ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F01N1/10 

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано для глушения шума выпуска двигателя внутреннего сгорания.

Известен глушитель шума [1] держащий цилиндрический корпус, снабженный входной и выходной торцевыми стенками, впускным, частично расположенным в корпусе, и выпускным патрубками, и внутренний перфорированный полый цилиндр с торцовой заглушкой, установленный с зазором относительно выходной торцовой стенки, охватывающий впускной патрубок, который выполнен перфорированным и сопряженным выходным срезом с торцовой заглушкой цилиндра, последний со стороны выходной торцовой стенки помещен в кожух, выполненный заглушенным со стороны выходной торцовой стенки и с открытым косым срезом со стороны впускного патрубка, причем впускной патрубок, цилиндр и кожух установлены соосно относительно один другого и с эксцентриситетом относительно корпуса, а выпускной патрубок установлен на боковой поверхности корпуса в зоне выходной торцевой стенки. Кольцевой зазор, образованный впускным патрубком и цилиндром, может быть заполнен звукопоглощающим материалом (гранулированным катализатором).

Отработанные газы двигателя поступают в полость впускного патрубка, где расширяются и откуда через отверстия перфорации поступают в зазор между патрубком и цилиндром, заполненным звукопоглощающим материалов. Далее газы через отверстия перфорации цилиндра частично поступают в полость кожуха и оттуда, смешиваясь с остальными газами, поступают в зазор между кожухом и корпусом и через выпускной патрубок отводятся из глушителя. Но конструкция этого глушителя шума такова, что он имеет, повышенное гидравлическое сопротивление из-за использования звукопоглощающего материал, сложность конструкции, низкую технологичность и ограниченную эффективность шумоглушения, связанную, в частности, с толщиной слоя звукопоглощающего материала.

Также известен глушитель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания [2] являющийся прототипом и содержащий цилиндрический корпус с входной и выходной торцовыми стенками, впускной, частично размещенный в корпусе, и выпускной, размещенный на боковой поверхности корпуса в зоне выходной торцовой стенки, патрубки и внутренний полый перфорированный цилиндр с торцовой заглушкой, установленный с зазором относительно выходной торцовой станки и охватывающий впускной патрубок, выполненный перфорированным и сопряженный выходным торцом с торцовой заглушкой цилиндра, причем впускной патрубок и цилиндр установлены соосно относительно один другого и с эксцентриситетом относительно корпуса, а отверстия перфорации полого цилиндра выполнены в зоне, противоположной патрубку. Отработанные газы через полость впускного патрубка и отверстия перфорации, размещенные в зоне, противоположной выпускному патрубку, поступают в полость, образованную внутренней поверхностью корпуса и цилиндром, и далее через выпускной патрубок выбрасываются в атмосферу. Благодаря конструкции отверстий и направлению отгиба основного материала потоки газа имеют как встречное направление движения, так и противоположные направления закрутки. Выполнение отверстий цилиндра со стороны, противоположной выпускному патрубку, как удлиняет пробег газов, так и обеспечивает глухой частью цилиндра звукоизоляцию.

Но конструкция глушителя шума-прототипа такова, что она обладает относительно низкой эффективностью шумоглушителя.

Анализ приведенного уровня техники свидетельствует о том, что задачей изобретения является создание глушителя шума выпуска двигателя внутреннего сгорания, с большей эффективностью шумоглушения и меньшим гидравлическим сопротивлением.

Это достигается в предложенном глушителе шума, содержащем цилиндрический корпус с входной и выходной торцовыми стенками, впускной, частично размещенный в корпус, и выпускной, размещенный на боковой поверхности корпуса в зоне выходной торцовой стенки, патрубки и внутренний полый перфорированный цилиндр с торцовой заглушкой, установленный с зазором относительно выходной торцовой стенки и охватывающий впускной патрубок, выполненный перфорированным и сопряженный выходным торцом с торцовой заглушкой цилиндра, причем впускной патрубок и цилиндр установлены соосно относительно один другого и с эксцентриситетом относительно корпуса, при этом отверстия перфорации впускного патрубка и полого цилиндра выполнены в зоне, противоположной выпускному патрубку, а пространство между впускным патрубком и цилиндром разделено зигзагообразной перегородкой с образованием противоположно направленных, чередующихся каналов по всей развертке наружной поверхности впускного патрубка, попарно соединяющих перфорированные отверстия впускного патрубка и полого цилиндра. При этом впускной патрубок и цилиндр могут образовывать узкую щель, а площади проходных сечений глушителя выбираются из соотношения F₁<F₂<F₃<F₄<F₅ <F₆, где F₁ площадь проходного сечения впускного патрубка, F₂ площадь перфорированных отверстий впускного патрубка, F ₃ площадь проходного сечения, образованная впускным патрубком и цилиндром, F₄ площадь перфорированных отверстий цилиндра, F₅ площадь проходного сечения между корпусом и цилиндром, F₆ площадь проходного сечения выпускного патрубка. По одному из вариантов отверстия перфорации цилиндра выполнены в виде щелевого расширяющегося сопла, расположенного вдоль оси цилиндра.

На фиг. 1 приведет продольный разрез предлагаемого глушителя шума, на фиг. 2 развертка по образующей цилиндра глушителя, на фиг. 3 показано расположение отверстий перфорации впускного патрубка и цилиндра, на фиг. 4 - особое выполнение этих же отверстий.

Глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1 с входной 2 и выходной 3 торцевыми стенками, впускной 4, частично размещенный в корпусе, и выпускной 5, размещенный на боковой поверхности корпуса 1 в зоне выходной торцовой стенки 3, патрубки и внутренний полый перфорированный цилиндр 6 с торцовой заглушкой 7, установленный с зазором относительно выходной торцовой стенки и охватывающий впускной патрубок 4, выполненный перфорированным и сопряженный выходным торцом с торцовой заглушкой 7 цилиндра 6, причем впускной патрубок 4 и цилиндр 6 установлены соосно один относительно другого и с эксцентриситетом относительно корпуса 1, отверстия перфорации 8, 9 соответственно цилиндра 6 и впускного патрубка 4 выполнены в зоне, противоположной выпускному патрубку 5, а пространство между впускным патрубком 1 и цилиндром разделено зигзагообразной перегородкой 10 с образованием противоположно направленных, чередующихся каналов по всей развертке наружной поверхности впускного патрубка 4, попарно соединяющих перфорированные отверстия 8, 9 соответственно полого цилиндра 6 и впускного патрубка 4.

Впускной патрубок 4 и цилиндр могут образовывать узкую щель, а площади проходных сечений глушителя выбираются из соотношения: F₁<F₂<F₃<F₄<F₅<F₆, где F_\21 площадь проходного сечения впускного патрубка 4, F₂ - площадь проходного сечения перфорированных отверстий 9 впускного патрубка 4, F₃ площадь проходного сечения, образованная впускным патрубком 4 и цилиндром 6, F₄ площадь проходного сечения перфорированных отверстий 8 цилиндра 6, F₅ площадь проходного сечения между корпусом 1 и цилиндром 6 и F₆ площадь проходного сечения выпускного патрубка 5.

Отверстия перфорации цилиндра (фиг. 4) могут быть выполнены в виде щелевого расширяющегося сопла 11, расположенного вдоль оси цилиндра 6.

Глушитель работает следующим образом. Отработанные газы через полость впускного патрубка 4 и отверстия 9 его перфорации поступают в полость цилиндра 6, откуда через отверстия 8 его перфорации, поступают в полость, образованную внутренней поверхностью корпуса 1 и цилиндра 6, и далее через выпускной патрубок 5 выбрасываются в атмосферу. Выполнение отверстий 8 цилиндра 6 и отверстий 9 впускного патрубка 4 со стороны, противоположной выпускному патрубку 5, а также соединения их попарно загзагообразной перегородкой 10 с образованием противоположно направленных, чередующихся каналов удлиняет пробег газов и обеспечивают глухой частью цилиндра 6 звукоизоляцию. При этом потоки газа двух соседних чередующихся каналов имеют встречное направление движения и частично соударяются при выходе из отверстий 8 цилиндра 6, что повышает эффективность шумоглушения.

Выполнение пространства между впускным патрубком 4 и цилиндром 6 в виде узкой щели (порядка 1,5-3 мм) еще более повышает эффективность шумоглушения из-за того, что звуковая волна при своем движении испытывает многократные отражения от стенок щели, при этом уменьшая свою энергию. Эффективность шумоглушения увеличивается при уменьшении просвета щели и увеличений ее длины, т.е. пробега газов. Выполнение проходных сечений глушителя в виде соотношения F₁<F₂<F₃<F₄<F₅<F₆, где площади проходных сечений соответственно впускного патрубка 4 (F₁), отверстий 9 впускного патрубка 4 (F₂), образованная впускным патрубком 4 и цилиндром 6 (F₃), отверстий 8 цилиндра 6 (F₄), между корпусом 1 и цилиндром 6 (F₅), выпускного патрубка (F₆), приводит к уменьшению гидравлического сопротивления потоку отработанного газа, не ухудшая эффективности шумоглушения. Выполнение отверстий цилиндра 6 в виде щелевого расширяющегося сопла 11, расположенного вдоль оси цилиндра (фиг. 4), создает разряжение в зоне сопла 11, приводя к дополнительному "подсосу" истекающих газов со стороны щели, что уменьшает ее гидравлическое сопротивление, а также создает встречный приток газов из полости между корпусом 1 и цилиндром 6, что приводит к соударению этих потоков, уменьшая энергию звуковой волны и еще более повышает эффективность шумоглушения. Встречные потоки газов образуются также при течении в противоположнонаправленных, чередующихся каналах, созданных зигзагообразной перегородкой 10, при этом соударение газов происходит в рабочей зоне сопла 11, также повышая эффективность шумоглушения. Таким образом, предложенный глушитель обладает более высокой эффективностью шумоглушения.

Использование: изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано для глушения шума выпуска двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1 с входной 2 и выходной 3 торцевыми стенками, впускной 4, частично размещенный в корпусе, и выпускной 5, размещенный на боковой поверхности корпуса 1 в зоне выходной торцовой стенки, патрубки и внутренний полый перфорированный цилиндр 6 с торцовой заглушкой 7,, установленный с зазором относительно торцовой стенки 3 и охватывающий впускной патрубок 4, выполненный перфорированным и сопряженный выходным торцом с торцовой заглушкой 7 цилиндра 6, причем впускной патрубок 4 и цилиндр 6 установлены соосно относительно один другого и с эксцентриситетом относительно корпуса 1. В глушителе выполнены отверстия 8, 9 соответственно цилиндра 6 и впускного патрубка 4 в зоне, противоположной выпускному патрубку 5, а пространство между впускным патрубком 4 и цилиндром 6 раздельно зигзагообразной перегородкой 10 с образованием противоположно направленных, чередующихся каналов по всей развертке наружной поверхности впускного 4 патрубка, попарно соединяющих перфорированные отверстия 8, 9 впускного патрубка 4 и полого цилиндра 6. Предложенный глушитель имеет более высокую эффективность шумоглушения. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Глушитель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с входной и выходной торцовыми стенками, впускной, частично размещенный в корпусе, и выпускной, размещенный на боковой поверхности корпуса в зоне выходной торцовой стенки патрубки и внутренний полый перфорированный цилиндр с торцовой заглушкой, установленный с зазором относительно выходной торцовой стенки и охватывающий впускной патрубок, выполненный перфорированным, причем отверстия перфорации выполнены в зоне, противоположной выпускному патрубку и сопряженный выходным торцом с торцевой заглушкой цилиндра, причем впускной патрубок и цилиндр установлены соосно относительно один другого и с эксцентриситетом относительно корпуca, отличающийся тем, что отверстия перфорации впускного патрубка выполнены в зоне, противоположной выпускному патрубку, а пространство между впускным патрубком и цилиндром разделено зигзагообразной перегородкой с образованием противоположно направленных, чередующихся каналов по всей развертке наружной поверхности впускного патрубка, попарно соединяющих перфорированные отверстия впускного патрубка и полого цилиндра. 2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что впускной патрубок и цилиндр образуют узкую щель. 3. Глушитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что площадь проходного сечения впускного патрубка F₁, площадь перфорированных отверстий впускного патрубка F₂, площадь проходного сечения F₃, образованная впускным патрубком и цилиндром, площадь перфорированных отверстий цилиндра F₄, площадь проходного сечения между корпусом и цилиндром F₅ и площадь проходного сечения выпускного патрубка F₆ выбраны из соотношения
F₁ < F₂ < F₃ < F₄ < F₅ < F₆. 4. Глушитель по пп.1 3, отличающийся тем, что отверстия перфорации цилиндра выполнены в виде щелевого расширяющегося сопла, расположенного вдоль оси цилиндра.