施例。附图为图1设有废气涡轮增压器的大型柴油机的视图；图2设有根据本发明的消声器的、紧接废气涡轮增压器的增压空气出口的导管剖面图。
图1所示的大型柴油机具有多个成排的气缸2，气缸的排气口3与一根延伸通过所有气缸2的废气汇集管4相连。一根排气管5由废气汇集管4通至废气涡轮增压器6，废气涡轮增压器包括一个可由废气驱动的涡轮机7及一个可由涡轮机驱动的压缩机8用以提供可由气缸导入的增压空气。排气管5与涡轮机7的进气管连接。涡轮机7的排气管10连在通道状排气通道1.1上。
一个增压空气冷却器12在废气涡轮增压器6的压缩机8的后面，冷却器通过管道连接与压缩机8的压力套管13相连。该管道连接这里包括一根连接在压力套管13上的管14和一根连接在这里的接入增压空气冷却器12上的扩散器16。
在废气涡轮增压器6中，特别是在废气涡轮增压器6的压缩机8中产生声波，该声波在流动介质即空气或废气的流动方向上传播，由此激起废气涡轮增压器6后的结构元件的振动及由此激起声音发射。为抵消声音，在废气涡轮增压器6的区域中具有至少一个衰减噪声的消声器。所谓的消声器也可集成在废气涡轮增压器6上。因为声音在流动方向上传播，为此首先考虑由废气涡轮增压器6引出的导管。在此涉及管状元件，简化消声器的安装。
因为废气涡轮增压器6的压缩机8为主要噪声源，在这里产生的噪音在流动方向上传播，所以如果在将与压缩机8的压力套管13连接的通向增压空气冷却器的管道连接区域中设置根据本发明的消声器，会达到良好的结果。该消声器可特别优选地对应管14，因此在图1中用斜线示出管件14。
附加地或替换地，扩散器15也可以设置这样的消声器。此外消声器越长，作用越强。由于以上建议的靠近压缩机的消声器的定位，声波在后置的元件中作用减小，使得那里也许不需单独的消声措施。这特别适合柴油机1的进气系统。
图2为设有根据本发明的消声器21的管14的剖面图。消声器21具有一个界定流通道22的、由声学上通透的防脱落保护层(Austragsschutz)构成的内管壁，管壁优选为带孔金属板23。该管壁被径向隔开的外管24基本同心地包围。在带孔金属板23与外管24之间形成空腔25，空腔由根据本发明的吸收材料填充。设置延伸在消声器的整个长度上及由吸收材料填充的空腔25。还可以想象划分和填充空腔。
根据本发明使用的吸收材料需要内置的带孔金属板壁23作为机械防止流动。该保护装置虽然导致导流的构件壁的直径不希望的加大，但该装置在特别优选出的区域是可允许的。
有利的是，连接在废气涡轮增压器6的增压空气出口13上的管14没有吸收消声器21，或者连在增压空气冷却器12上的扩散器15设有吸收消声器21，或者废气涡轮增压器6的压缩机的形成增压空气出口13设有吸收消声器21。
替换或附加于所述对应管14的消声器21，当然本发明的消声器也可对应在废气涡轮增压器6中的或在其外围的区域中其它导流的元件。
权利要求
1.往复式活塞内燃机，特别是大型柴油机，其具有至少一个废气涡轮增压器(6)，废气涡轮增压器的增压空气出口(13)借助一个连接管道与一个后置的增压空气冷却器(12)相连并分配有用于减少声音发射的吸收消声器形式的装置，其特征在于，至少在废气涡轮增压器的一个导流元件中集成有吸收消声器(21)，设有一个界定对应的流通道、由声学上通透的防脱落保护层(23)构成的一个内管壁，该管壁由一个径向隔开的外管(24)大致同心地包围，从而形成至少一个环形空腔(25)，空腔通过由芳族聚酰胺纤维(由聚(对苯二甲酰对苯二胺)制成，也称为凯夫拉，杜邦的商标名)构成的吸收材料填充。
2.根据权利要求1所述的往复式活塞内燃机，其特征在于，一个连接在废气涡轮增压器(6)的增压空气出口(13)处的管(14)设有吸收消声器(21)。
3.根据权利要求1所述的往复式活塞内燃机，其特征在于，一个通入增压空气冷却器(12)中的扩散器(15)设有吸收消声器(21)。
4.根据权利要求1所述的往复式活塞内燃机，其特征在于，废气涡轮增压器(6)的压缩机(8)的形成增压空气出口(13)的压力接管设有吸收消声器(21)。
5.根据上述权利要求之一所述的往复式活塞内燃机，其特征在于，声学上通透的防脱落保护层(23)为带孔金属板。
全文摘要
对于往复式活塞内燃机，特别是大型柴油机，其具有至少一个废气涡轮增压器(6)，废气涡轮增压器的增压空气出口(13)借助连接管道与一个后置的增压空气冷却器(12)相连并分配有用于减少声音发射的吸收消声器形式的装置，对于往复式活塞内燃机为通过简单及经济的手段改善消声器，使得一方面得到简单及紧凑的消声措施实施方法，另一方面也达到高阻尼作用和长的寿命，而不需忍受脱落的透气材料，建议，至少在废气涡轮增压器的一个导流元件中集成有吸收消声器(21)，设有一个界定对应流通道的、由声学上通透的防脱落保护层(23)构成的内管壁，内管壁被外管壁(24)以一定间隔大致同心地包围，从而构成至少一个环形空腔(25)，环形空腔用芳族聚酰胺纤维(由聚(对苯二甲酰对苯二胺)制成，也称为凯夫拉，杜邦的商标名)构成的吸收材料填充。
文档编号F02B27/00GK1667250SQ20051005470
公开日2005年9月14日 申请日期2005年3月14日 优先权日2004年3月12日
发明者P·福尔斯特 申请人:曼·B及W柴油机公开股份有限公司