ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫХЛОПА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F01N1/10 F01N1/12 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено преимущественно для глушения шума выпуска газа в двигателях внутреннего сгорания.

Известен глушитель шума газового потока, содержащий корпус прямоугольной формы с торцевыми стенками, имеющими впускной и выпускной патрубки и продольные перегородки с изгибом, образующие лабиринтный канал. При этом перегородки снабжены полками, образующими со стенками корпуса зазоры, посредством которых газоходы в форме усеченных конусов канала сообщаются между собой. Одновременно перегородки соединены между собой и с корпусом посредством перемычки. Напротив внутренних стенок полок на корпусе выполнены плавные гофры в зонах входного и выходного газоходов. /1/
Недостатком данной конструкции является сложность ее изготовления, большие габариты и недостаточная эффективность глушения шума вследствие малой поглощающей способности звукопоглощающих элементов. Глушитель имеет сложную конструкцию из набора перегородок.

Известен глушитель-искрогаситель, содержащий цилиндрический корпус с впускным и выпускным соосными патрубками, перфорированные перегородки и шумоглушащий элемент, установленный на соосной направляющей и выполненный в виде перфорированной спиральной ленты, расположенной между направляющей и внутренней поверхностью корпуса. При этом спиральная лента шумоглушащего элемента выполнена упругой, одним концом закреплена в одной из перегородок и установлена с возможностью перемещения свободного конца. /2/.

Поток газов поступает в корпус, проходя через отверстия поперечной входной перегородки, оказывает давление на поверхность спиральных лент, соответственно сжимая и растягивая их. Часть газов проходит через отверстия перфорации лент, а часть газов проходит по спиральному межвитковому каналу, образованному лентами. При этом потоки газов сталкиваются друг с другом, что приводит к сглаживанию пульсаций и гашению искр.

Известная конструкция обладает следующими недостатками.

Малая эффективность глушения высокочастотных и низкочастотных шумов вследствии малой поглощающей способности элементов глушения. Глушитель имеет металлоемкую и сложную конструкцию.

Наиболее близким к заявленному является глушитель шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, содержащий газоприемную и выпускную трубы с шумопоглощающими вставками, которые по своей периферии и совместно с внутренней поверхностью труб образуют канал-завихритель, поверхность которого выполнена в виде винтового канала /З/.

Недостатком данной конструкции является сложность изготовления, недостаточная эффективность глушения шума выхлопа, значительная металлоемкость.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности шумоглушения, упрощение конструкции, повышение технологичности и снижение металлоемкости глушителя.

Указанная задача достигается тем, что глушитель шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания содержит газоприемную и выпускную трубы с шумопоглощающими вставками. Новыми отличительными признаками по сравнению с известными является то, что каждая из шумопоглощающих вставок по своей периферии совместно с внутренней поверхностью трубы образуют канал-завихритель, поверхность которого выполнена в виде винтового, по меньшей мере, двухзаходного канала и канал-рассекатель соосный трубе, причем шумопоглощающие вставки последовательно расположены и жестко смонтированы во впускной и выпускной трубах и образуют между собой послеакустические камеры, длина каждой из которых больше длины вставки.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид глушителя, присоединенного к двигателю внутреннего сгорания; на фиг. 2 - глушитель, продольный разрез; на фиг. 3 продольный разрез шумопоглощающих вставок с акустической камерой и схема прохождения выхлопных газов в них.

Глушитель шума выхлопа содержит газоприемную трубу 1, которая соединена через коллектор 2 с двигателем внутреннего сгорания 3. Одновременно газоприемная труба 1 посредством промежуточной трубы 4 соединена с выпускной трубой 5. В свою очередь газоприемная труба 1 и выпускная труба 5 содержит шумопоглощающие вставки 6, которые по своей периферии совместно с внутренней поверхностью трубы 1 и 5 образуют канал-завихритель 7, поверхность которого выполнена в виде винтового, по меньшей мере, двухзаходного канала и канал-рассекатель 8, соосный трубам 1 и 5. Одновременно с этим шумопоглощающие вставки 6 расположены последовательно в газоприемной 1 и выпускной б трубах и образуют между собой полые акустические камеры 9, длина каждой из которых больше длины вставки 6.

Глушитель шума выхлопа для двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом.

Поток отработавших газов от двигателя внутреннего сгорания 3 поступает в газоприемную трубу 1 и, сталкиваясь с шумопоглощающей вставкой 6, разделяется на два потока, один из которых направляется вихревым потоком закрученным каналом-завихрителем 7, а другой поступает в канал-рассекатель 8. При этом в канале-завихрителе 7 отработавшие газы закручиваются и под действием центробежных сил на входе в первую шумопоглощающую вставку 6 отбрасываются к внутренней поверхности газоприемной трубы 1. При этом звуковые волны претерпевают многократные отражения от поверхности канала- завихрителя 7, колебания частиц газа снижаются за счет трения о стенки канала, что увеличивает потери звуковой энергии. Принципами резонансного поглощения звуковой энергии обусловлена конструкция канала-завихрителя 7, после прохождения которого отработавшие газы попадают в акустическую камеру 9, в которую одновременно поступают отработавшие газы из канала-рассекателя 8 первой шумопоглощающей вставки 6. При этом в акустической камере 9 происходит смешение двух потоков отработавших газов с более высоким и более низким давлением / высокотемпературным и низкотемпературным/, т.е. происходит частичное поглощение частот различной длины. После акустической камеры 9 отработавшие газы попадают во вторую шумопоглощающую вставку 6, в которой вновь происходит разделение газового потока, а затем в следующей акустической камере 9 их смешение, что приводит к дополнительному поглощению частот различной длины, тем самым обеспечивается дополнительное шумоглушение и формирование потоков газа. Таким образом выхлопные газы в газоприемной трубе 1 трижды проходят через шумопоглощающие вставки 6 и через две акустические камеры 9, а затем проходят через промежуточную трубу 4, в которой две шумопоглощающие вставки 6 и одна акустическая камера 9 обеспечивают окончательное шумоглушение, а также формирование потока отработавших газов перед окончательным выбросом его в окружающую среду.

Заявляемая конструкция позволяет осуществлять чередующееся разделение и дальнейшее сталкивание и соударение газовых потоков, за счет чего энергия проходящего звука пикового давления гасится, чем обеспечивается сглаживание пульсаций газа и достигается интенсивное шумоглушение. Одновременно заявляемая конструкция глушителя позволяет полностью отказаться от глушителей шума корпусного типа, в связи с тем, что шумопоглощающие вставки заявляемой конструкции могут размещаться в стандартных трубах, имеющих наружный диаметр порядка 42 мм.

Заявляемое техническое решение позволяет изготавливать менее металлоемкие и более технологичные глушители шума для двигателей внутреннего сгорания. ЫЫЫ2

Использование: в области машиностроения. Сущность изобретения: глушитель шума выхлопа содержит газоприемную трубу, которая через коллектор соединена с двигателем внутреннего сгорания, а газоприемная труба посредством промежуточной трубы соединена с выпускной трубой. Трубы содержат шумопоглощающие вставки и образуют с ними канал-завихритель, а по оси вставки расположен канал-рассекатель. Щумопоглощающие вставки расположены в трубах и поочередно образуют между собой акустические камеры. Выхлопные газы поочередно проходят через шумопоглощающие вставки и акустические камеры подвергаются поочередному разделению на отдельные потоки, а затем смешению, в связи с чем происходит гашение энергии, порождающей звук пикового давления, обеспечивается сглаживание пульсирующего газа и достигается интенсивное шумоглушение. 3 ил.

Глушитель шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, содержащий газоприемную и выпускную трубы с шумопоглощающими вставками, которые по своей периферии и совместно с внутренней поверхностью труб образуют канал-завихритель, поверхность которого выполнена в виде винтового канала, отличающийся тем, что в каждой из шумопоглощающих вставок выполнен канал-рассекатель, соосный с газоприемной и выпускной трубами, причем вставки последовательно расположены и жестко закреплены в трубах.