專利名稱：渦輪增壓器的固定裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1前序部分特征的渦輪增壓器的固定裝置。
背景技術：
用于渦輪增壓器的固定裝置必須完成各種任務。在此有只有一個支腳的固定裝置和有兩個支腳的固定裝置。雙支腳式固定裝置的優(yōu)點是維護工作所需的拆卸和安裝通常比單支腳式固定裝置簡捷。
在雙支腳式固定裝置中，這兩個支腳沿軸向彼此間隔一定距離地布置在渦輪增壓器上并且能被固定在地基上。它們用于相對地基支承并固定渦輪增壓器并且用于吸收渦輪增壓器的振動，結果，振動沒有被完全傳給地基并且能補償渦輪增壓器殼體的熱膨脹。為了吸收振動，支腳應具有較高的剛性，相反，為了補償殼體膨脹，至少在軸向上需要一個支腳具有一定的柔韌性。因此，一些文獻描述了具有大致相等的剛性或柔韌性的支腳的固定裝置，如ABB Turbo Systems公司的廣告“The Range of ABB Turbochargers”中序號CH-Z 200897E，圖203044VTR的標準型及圖226874VTC的緊湊型，并且還描述了其兩個支腳之一作為主支腳地具有高剛性而另一支腳作為副支腳地被構造成可以沿軸向高度彎曲的固定裝置，如三菱重工公司的廣告的H420-42TU11 E1-A-0，(1，0)98-3R，p.6和DE-A1-19925684所述。
如果渦輪增壓器布置在發(fā)動機上，則該固定裝置必須完成另一任務。它必須防止渦輪增壓器被發(fā)動機振動激勵至固有頻率振動。在上述固定裝置中發(fā)現(xiàn)，渦輪增壓器的固有頻率不幸接近發(fā)動機的點火頻率并且該固定裝置經(jīng)常不能有效地防止被激勵至固有頻率振動。為了防止這種激勵，已知的固定裝置的支腳必須被極度加強，這將導致更高的材料成本及更大的重量。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的任務是提供前言所述類型的固定裝置，它通過地基有效地防止渦輪增壓器被激勵至固有頻率振動。
通過具有如權利要求1所述特征的固定裝置完成了此任務。
根據(jù)本發(fā)明的固定裝置包括第一支腳和第二支腳，它們可以被固定在地基上且通常在軸向上彼此間隔一定距離地連接在渦輪增壓器上。根據(jù)本發(fā)明，第二支腳有一個殼體連接區(qū)，它能被連接在渦輪增壓器殼體上并且至少成圓弧段的形式。此外，第二支腳有一個在軸向上與殼體連接區(qū)間隔一定距離的地基連接區(qū)，地基連接區(qū)可連接在地基上并依靠軸向斜撐接在殼體連接區(qū)上。軸向斜撐與地基成0°-60°角α。第二支腳的這種特殊結構大大增強了其剛性，從而使借助這種固定裝置被固定至地基上的渦輪增壓器的固有頻率移向較高頻率。這樣固定的渦輪增壓器的固有頻率超出通常發(fā)生在發(fā)動機內的點火頻率的范圍，因此，可以有效地防止被發(fā)動機激勵至固有頻率振動。
如果渦輪增壓器殼體具有一個半徑基本上等于殼體連接區(qū)的圓弧或圓弧段半徑的連接凸緣，則第二支腳可以特別簡單地被連接至渦輪增壓器殼體上，從而連接凸緣與殼體連接區(qū)形狀配合地相互嚙合。為此，殼體連接區(qū)有利地具有一個圓弧形的止擋。最后，借助均勻分布在圓弧段或圓弧上的且可以是螺釘?shù)墓潭?，該殼體連接區(qū)和渦輪增壓器殼可以相對固定。
在一個特別有利的實施例中，由于它高度剛性，該殼體連接區(qū)描述出180°±30°的圓弧段。也可以想到一個整圓并且也導致了第二支腳的良好的剛性值，但是，這可能不必要地限制了渦輪增壓器殼體的可接近性。如果地基連接區(qū)被布置在殼體連接區(qū)的與第一支腳相反的那側，則這是特別有利。關于固定裝置，這導致了較大的固定面，并且也是一種較簡單的安裝選項。
如果第二支腳具有側斜撐并且側斜撐在渦輪增壓器的縱軸線兩側沿切向連接在圓弧形殼體連接區(qū)上并延伸至形成支座的地基，則了該支腳的剛性。如果側斜撐不僅從殼體連接區(qū)延伸至地基，而且將該殼體連接區(qū)連接至地基連接區(qū)上，則可以獲得特別好的效果。獲得這一效果的最簡單方法是使用成板狀的側斜撐。為減輕重量和節(jié)省材料，該板可以設有孔，或者側斜撐可以成單桿斜撐或格柵的形式。
如果軸向斜撐總是在整個軸向長度上橫向連接在各側斜撐上，則進一步提高了剛性，甚至使借助該固定裝置被固定的渦輪增壓器的固有頻率移向更高頻率。
在一個因為高剛性而特別優(yōu)選的實施例中，軸向斜撐被設計成殼狀撐板的形式，它的橫斷面在該殼體連接區(qū)內描繪出該殼體連接區(qū)的圓弧段或圓弧并且在該地基連接區(qū)內最好大致描繪出一條直線。如同側斜撐那樣，該撐板也能帶有孔以便節(jié)省材料，但在這里也能想到將軸向斜撐構造成撐桿或格柵的形式。
如果第二支腳借助固定裝置與地基相連以使第二支腳在有限路程里至少沿軸向能相對該地基移動，則該支腳除高度剛性外還能有效地吸收渦輪增壓器殼體的熱膨脹。相反，第二支腳的位置被固定至地基上，結果，第一支腳在一定程度上限定出渦輪增壓器體相對地基的零點位置。
如果在該地基連接區(qū)內設置被成有間隙地容納一固定裝置的容納口，則可以最簡單地實現(xiàn)同地基的能移動一定距離的連結，就象為第二支腳設置的那樣，其做法是，該固定裝置包括一個能固定在該地基內的固定件和一個環(huán)繞該固定件的滑靴。在2000年7月26日提出的歐洲專利申請EP00810663.5的圖2a-6b以及相應的說明中，公開了這類具有固定件和滑靴的固定裝置的實施例。為此加入這些公開內容。
在渦輪增壓器具有渦輪增壓器殼體的情況下，其中，該渦輪增壓器殼體沿縱軸線有一壓縮機箱和一渦輪機殼，該渦輪機殼有一出氣管和一進氣管，如此有利地安裝本發(fā)明的固定裝置，即第二支腳被布置成在渦輪機殼方向上與第一支腳間隔一定距離。為了安裝和拆卸，最簡單的解決辦法是將第二支腳連接在渦輪機側的出氣管上。在這種情況下，第一支腳被有利地連接在壓縮機側的出氣管上。
在一個特別有利的實施例中，用于與出氣管相連的第一支腳有一個連接件，該連接件可以沿軸向大致在出氣管中心與之相連并且沿軸向固定該出氣管。該連接件在壓縮機側同一個支承座板相連是有利的，該出氣管的壓縮機側可移動地安裝在支承座板上并且支撐在地基上。在這種情況下，第一支腳在不止一個而是兩個分立的位置上支承渦輪增壓器并同時能吸收渦輪增壓器殼體的熱膨脹，結果，不會在材料內產(chǎn)生應力。
然而，第一支腳也可以成一個傳統(tǒng)的支座底腳形式，如H420-42TU11E1-A-0，(1，0)98-3R，p.6和DE-A1-19925684所示。
其它的優(yōu)選實施例構成了其它從屬權利要求的主題。


以下，根據(jù)附圖示意所示的優(yōu)選實施例來詳細描述本發(fā)明的主題，其中圖1以側視圖沿縱軸線表示一渦輪增壓器，它具有本發(fā)明的固定裝置，在這里，以截面圖示出了該固定裝置；圖2以圖1所示渦輪增壓器的出氣管的水平截面放大透視圖來表示根據(jù)本發(fā)明的固定裝置；圖3以斜向上的透視圖表示屬于圖1所示固定裝置的兩個支腳之一；圖4以斜向上的透視圖表示圖1所示固定裝置的另一個支腳；圖5類似于圖1地表示根據(jù)本發(fā)明的固定裝置的第二實施例。
在附圖標記一覽表中歸納出附圖所用的標記及其含義。原則上，在圖中的相同部分具有相同的標記。所述實施例是本發(fā)明主題的例子，而決不意味著對本發(fā)明有何限制。
具體實施例方式
圖1以側視圖沿其縱軸線10表示一個帶有渦輪增壓器殼體14的渦輪增壓器12，該渦輪增壓器殼體沿縱軸線10有一壓縮機箱16、一軸承箱18和一渦輪機殼20。渦輪機殼20又包括一出氣管22和一進氣管24。借助本發(fā)明的固定裝置26，該渦輪增壓器12被固定在地基28上。固定裝置26有一個能固定在地基內的第一支腳30和一個在軸向上有一定間距地固定在地基內的第二支腳32。這些支腳分別連接在渦輪增壓器殼體14上，確切地說是在出氣管22上，其中，第一支腳30在壓縮機側布置在出氣管22上，第二支腳32在渦輪機側布置在出氣管22上。
如圖1、2和3所示，用于與渦輪增壓器殼體14相連的第二支腳32有一個殼體連接區(qū)34，在這力，殼體連接區(qū)34被設計成有180°弧長的半圓弧形。但作為半圓弧的備選方案，也可以設想使用整個圓，但這樣的實施方式可能極大限制了渦輪增壓器12的可接近性。為了獲得良好的剛性，180°±30°的圓弧段是理想的，但如果要求不高，則約90°的圓弧段就能獲得足夠的剛性。一個可接在地基28上的地基連接區(qū)36被布置成沿軸向與殼體連接區(qū)34間隔一定距離。在所示例子中，地基連接區(qū)36相對渦輪增壓器12的縱軸線10的橫向延伸，延伸程度約等于殼體連接區(qū)34的圓弧段或圓弧半徑的兩倍。但是，這些尺寸也可以略大或略小一些，這要視可用空間和剛性要求而定。
一個軸向斜撐38將這兩個連接區(qū)34、36連在一起并與地基28成角度α，在這里，該角度約為25°-30°。為獲得良好的剛性α，該角度可以為0°-60°，即可以想到一個與地基28平行地延伸的并滿足要求的軸向斜撐38。不過，為此必須這樣設計地基連接區(qū)36，即軸向斜撐38依靠殼體連接區(qū)34并距地基28一定距離地接在渦輪增壓器殼體14上，同時，軸向斜撐38同地基28有相同距離地抵在地基連接區(qū)36上。在所示例子中，軸向斜撐38成斜撐板形式。但它也可以以單桿斜撐或格柵形式來實現(xiàn)。
在所示的第二支腳32中，連接區(qū)34和地基連接區(qū)36還橫向連接在一個側斜撐39上。側斜撐39沿切向接在圓弧形殼體連接區(qū)34上并延伸至地基28。在所示例子中，側斜撐39被構造成大致呈三角板的形式。但它也可以象軸向斜撐38一樣被設計成單桿斜撐或格柵的形式。
如圖1、2所示，出氣管22在其渦輪機側的端壁上有一個連接凸緣40，該連接凸緣的半徑等于第二支腳32的殼體連接區(qū)34。在所示例子中，連接凸緣40描出一個整圓。這是特別有利的，因為第二支腳32可以在相對殼體的任何預期位置上被固定在連接凸緣上。為此，第二支腳32的殼體連接區(qū)34內有一止擋42，所以，連接凸緣40和殼體連接區(qū)34的止擋42形狀配合地嚙合，以便將第二支腳32連接至渦輪增壓器殼體14上。對應于在連接凸緣40中的其它開口44’的且容納固定件46的開口44均勻分布在殼體連接區(qū)34的圓弧段或圓弧上。借助固定件(在這里是螺釘)46，使這兩個部件彼此相互固定。在所示例子中，開口44、44’被布置在殼體連接區(qū)34的止擋42內和連接凸緣40內，這樣做的優(yōu)點是在開口44、44’區(qū)域里的材料較厚。但是，開口44、44’也可以直接設置在殼體連接區(qū)34內或渦輪增壓器殼體14內。同樣，連接凸緣40也能不布置在出氣管22的端側，而是布置在其外周上，并且止擋42可以相應地具有不同結構或完全被省掉。
如果殼體連接區(qū)34被構造成閉合的圓弧凸緣，則可以想到該凸緣被夾緊在出氣管22與(未示出的)進氣管24之間，并且這樣一來將第二支腳32連接至渦輪增壓器殼體14上。
為了使第二支腳能夠吸收渦輪增壓器殼體14的熱膨脹，在在此所示的例子里，它借助固定裝置48如此與地基28連結，即在限定的路徑區(qū)域內，它可以相對地基28移動。為此，地基連接區(qū)36具有容納各自一個固定裝置48的容納口50。每個固定裝置48包括一個固定件52和一個環(huán)繞固定件的滑靴。固定件52將滑靴54固定在地基28上。在與地基28相反的那側，該滑靴具有突出超過容納口50邊緣的臂，并且滑靴有間隙地容納在容納口50內。通過在2000年7月26日提交的歐洲專利申請No.00810663.5的圖2a-6b和相關描述中詳細描述的構造，可以使第二支腳32在由間隙限定的路徑區(qū)域內相對地基28移動，但仍然充分牢固地與地基連結。
圖4詳細示出了第一支腳30。該支腳有一個連接件56，該連接件有一個槽58，該槽與布置在出氣管22上的固定板條60配合作用以便在軸向上固定渦輪增壓器12(參見圖1、2)。另外，一個對應于在出氣管22內的孔62’的孔62布置在連接件56內。這兩個孔62、62’預計用來容納一個固定體64。依靠一個連接體66，連接件56被連接在一個支承座板68。支承座板68具有支承面70，出氣管22的壓縮機側滑動支撐在這些支承面上。在圖1、2所示的例子中，出氣管22具有為此而設的一個附加的支承凸緣72。依靠固定裝置74，第一支腳30被固定至地基28上，該固定裝置74穿過相應的開口76。為使第一支腳30也能在任何預期位置上被固定在渦輪增壓器殼體14上，在必要時，該支承凸緣和固定板條也被設計成描繪出360°圓弧。當然，詳細描述的第一支腳30的這個實施例沒有限制作用，類似的設計也是可行的。代替槽58和固定板條60，例如，具有圓形或多邊形橫斷面的凹窩或孔也可以與設置在出氣管22圓周上的配對的銷相互作用。也可以不同地構造或完全省掉這些孔62、62’和固定件74。
第一支腳30’也可以布置在軸承箱18上，而不是在出氣管22上，如圖5所示。除第一支腳30外，圖5對應于圖1所示的固定裝置26。一個在所示實施形式中成支座底腳78形狀的第一支腳30’可以被構造成如在三菱重工公司廣告H420-42TU11 E1-A-0，(1，0)98-3 R，p.6和DE-A1-19925684中所描述的已知形式。
附圖標記一覽表10-縱軸線；12-渦輪增壓器；14-渦輪增壓器殼體；16-壓縮機箱；18-軸承箱；20-渦輪機殼；22-出氣管；24-進氣管；26-固定裝置；28-地基；30-第一支腳；32-第二支腳；34-殼體連接區(qū)；36-地基連接區(qū)；38-軸向斜撐；40-連接凸緣；42-止擋；44，44’-開口；46-固定件；48-固定裝置；50-容納口；52-固定件；54-滑靴；56-連接件；58-槽；60-固定板條；62，62’-孔；64-固定體；66-連接體；68-支承座板；70-支承面；72-支承凸緣；74-固定裝置；76-開口；78-支座底腳。
權利要求
1.一種用于將包括一渦輪增壓器殼體的渦輪增壓器固定在地基上的固定裝置，該固定裝置具有能固定在該地基內的第一支腳和第二支腳，這兩個支腳沿軸向彼此間隔一定距離地被連接在該渦輪增壓器殼體上，所述第二支腳(32)具有一個能連接至該渦輪增壓器殼體(14)上的且至少成圓弧段形的殼體連接區(qū)(34)、一個在軸向上與該殼體連接區(qū)(34)間隔一定距離的且能連接至該地基(28)上的地基連接區(qū)(36)以及一個使這兩個連接區(qū)(34，36)彼此相連且與該地基(28)成0°-60°角α的軸向斜撐(38)，其特征在于，該殼體連接區(qū)(34)包括一個圓弧形的止檔(42)，該止擋在軸向上能夠形狀配合地與該渦輪增壓器殼體(14)連結。
2.如權利要求1所述的固定裝置，其特征在于，該殼體連接區(qū)(34)描繪出一條至少為90°且最好180°±30°的圓弧段，該地基連接區(qū)(36)尤其被布置在該殼體連接區(qū)(34)的與第一支腳(30)相反的那側。
3.如權利要求1或2所述的固定裝置，其特征在于，該渦輪增壓器殼體(14)有一個連接凸緣(40)，該連接凸緣的外半徑等于該殼體連接區(qū)(34)的圓弧段或圓弧的半徑，從而該連接凸緣(40)和該殼體連接區(qū)(34)形狀配合地相互嚙合，借助均勻分布在圓弧段或圓弧上的固定件(46)，該殼體連接區(qū)(34)和該渦輪增壓器殼體(14)被相對固定住。
4.如權利要求1-3之一所述的固定裝置，其特征在于，第二支腳(32)具有有側斜撐(39)，所述側斜撐在該渦輪增壓器(12)的縱軸線(10)的兩側接在圓弧形的該殼體連接區(qū)(34)上并且形成支座地一直延伸到該地基(28)。
5.如權利要求4所述的固定裝置，其特征在于，所述側斜撐(39)使該殼體連接區(qū)(34)同該地基連接區(qū)(36)相連并且最好成板狀。
6.如權利要求4或5所述的固定裝置，其特征在于，該軸向斜撐(38)被設計成分別在其整個軸向長度上與各側斜撐(39)側向連接。
7.如權利要求1-6之一所述的固定裝置，其特征在于，該軸向斜撐(38)被設計成殼狀撐板的形式，其橫斷面在該殼體連接區(qū)(34)內描繪出該殼體連接區(qū)(34)的圓弧段或圓弧并且其橫斷面在該地基連接區(qū)(36)的區(qū)域內最好大致描繪出一條直線。
8.如權利要求1-7之一所述的固定裝置，其特征在于，借助固定裝置(48)，所述第二支腳(32)這樣與地基(28)連結，即第二支腿(32)至少沿軸向能在限定的路程里相對該地基(28)移動。
9.如權利要求8所述的固定裝置，其特征在于，該地基連接區(qū)(36)具有用于有間隙地容納一固定裝置(48)的容納口(50)，其中，該固定裝置(48)包括一個可固定在該地基(28)內的固定件(52)和一個環(huán)繞該固定件(52)的滑靴(54)。
10.如權利要求1-9之一所述的固定裝置，其特征在于，該渦輪增壓器殼體(14)沿其縱軸線(10)包括一個壓縮機箱(16)和一個渦輪機殼(20)，該渦輪機殼具有一個出氣管(22)和一個進氣管(24)，為了固定該渦輪增壓器(12)，在該進氣管(24)方向上將所述第二支腳(32)布置成與所述第一支腳間隔一定距離，并且該第二支腳最好連接在渦輪機側的該出氣管(22)上。
11.如權利要求10所述的固定裝置，其特征在于，第一支腳(30)被連接在壓縮機側的該出氣管(22)上。
12.如權利要求11所述的固定裝置，其特征在于，第一支腳(30)有一個連接在該出氣管(22)上且軸向固定該渦輪出氣管(22)的連接件(56)，壓縮機側的該連接件(56)最好連接在一個支承座板(68)上，該出氣管(22)的壓縮機側滑動支承在該支承座板(68)上。
13.如權利要求10所述的固定裝置，其特征在于，第一支腳(30)成一個支座底腳(78)形式，該支座底腳與一個布置在該渦輪機殼(20)與該壓縮機箱(16)之間的軸承箱(18)連結。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于將包括一個渦輪增壓器殼體(14)的渦輪增壓器(12)固定至地基(28)上的固定裝置(26)。該固定裝置(26)具有能固定在地基(28)內的第一支腳(30)和第二支腳(32)，這兩個支腳(30，32)可以沿軸向彼此間隔一定距離地連接在渦輪增壓器殼體(14)上。第二支腳(32)有一個能接在該渦輪增壓器殼體(14)上的殼體連接區(qū)(34)、一個能接在該地基(28)上的地基連接區(qū)(36)。該殼體連接區(qū)(34)成圓弧段或圓弧的形式。一個軸向斜撐(38)將該殼體連接區(qū)(34)和地基連接區(qū)(36)連結起來并且與該地基(28)成0°－60°角α。
文檔編號F02B39/00GK1625644SQ03802918
公開日2005年6月8日 申請日期2003年1月15日 優(yōu)先權日2002年1月29日
發(fā)明者J·貝蒂 申請人:Abb渦輪系統(tǒng)有限公司