雙音頻隔離器組件的製作方法
2023-07-27 10:45:51
專利名稱：雙音頻隔離器組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於動力傳遞系統的雙音頻(two-tone)隔離器組件。本發明特別用於由渦輪風扇發動機提供動力的飛行器，即飛機或直升機，且本發明可以在不改變以兩個主要音頻振動的結構的情況下使用，即任何汽車。
飛機製造商不斷要求製造更安靜的客艙。客艙噪音的主要來源是由於發動機音頻使吊艙和內部板擾動並引起客艙壓力波動而產生的結構激勵。
在已經進行的實驗中，這樣的飛機發動機在巡航測試過程中基本同時產生兩種不同的主要擾動音頻，如
圖1中的傳播率(transmissibility rate)圖所示。這是渦輪風扇發動機結構的結果，它通常在低壓和高壓時引起兩級不平衡。可以看到，稱為N1的第一主音頻是由於壓氣機/進口風扇在低壓時的不平衡引起的，在測試報告中N1 300Hz。稱為N2的第二主音頻(在該實例中600Hz)是由高壓壓氣機/渦輪發動機軸引起的。這些主音頻的位置隨發動機功率設置而變化。
現有技術普通的隔離器使用基於彈性體或複合材料例如金屬織物的被動隔離器，以便形成包含在要隔離的軛架(yoke)中的彈性元件。該隔離器很有效，但是受到可得到的最大靜態偏轉和材料的固有特性的限制。要隔離的軛架並不能提供對於產生的機械振動的剛性支承。而且，隔離器的剛性隨頻率的增加而增大。因此，該隔離器並不足以吸收在所述兩個主音頻下的振動。
也已經採用液壓隔離器，以便應付與不同飛行條件(空轉、滑行、起飛、降落、低速或高速巡航等)相對應的較寬的振動頻率範圍。這樣的液壓安裝件(mount)例如US2002/0008341所述，通常包括至少一個可壓縮流體腔室，在該可壓縮流體腔室中，流體用作在特定頻率下的振動活塞。
不過，考慮到效率以及在高頻範圍內動態剛性大大增加，從而引起剛性超出(overshoot)，該液壓隔離器有缺陷。該超出加強了較高主音頻N2，並幾乎不能吸收在較高頻率下的振動。因此，該液壓隔離器即使組合也不能用於吸收所述兩個主擾動音頻。
發明目的因此，本發明的目的是提供一種隔離器安裝件，它能夠吸收同時傳播的所述兩個主擾動音頻。
發明簡介因此，本發明提出通過安裝在單個組件上的兩種類型的裝置來解決由渦輪風扇發動機或等效物向飛機結構進行的振動傳遞問題，但是這兩種類型的裝置有不同的傳遞函數(吸收傳遞函數和諧振傳遞函數)物理響應。該響應性質的不同引起兩種隔離器之間互不幹擾的效果。
特別是，本發明涉及一種雙音頻隔離器組件，它用於安裝在飛機或等效物上，該等效物特別包括機頭、客艙、與客艙相連的軛架以及發動機結構，它們有與徑向平面交叉的縱向軸線。位於飛機頭部側的雙音頻隔離器組件包括至少一個支架，該支架用於至少一個流體安裝件隔離器和兩個動態吸收器；以及機械裝置，該機械裝置使所示支架與發動機結構和客艙軛架連接。所述組件設計成使流體安裝件隔離器同時與發動機結構和客艙軛架連接，而動態吸收器只與客艙結構連接。而且，支承該動態吸收器而使其能夠在發動機結構的徑向平面內運動。
優選是，通過調節動態吸收器壓力和流體安裝件隔離器的剛性來調節成特定主音頻。優選是(但不必須(因為可以相反))，流體隔離器特別用於調節較低主音頻，而動態吸收器特別用於調節較高主音頻。
隔離器組件可以包括與客艙軛架相連的至少一個支架，該支架包括夾住與發動機結構相連的中心流體安裝件的一對動態吸收器的基本組合。流體安裝件殼體優選是有橫向軸，以便安裝動態吸收器。
隔離器組件可以包括至少一個與客艙軛架相連的支架，該支架包括兩個橫向基本組合。
隔離器組件可以包括動態吸收器，該動態吸收器包括金屬合金和彈性材料(即橡膠或彈性體材料)的組合混合物。優選是，該金屬合金包括碳化鎢鋼。
優選是，金屬合金粘在彈性墊圈上，尤其是作為包圍該彈性墊圈的環，或者該彈性墊圈夾在兩個金屬墊圈之間，這時，通過壓縮彈性墊圈來調節吸收器。
附圖的簡要說明圖1是如上所述飛機發動機在進行巡航測試的過程中的兩個主擾動音頻的曲線圖；圖2是安裝在客艙軛架和發動機結構之間的本發明隔離器組件的示意透視圖；圖3是安裝在軸上的、夾有中心流體安裝件的一對動態吸收器的基本組合的正視圖；圖4、5和6分別是圖1的隔離器組件的動態吸收器的透視圖、正視圖和剖視圖；圖7、8和9分別是圖1的隔離器組件的流體安裝件隔離器的剖視圖、側視圖和仰視圖；以及圖10是通過圖1的隔離器組件獲得的動態剛性的傳播圖。
優選實施例的詳細說明如圖2所示，本發明的隔離器組件1安裝在飛機的客艙軛架3和發動機結構5之間。
組件1安裝在飛機的機頭側，並包括通過連接部件9而螺栓連接到客艙軛架3上的一個支架7。該連接部件9與該支架成一體。
支架7有通過兩個橫向軸13連接的兩個平行側壁11a、11b。每個軸位於側壁的一端，並裝有一對動態吸收器15a、15b的基本組合，該對動態吸收器15a、15b夾住與發動機結構5相連的中心流體安裝件17。
發動機結構5有與徑向平面YOZ交叉的縱向軸線X』X，支架7定向成這樣，即，使動態吸收器15a、15b在發動機結構5的徑向平面YOZ內運動。
支架7通過兩個連接叉形件19與發動機結構連接。因此，每個流體安裝件隔離器17同時通過叉形件19與發動機結構5相連並通過支架7和連接部件9與客艙軛架3相連，動態吸收器15a、15b只通過支架7和連接部件9與客艙結構3相連。
圖3特別表示了夾住中心流體安裝件隔離器17的一對動態吸收器15a、15b的基本組合20。
由軸13支承的基本組合20通過各叉形件19的臂19a、19b以及柄19c與發動機結構5相連。該柄通過普通裝置固定。臂安裝在軸13上，並在中心流體安裝件17和動態吸收器15a、15b之間。
動態吸收器在圖4、5和6中更詳細地表示，該圖4、5和6分別是透視圖、正視圖和剖視圖。
各動態吸收器15包括夾在兩個碳化鎢鋼墊圈22之間的橡膠墊片21。
通過調節橡膠墊圈的壓力而調節吸收器。通過使軸13穿過襯套23擰在螺栓25上而施加該壓力。添加有矽酮墊圈26，用於傳遞壓力。該襯套有中心孔27，以便引入支架的橫向軸(圖4)。該吸收器還有最末端的盤29以及兩個中間矽酮墊圈31。
對於流體安裝件隔離器，它們在圖7、8和9中更詳細表示，這些圖分別表示了該流體安裝件隔離器的剖視圖、側視圖和仰視圖。
各流體安裝件隔離器17包括中心殼體33，該中心殼體33形成用於流體的內部腔室35，該流體用作振動活塞；電磁促動器39，用於以預定頻率驅動流體；底板40；以及兩個凸出軸13a、13b，它們開始於殼體33的側壁33a、33b的中心。穿過底板40的四個螺釘41以及凸出螺栓43用於固定在連接叉形件19的柄19c上(圖3)通過在腔室中形成的流體壓力來調節流體安裝件隔離器。該壓力在設置該組件之前進行調節。
根據上述的一個安裝隔離器組件能夠高效吸收渦輪風扇發動機的兩個主擾動音頻。圖10表示了通過該隔離器組件獲得的、在較大頻率範圍內的動態剛性的傳播率TR。圖中表示了將該組件調節成吸收頻率為大約300Hz和600Hz，如傳播率的降低TR1和TR2所示。該降低分別對應於在圖1中強調的主音頻N1和N2。
流體隔離器特別用於調節在大約300Hz的較低主音頻，而動態吸收器特別用於調節在600Hz的較高音頻。這樣的分配為優選，因為較低音頻將變化，且通過流體吸收器吸收的範圍比動態吸收器的吸收範圍更大。
儘管已經參考優選實施例的介紹了本發明，但是本領域技術人員應當知道，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以對形式、等效物、細節等進行變化。
權利要求
1.一種雙音頻隔離器組件，用於安裝在飛機或等效物上，該等效物特別包括機頭、客艙、與客艙相連的軛架以及發動機結構，它們有與徑向平面交叉的縱向軸線；其中，所述雙音頻隔離器組件包括位於飛機頭部側的至少一個支架，該支架用於至少一個流體安裝件隔離器和兩個動態吸收器；以及機械裝置，該機械裝置使所述支架與發動機結構和客艙軛架連接，所述組件設計成使流體安裝件隔離器同時與發動機結構和客艙軛架連接，而動態吸收器只與客艙結構連接，支承該動態吸收器而使其能夠在所述發動機結構的所述徑向平面內運動。
2.根據權利要求1所述的雙音頻隔離器組件，其中通過調節動態吸收器中的壓力和流體安裝件隔離器的剛性來調節成特定主音頻，流體隔離器特別用於調節較低主音頻，而動態吸收器特別用於調節較高主音頻。
3.根據權利要求1所述的雙音頻隔離器組件，其中所述隔離器組件包括與客艙軛架相連的至少一個支架，該支架包括夾住與所述發動機結構相連的中心流體安裝件的一對動態吸收器的橫向基本組合，流體安裝件殼體有橫向軸，以便安裝動態吸收器。
4.根據權利要求1所述的雙音頻隔離器組件，其中該隔離器組件包括至少一個與客艙軛架相連的支架，該支架包括兩個基本組合，每個基本組合包括夾住與所述發動機結構相連的中心流體安裝件的一對動態吸收器。
5.根據權利要求1所述的雙音頻隔離器組件，其中隔離器組件包括動態吸收器，該動態吸收器包括金屬合金和彈性材料的組合混合物。
6.根據權利要求5所述的雙音頻隔離器組件，其中該彈性材料是橡膠或彈性體材料。
7.根據權利要求5所述的雙音頻隔離器組件，其中該金屬合金包括碳化鎢鋼。
8.根據權利要求5所述的雙音頻隔離器組件，其中該金屬合金粘在彈性墊圈上。
9.根據權利要求8所述的雙音頻隔離器組件，其中該金屬合金形成包圍該彈性墊圈的環。
10.根據權利要求5所述的雙音頻隔離器組件，其中該彈性墊圈夾在兩個金屬墊圈之間，以便通過壓力來調節該彈性墊圈。
全文摘要
雙音頻隔離器組件，用於安裝在飛機等上，其包括機頭、客艙、與客艙相連的軛架以及發動機結構，它們有與徑向平面交叉的縱向軸線。該組件包括位於飛機頭部側的至少一個支架，該支架用於至少一個流體安裝件隔離器和兩個動態吸收器；機械裝置，用於使支架與發動機結構和客艙軛架連接。該組件使流體安裝件隔離器與發動機結構和客艙軛架連接，動態吸收器只與客艙結構連接。支承該動態吸收器而使其能在發動機結構的徑向平面內運動。本發明通過安裝在單個組件上的兩種裝置來解決由渦輪風扇發動機向飛機結構進行的振動傳遞問題，這兩種裝置有不同的傳遞函數(吸收和諧振傳遞函數)物理響應。該響應性質的不同引起兩種隔離器之間互不幹擾的效果。
文檔編號B64D27/26GK1478701SQ0314548
公開日2004年3月3日 申請日期2003年7月1日 優先權日2002年7月1日
發明者伊萬·羅松, 路易吉·馬克斯·馬吉, 馬克斯 馬吉, 伊萬 羅松 申請人:巴裡控制公司