ГЛУШИТЕЛЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2002 года по МПК F01N1/10 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для снижения уровня шума отработанных газов в качестве глушителя для двигателя внутреннего сгорания.

Известен глушитель для двигателя внутреннего сгорания (ДВС), включающий входной патрубок и выходной патрубок, выполненный в виде перфорированной трубы, установленные в корпусе с перфорированными перегородками, выходной патрубок окружен звукопоглощающим материалом (патент США 5266755, опубл. 1993 г.).

Известное устройство имеет сложную конструкцию и недостаточную эффективность в работе, поскольку параметры перфорации не связаны с диаметром основного патрубка.

Известен глушитель для ДВС, включающий корпус с установленной в нем перфорированной трубой, окруженной звукопоглощающим материалом (патент ЕР 822322, опубл. 1998 г.).

Известный глушитель имеет достаточно сложную форму корпуса и использует дорогостоящие материалы, кроме того, недостаточно эффективен, поскольку параметры перфорации не связаны с диаметром патрубка.

Задачей настоящего изобретения является разработка глушителя, имеющего простую и технологичную конструкцию с высоким уровнем звукоподавления.

Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении эффективности звукоподавления глушителя.

Результат достигается тем, что в глушителе для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с установленной в нем перфорированной трубой диаметром d, окруженной звукопоглощающим материалом, характерный размер корпуса H=2,36-4,1d, длина корпуса L=10-17,39d, диаметр перфорационных отверстий d₁= 0,039-0,068d, шаг перфорации S=0,066-0,11d, и тем, что звукопоглощающий материал выполнен в виде стеклянного волокна, и/или базальтового волокна, и/или металлического волокна, и/или стеклянного холста, и/или стеклянной сетки, и/или полимерной пленки, и тем, что на входе перфорированной трубы установлена шайба диаметром d₂=0,39-0,68d, и тем, что корпус выполнен с цилиндрическим, или овальным, или многоугольным сечением, и тем, что в корпусе установлены не менее одной перфорированной перегородки, и тем, что перфорированная перегородка выполнена с диаметром перфорации d₁=0,039-0,068d и шагом перфорации S=0,066-0,11d, и тем, что перфорированная труба диаметром d окружена дополнительным перфорированным цилиндрическим корпусом диаметром d₃= 1,18-1,5d с диаметром и шагом перфорации цилиндрической части и стенок, идентичными аналогичным параметрам трубы, выполненной с внутренними перфорированными перегородками, пространство между которыми длиной L₁=8-13,91d заполнено звукопоглощающим материалом, и тем, что дополнительный перфорированный цилиндрический корпус выполнен с двумя внутренними перфорированными стенками, а перфорированная труба выполнена с двумя дополнительными внутренними перфорированными перегородками, пространство между которыми длиной L₂= 2-3,09d не заполнено звукопоглощающим материалом.

Конкретные, но не ограничивающие настоящее изобретение, примеры выполнения глушителя приведены на фиг.1-4, где изображены основной корпус, заполненный звукопоглощающим материалом (далее материалом), с перфорированной трубой, возможная совокупность слоев звукопоглощающего материала, основной корпус с перфорированной трубой, в которой установлена шайба, основной корпус с перфорированной перегородкой, основной и дополнительный корпусы с перфорированной трубой, заполненной материалом, основной корпус и дополнительный корпус с перфорированными перегородками и с перфорированной трубой, заполненной материалом частично.

Глушитель содержит корпус 1, перфорированную трубу 2, перфорационные отверстия 3 трубы, шаг перфорации 4, звукопоглощающий материал 5, слои 5₁-5₆ звукопоглощающего материала, шайбу 6, перфорированные перегородки 7, дополнительный корпус 8, перфорированные перегородки 9 трубы 2, дополнительные перфорированные перегородки 10 трубы 2, перфорированные перегородки 11 дополнительного корпуса 8.

Принцип действия глушителя частично основан на принципе поглощения звуковой энергии и превращения ее в тепловую энергию, частично на принципе акустического фильтра, при котором постоянная составляющая газового потока беспрепятственно пропускается в окружающую среду, а энергия пульсации возвращается источнику. Из приемной трубы на вход глушителя набегают волны с различными распределениями давления по сечению. Они частично отражаются и частично проникают в глушитель и распространяются в нем уже в виде волн, специфичных для данного глушителя. Эти волны затухают при распространении вследствие поглощения звуковой энергии в звукопоглощающем материале. На выходе из глушителя затухающая волна частично отражается, а частично проникает в выпускную трубу.

Газовая струя поступает в перфорированную трубу 2 и через перфорационные отверстия 3 в материал, где поглощается звуковая энергия и гасится тепловая. Диаметр и шаг перфорации подобраны с эффектом максимального преобразования звуковой энергии в тепловую, а слои материала - с максимальным поглощением этой энергии. Шайба 6 на входе трубы 2 работает как диффузор и на ее выходе скорость и энергия волны понижается, что способствует преобразованию звуковой энергии в тепловую. Перегородки 7 в корпусе также способствуют снижению энергии волны. Использование дополнительного корпуса 8 с перфорированными стенками и заполнение трубы 2 материалом между перегородками 9 позволяют значительно снизить энергию звуковой волны. Еще больший эффект дает использование комбинации перегородок 10 в трубе 2 и соответствующих перегородок 11 с материалом между ними в дополнительном корпусе 8. Общая совокупность признаков позволяет добиться очень значительного эффекта шумоподавления, а комбинация признаков позволяет достигать высокого результата при незначительных затратах. При этом конструкция глушителя в целом достаточно проста и технологична. Таким образом достигается значительное повышение эффективности звукоподавления глушителя при упрощении конструкции.

Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении эффективности звукоподавления глушителя. Глушитель содержит корпус, перфорированную трубу, перфорационные отверстия трубы, шаг перфорации, звукопоглощающий материал, шайбу, перфорированные перегородки, дополнительный корпус, перфорированные перегородки трубы, дополнительные перфорированные перегородки трубы, перфорированные перегородки дополнительного корпуса. 7 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Глушитель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с установленной в нем перфорированной трубой диаметром d, окруженной звукопоглощающим материалом, отличающийся тем, что характерный размер корпуса Н= 2,36-4,1d, длина корпуса L= 10-17,39d, диаметр перфорационных отверстий d₁= 0,039-0,068d, шаг перфорации S= 0,066-0,11d. 2. Глушитель по п. 1, отличающийся тем, что звукопоглощающий материал выполнен в виде стеклянного волокна, и/или базальтового волокна, и/или металлического волокна, и/или стеклянного холста, и/или стеклянной сетки, и/или полимерной пленки. 3. Глушитель по п. 1, отличающийся тем, что на входе перфорированной трубы установлена шайба диаметром d₂= 0,39-0,68d. 4. Глушитель по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен с цилиндрическим, или овальным, или многоугольным сечением. 5. Глушитель по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе установлены не менее одной перфорированной перегородки. 6. Глушитель по п. 5, отличающийся тем, что перфорированная перегородка выполнена с диаметром перфорации d₁= 0,039-0,068d и шагом перфорации S= 0,066-0,11d. 7. Глушитель по пп. 1-6, отличающийся тем, что перфорированная труба диаметром d окружена дополнительным перфорированным цилиндрическим корпусом диаметром d₃= 1,18-1,5d с диаметром и шагом перфорации цилиндрической части и стенок, идентичными аналогичным параметрам трубы, выполненной с внутренними перфорированными перегородками, пространство между которыми длиной L₁= 8-13,91d заполнено звукопоглощающим материалом. 8. Глушитель по п. 7, отличающийся тем, что дополнительный перфорированный цилиндрический корпус выполнен с двумя внутренними перфорированными стенками, а перфорированная труба выполнена с двумя дополнительными внутренними перфорированными перегородками, пространство между которыми длиной L₂= 2-3,09d не заполнено звукопоглощающим материалом.