轴承板消音器的制作方法

本申请案涉及在轴承板中具有消音器的罗茨式或双螺旋式增压器。

背景技术：

增压器通过空气脉冲产生噪音。传统的噪音解决方案处于增压器外部并且占据车辆发动机舱中的大量隔室空间。附加组件也可能成本高。

例如亥姆霍兹谐振器的电抗声学元件在车辆进气系统中用于衰减低频窄带噪音。但是电抗声学元件在车辆进气系统中具有受限应用，因为所述元件可能较大，由此需要相当大的体积。可以使用类似于泡沫或纤维玻璃的耗能元件，然而，所述耗能元件仅对高频噪音有效。还避免使用泡沫和纤维玻璃，因为除了减少性能之外，泡沫和纤维玻璃还可能染污空气流，从而潜在地损坏增压器或发动机。

技术实现要素：

本文所揭示的系统和方法克服以上缺点并且借助于用于增压器的轴承板消音器改进此项技术，所述增压器包括轴承板、所述轴承板中的第一轴杆孔和第二轴杆孔、居中于所述第一轴杆孔与所述第二轴杆孔之间的凹口，以及所述凹口中的穿孔板。

增压器可以包括轴承板消音器。因此，包括外壳的增压器可以包括轴承板消音器，所述外壳包括转子孔、出口平面中的出口以及入口平面中的入口。入口平面可以垂直于出口平面。第一凸轮转子和第二凸轮转子可以位于转子孔中。轴承板可以平行于具有入口平面与轴承板之间的转子孔的入口平面。第一轴杆孔和第二轴杆孔可以处于轴承板中。第一转子轴可以处于第一轴杆孔中，其中第一凸轮转子安装在第一轴杆上。第二转子轴可以处于第二轴杆孔中，其中第二凸轮转子安装在第二轴杆上。消音凹口可以居中于第一轴杆孔与第二轴杆孔之间。穿孔板可以处于凹口中。

另外的目标和优点将在以下说明中部分地阐述并且将部分从所述描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践习得。所述目标和优点将借助于在所附权利要求书中特别指出的元件和组合来实现和获得。

应理解，以上一般描述和以下详细描述两者仅是示例性的和解释性的并且并不限制本发明。

附图说明

图1是相对于轴承板的前表面的增压器的视图。

图2a是相对于穿孔板的轴承板的视图。

图2b是轴承板后表面的视图。

图3是包含示出凹口深度的截面的凹口的第一视图。

图4是包含示出凹口深度的截面的凹口的替代视图。

图5是朝向入口平面的增压器外壳的视图。

图6是进入转子孔中的增压器外壳的视图。

图7是相对于轴承板的扭转凸轮转子的视图。

具体实施方式

现将详细参考在附图中说明的实例。在可能的情况下，将在整个附图中使用相同的参考标号来指代相同或类似的部分。例如“前”和“后”或“左”和“右”的方向性参考是为了易于参考图式。

增压器通过空气脉冲产生噪音。r系列增压器外壳配备有与入口610相对的宽w端口550，以促进增压器中的回流过程。w端口中的扩展侧面区域产生从出口620回到增压器传递腔，或转子孔640的空气回流。相反的气流模式抑制脉冲。回流通过减缓吹气从高压至低压的过渡相遇来衰减噪音。然而，噪音仍是一个问题。

另外或替代地，为了缓解出口体积通过w端口的压力转变，可以通过轴承板500中的凹入消音布置将入口体积的压力转变缓解约5db。通过在另一凹口511中反射波，空气脉冲在增压器内得到抑制。可以是微穿孔板的穿孔板80可以在凹口511内间隔开，以如通过滤波流型来调节消音。通过入口610吸入增压器的空气通过减小入口体积中的噪音的消音器(凹口511和穿孔板80)起作用。

可以选择凹口511的深度来调节消音。沿着轴a的深度会影响可用于形成驻波的空间并且会影响反射或吸收的波长。可以选择轴承板d3的穿孔板80与前表面40之间的距离，以调节消音并且调节转子体积之间的渗漏。凹口511的后壁512与穿孔板80之间的距离会影响可用于驻波的区域。还可以选择穿孔的大小以影响波之间的干扰并且滤波空气流模式。转子端面211、213与穿孔板80之间的空间会影响可用于空气沿着穿孔板80以及在转子201、203的凸轮的末端之间渗漏的空间量。渗漏可以减少压力转变以衰减噪音。因为转子端面211、213与轴承板前表面40间隔开以避免摩擦轴承板500，所以也方便参考从轴承板前表面40到转子端面211、213的距离d4。距离d4可以是，例如，1mm。然而，d4也可以，例如，在0.04mm至0.2mm的范围内。d4也可以在0.06mm至0.08mm的范围内。可以选择用于d4的其它距离以及距离d3(当使用时)以准许调节流体传递体积之间的空气渗漏，如下文概述。

用于增压器600的轴承板消音器580、590可以包括轴承板500。第一轴杆孔301和第二轴杆孔303处于轴承板中。轴承板的前表面40与入口610相对并且邻接转子孔640。轴承板500的后表面45可以将扭矩传递机构，例如，齿轮接纳在腔室450的凹口中。

凹口511可以居中于第一轴杆孔301与第二轴杆孔303之间，并且可以从轴承板560的底座朝向轴承板570的顶部向上跨越。凹口511可以与入口610相对，以便沿着转子接纳入口流体体积。凹口511可以仅接触入口传递体积，并且上端5111可以在轴杆孔301、303下方。或者，当选择从回流传递体积的受控渗漏时，凹口511可以朝向出口620进一步向上延伸。如所图示，用于凹口的向上延伸的上端5111居中于轴杆孔301、303之间。

如所图示，凹口511的第一横向端5113和第二横向端5115在轴杆孔301、303中的每一个的中心点下方。横向端5223、5115朝向轴承板的侧表面565延伸。选择横向端5113、5115以限制凹口511与入口传递体积的接触。然而，延伸横向端可允许调节密封传递体积。因此，通过选择凹口511的横向和垂直范围，在入口、密封、回流和出口传递流体体积之中不仅可以调节消音，而且可以调节转子孔640内的渗漏。

除了凹口511大小和形状之外，可以在多孔材料90、多孔材料尺寸、穿孔板80材料、穿孔板尺寸、回流端口和其它方面之中选择以衰减某些频率并且装配增压器轴承板500。可以进一步增强通过凹口511提供的消音并且通过将穿孔板80与多孔材料80耦合而进一步调节由穿孔板80衰减的噪音的频率。

当穿孔板80与多孔材料90一起使用时，穿孔板的孔大小可以被调适成截留多孔材料的分解颗粒以避免污染。穿孔板80可以将多孔材料90的颗粒保持在凹口511内。多孔材料90可以是，例如，三聚氰胺泡沫、矿物胶粘剂、纤维玻璃、通过basf：化学公司制造的basotect开孔泡沫或可比较材料、其它三聚氰胺泡沫、三聚氰胺树脂，或热固性聚合物，或通过杜邦公司制造的nomex耐火纤维或可比较材料。

例如三聚氰胺泡沫、纤维玻璃或矿物胶粘剂的多孔材料在增压器的操作压力和热范围下易受磨损。但是，穿孔板80可以代替多孔材料90或与多孔材料90一起使用。举例来说，穿孔板80可以是由沃德加工有限公司(wardprocess,inc)的一个部门美国声学产品(americanacousticalproducts)制造的millenniummetal。可以选择穿孔板80的材料和穿孔81的尺寸以衰减特定频率。可以选择孔隙度以影响穿过穿孔板的空气流。穿孔板80包括穿孔材料，所述穿孔材料具有可以在网状层的若干毫米至大于1微米的穿孔、小于等于1微米的微穿孔之间变化的孔隙度。穿孔板80也可以是衰减噪音的另一材料。穿孔81可以是具有不同直径和尺寸的环形形状或其它形状，例如，缝隙、锯齿形、正方形或矩形。可以使用下方的等式(1)至(3)选择微穿孔板的尺寸和穿孔大小并且可以预测传递阻抗。

等式1可以用于计算传递阻抗，其中ztr是传递阻抗。

在等式(1)中，如下定义变量和常数：

d＝孔径

t＝面板厚度(例如，沿着轴a的第一部分8的厚度)

d＝衬垫腔的深度

η＝动态粘度

σ＝孔隙度

c＝音速

ρ＝空气密度

ω＝角频率

δp＝压力差

等式2可以用于如下计算贝塔(β)：

等式3可以用于计算具有衬垫空间传递阻抗(z)。如下定义等式3：

z＝具有衬垫空间的传递阻抗

j是虚拟单位，其中j²＝-1

cot＝余切。

等式4可以用于计算αn，即，标准吸声系数，其中rn和xn是总阻抗的现实和假象部分。

选择用于穿孔板的材料之间的折衷包含图4的网面板可以具有比其它图式的微穿孔板大的孔隙度。通过选择替代面板的孔隙度或开放空间，面板可以执行用于多孔材料的截留功能。或者，归因于更大孔隙度，替代面板可以减小空气动力扰流，而不减小穿孔板80与后壁之间的凹口空间。因此，穿孔81的孔径或网格线间距可以在几分之一毫米至若干毫米、至大于若干毫米的范围内变化。

除了孔隙度之外，穿孔板80和多孔材料90沿着a轴的物理位置会影响调节。在图3和4中说明凹口511的总深度dt。相对于以上等式，衬垫腔的深度d在图2中说明为d1。以上等式中的面板厚度t在图2中说明为d2。

d1是沿着轴a从后壁512到穿孔板80的内表面60的距离。d2是沿着轴a的穿孔板的的厚度的距离。当穿孔板80的外表面50与轴承板的前表面40不共面(如在图4中所示)时，d3是沿着轴a从轴承板的前表面40至穿孔板80的外表面的距离(如图3中所示)。d3可以是，例如，1mm。d3还可以任选地在零至5mm的范围内，d3的其它值也是可能的并且准许空气渗漏的调节以及用于减小空气脉冲的调节。dt是距离d1、d2和d3的总和。

穿孔板80可以固定到侧壁518上的级516。或者，如图2a和3中所示，垫片510可以与级516一起使用或作为级516的替代物。垫片510可以是类似于垫圈的单片托盘结构，或可以是个别帽盖。垫片510可以插入到凹口511中以将穿孔板80与后壁512间隔开。或者，可以将穿孔板固定在凹口511中并且由此将穿孔板与轴承板的前表面40间隔开。为了帮助将穿孔板80密封到凹口511，可以使用垫圈、o型环、密封剂、粘合剂等。

另外可以使用垫片510或级516间隔多孔材料或将多孔材料固定在凹口511中。例如，多孔材料可以由级516围绕，并且穿孔板可以通过邻接所述级而将多孔材料保持在凹口中。通过另外步进凹口511或通过将垫片510放入后壁512与多孔材料之间，气隙g2可以保持在后壁512与多孔材料90之间。隔片或级还可以用于形成多孔材料与穿孔板之间的气隙g1。因此，可以通过沿着a轴移动穿孔板80和多孔材料90中的一个或两个来实现调节。气隙通过影响凹口511中的驻波而进一步允许调节。

如图3中所示，对于沿着轴a的距离d1，气隙或衬垫空间在后壁512与穿孔板80之间。低压空气通过穿孔板80传递到高压区域。空气穿过d3区域中的空心凹口并且形成非常高级的扰流。在d1区域中的空心部分中减小穿过穿孔板80进入的空气的扰流度。用图4的多孔材料90填充气隙并且d1包括多孔材料。具有减小的扰流强度的空气从后壁512反射回并且调节总扰流强度。

后壁512可以处于垂直于轴a的平面b中，如图3中所示。并且，穿孔板或多孔材料的消音层可以平行于所述后壁。凹口511的侧壁与后壁512之间的接口30可以如图4所示是方形或如图3所示是圆形。

凹口511的形状可以沿着轴c是镜像。当沿着轴a选择凹口深度和层或间隙放置时，可以基于应用选择凹口2的总距离dt。还选择所得的第一、第二和第三距离以调节空气流。因此，d3可以大于、小于或等于d2或d1。d2可以大于、小于或等于d3或d1。并且，d1可以大于、小于或等于d3或d2。

穿孔板80和多孔材料90(当使用时)可以符合凹口511的形状。因此，当凹口一般是三角形时，穿孔板一般是三角形。当凹口一般是三叶草形时，穿孔板一般是三叶草形。当凹口一般是三角三叶草形时，穿孔板一般是三角三叶草形。如上所述，其它形状也是可能的。

增压器600可以包括上文所描述的轴承板消音器。此增压器可以包括外壳，所述外壳包括转子孔640、出口平面中的出口620和入口平面中的入口610。入口平面可以垂直于出口平面以形成轴向入口、径向出口罗茨式增压器。第一凸轮转子201和第二凸轮转子203位于转子孔中。轴承板500平行于入口平面，并且转子孔640位于入口平面与轴承板之间。

第一转子201可以包括在轴承板的第一轴杆孔301中的第一转子轴，第一凸轮转子安装在第一轴杆上。第二转子轴可以处于第二轴杆孔303中，第二凸轮转子203安装在第二轴杆上。第一和第二凸轮转子可以包括扭转凸轮。

当空气脉冲从入口610朝向出口620移动时，穿孔板80可以衰减噪音。或者，如上所述，当空气脉冲从出口620朝向入口610回流时，穿孔板可以衰减噪音。当如上所述在出口620下方与出口和或回流传递体积连通的轴承板500上包含w形凹口550时，回流缓冲尤其有帮助。凹口511可以在垂直于出口620的平面中以及在平行于入口610的平面中垂直地位于出口620下方。

可以组装上述布置中的任一个，使得安装插入件(例如，垫圈、衬套板、垫片)放置于穿孔板和或多孔材料与外壳之间。并且，尽管以上布置示出可以与轴承板500分离且随后紧固到轴承板以形成单个单元的穿孔板，但是穿孔板可以是外壳的组成部分，由此不需要紧固件。在此布置中，穿孔板可以与增压器外壳以相同方式且同时形成，例如，机械加工、浇注、使用3d打印机打印，或所有以上项的组合。

通过设计如图1所示的外壳，入口610可以通过机械加工或浇注或打印而形成于入口面613中。同样，转子轴安装孔601、603可以形成于入口面613的内侧上。转子轴杆可以嵌入式装配有在转子孔640中的适当位置的联合转子凸轮。轴承板500可以视需要进行机械加工、浇注、打印等，随后轴承板500可以装配到转子轴杆，由此将转子201、203安装到轴杆孔301、303。轴承板500可以靠着外壳开口630。

当将多孔材料和穿孔板80一起使用时，可以有益于使用多孔材料来衰减高频噪音，同时调节穿孔板来衰减大部分有问题的频率范围，或多孔材料不覆盖的另一范围。因为穿孔板可以在电流电抗和耗能元件之间具有消音特性，所以这是对用于增强噪音解决方案的系统的良好补充。

用频率衰减在空气动力学上换来进一步调节。例如，由凹口深度沿着轴a形成的衬垫空间越大，则频率衰减越低。并且，提供的衬垫空间越少，则频率衰减越高。

通过考虑本文中所揭示的实例的说明书以及实践，其它实施方案将对于本领域的技术人员而言显而易见。希望本说明书和实例仅被视为示例性的，其中本发明的真实范围由以上权利要求书来指示。