ВЫХЛОПНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ДВС Российский патент 2000 года по МПК F01N7/08 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с объединенными в две группы выпускными патрубками.

Из уровня техники известно выхлопное устройство для ДВС, содержащее выпускную трубу, соединенную с камерой расширения, к которой на выходе подключен перфорированный кожух со звукоизоляцией ( патент СССР 757124, кл. F 01 N 1/00, 1980 г.). Однако эффективность его работы недостаточна для снижения шума в двигателях. Известна также выхлопная система для ДВС, содержащая подключенный к выпускным патрубкам двигателя многоканальный выпускной коллектор с двумя трубами, соединенными между собой патрубком, и расширительную камеру ( авт. св. СССР 643659, кл. E 01 N 7/02, 1979 г.). Данное устройство для повышения эффективности глушения шума снабжено на выходе несколькими резонансными камерами, что существенно усложняет конструкцию.

Наиболее близким к изобретению является выхлопная система для ДВС, содержащая соединенный с выпускными патрубками двухтрубный выпускной коллектор, расширительную камеру с отводным трубопроводом, подключенную на входе к трубам выпускного коллектора ( авт.св. СССР 966257, кл. F 01 N 1/0, 1982 г. ). При этом расширительная камера выполнена с продольной мембраной и снабжена дополнительной демпфирующей камерой, связанной посредством соединительного патрубка с трубами выпускного коллектора, что значительно усложняет конструкцию.

Изобретение направлено на повышение эффективности глушения шума в ДВС с двухтрубным выпускным коллектором при работе на различных режимах в широком акустическом спектре.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в выхлопной системе для ДВС, включающей расширительную камеру, подсоединенную на входе к двухтрубному выпускному коллектору, а на выходе к отводящей магистрали, согласно изобретению расширительная камера образована двумя перфорированными трубами, соединенными соответственно с трубами выпускного коллектора и отводящей магистралью и помещенными в плоский удлиненный кожух, стенки которого имеют двухслойное внутреннее покрытие из листового пористого звукопоглощающего материала и сетчатого экрана, при этом длина расширительной камеры превышает ее ширину в 6 - 8 раз, пространство между перфорированными трубами заполнено мягким волокнистым звукопоглощающим материалом, диаметр отверстий перфорации монотонно увеличивается, а шаг - монотонно уменьшается от входа расширительной камеры к выходу.

Кроме того, отверстия перфорированных труб расширительной камеры расположены в два ряда в шахматном порядке при следующем соотношении геометрических параметров:
b = (3 -4) D,
d_н = (0,1 - 0,2) D,
d_k = (2 - 3) d_н,
S_н = (1,0 - 1,5) D,
S_k = (0,3 - 0,5) S_н,
где b - ширина расширительной камеры;
D - наружный диаметр перфорированных труб;
d_н - диаметр отверстий перфорации на начальном (входном) участке;
d_k - диаметр отверстий перфорации на конечном (выходном) участке;
S_н - шаг отверстий перфорации на начальном (входном) участке;
S_k - шаг отверстий перфорации на конечном (выходном) участке.

Предложенное конструктивное выполнение выхлопного устройства в заявленном диапазоне соотношений геометрических параметров обеспечивает эффективное глушение шума за счет оптимального сочетания снижения скорости (мощности) отработавших выхлопных газов при их поочередном поступлении в расширительную камеру с эффектом резонансного погашения звуковых пиков мощности в широком диапазоне частот при прохождении через систему оптимально подобранных отверстий перфорированных труб с возрастающим проходным сечением и поглощения акустических колебаний внутренним комбинированным звукопоглощающим покрытием кожуха и заполняющим его мягким волокнистым звукопоглощающим материалом.

На фиг. 1 представлен общий вид выхлопной системы.

На фиг. 2 - сечение I-I на фиг. 1.

На фиг. 3 - разрез II-II на фиг. 1.

Выхлопная система предназначена для двигателей внутреннего сгорания с двухтрубным 1, 2 выпускным коллектором и содержит расширительную камеру, образованную двумя перфорированными трубами 3, 4, помещенными в плоский удлиненный кожух 5, стенки 6 которого имеют двухслойное внутреннее покрытие из листового пористого звукопоглощающего материала 7 (например, листовой асбест) и мелкоячеистого сетчатого экрана 8. Внутреннее пространство между перфорированными трубами 3 и 4, которые на выходе соединены с отводящей магистралью 9, заполнено мягким волокнистым звукопоглощающим материалом 10 (например, минеральной ватой). Отверстия перфорации расположены вдоль перфорированных труб 3, 4 в два ряда в шахматном порядке, при этом диаметр отверстий перфорации монотонно увеличивается, а шаг - монотонно уменьшается от входа расширительной камеры к выходу при следующем соотношении геометрических параметров:
l = (6 - 8) b,
b = (3 - 4) D,
d_н = (0,1 - 0,2) D,
d_k = (2 - 3) d_н,
S_н = (1,0 - 1,5) D,
S_k = (0,3 - 0,5) S_н,
где l - длина расширительной камеры;
b - ширина расширительной камеры;
D - наружный диаметр перфорированных труб;
d_н - диаметр отверстий перфорации на начальном (входном) участке;
d_k - диаметр отверстий перфорации на конечном (выходном) участке;
S_н - шаг отверстий перфорации на начальном (входном) участке;
S_k - шаг отверстий перфорации на конечном (выходном) участке.

Выхлопная система функционирует следующим образом.

При работе ДВС отработавшие выхлопные газы поочередно проходят по трубам 1 (или 2) выпускного коллектора и соответственно по перфорированным трубам 3 (или 4) и, расширяясь, через отверстия перфорации с возрастающим по ходу проходными сечениями поступают во внутреннее пространство расширительной камеры. В расширительной камере одновременно протекают сложные процессы глушения шума, включающие интерференцию пульсирующих струй выхлопных газов, поочередно истекающих из отверстий перфорированных труб 3, 4 с последовательным снижением скорости, и комбинированное поглощение акустических колебаний двухслойным (7, 8) внутренним покрытием стенок 6 кожуха 5 и мягким волокнистым звукопоглощающим материалом 10, заполняющим внутреннее пространство расширительной камеры между перфорированными трубами 3 и 4. Потерявшие энергию выхлопные газы из перфорированных труб 3 и 4 направляются в отводящую магистраль 9.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ДВС с двухтрубным выпускным коллектором. Выхлопная система включает расширительную камеру, образованную двумя перфорированными трубами, соединенными с трубами выпускного коллектора и отводящей магистралью и помещенными в плоский удлиненный кожух, стенки которого имеют двухслойное внутреннее покрытие из листового пористого звукопоглощающего материала и сетчатого экрана. При этом внутреннее пространство между перфорированными трубами заполнено мягким волокнистым звукопоглощающим материалом, диаметр отверстий перфорации монотонно увеличивается, а шаг - монотонно уменьшается от входа расширительной камеры к выходу. Изобретение позволяет повысить эффективность глушения шума. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Выхлопная система для ДВС, включающая расширительную камеру, подсоединенную на входе к двухтрубному выпускному коллектору, а на выходе к отводящей магистрали, отличающаяся тем, что расширительная камера образована двумя перфорированными трубами, соединенными соответственно с трубами выпускного коллектора и отводящей магистралью и помещенными в плоский удлиненный кожух, стенки которого имеют двухслойное внутреннее покрытие из листового пористого звукопоглощающего материала и сетчатого экрана, при этом длина расширительной камеры превышает ее ширину в 6 - 8 раз, пространство между перфорированными трубами заполнено мягким волокнистым звукопоглощающим материалом, диаметр отверстий перфорации монотонно увеличивается, а шаг - монотонно уменьшается от входа расширительной камеры к выходу. 2. Выхлопная система для ДВС по п.1, отличающаяся тем, что отверстия перфорированных труб расширительной камеры расположены в два ряда в шахматном порядке при следующем соотношении геометрических параметров:
b = (3 - 4) D,
d_н = (0,1 - 0,2) D,
d_к = (2 - 3) d_н,
S_н = (1,0 - 1,5) D,
S_к = (0,3 - 0,5) S_н,
где b - ширина расширительной камеры;
D - наружный диаметр перфорированных труб;
d_н - диаметр отверстий перфорации на начальном (входном) участке;
d_к - диаметр отверстий перфорации на конечном (выходном) участке;
S_н - шаг отверстий перфорации на начальном (входном) участке;
S_к - шаг отверстий перфорации на конечном (выходном) участке.