ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫПУСКА ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2006 года по МПК F01N1/00 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к глушителям шума для двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано предпочтительно на грузовых автомобилях и автобусах.

Известен глушитель шума, содержащий корпус с торцевыми стенками, впускным, частично размещенным в корпусе и выпускным торцевыми патрубками и, по меньшей мере, одну поперечную перегородку, разделяющую корпус на камеры и снабженную перепускной трубкой [1]. По принципу работы глушитель является реактивным. Шум подавляется, по крайней мере, в двух расширительных камерах, расположенных последовательно одна за другой. Исходя из современного уровня развития техники, реактивный глушитель с двумя и более расширительными камерами представляется малоэффективным.

Наиболее близким к заявляемому решению является глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, состоящий из корпуса, передней и задней торцевых стенок, двух поперечных перегородок, впускного и выпускного патрубков [2].

Поперечные перегородки разделяют корпус на три камеры: впускную, промежуточную и выпускную. Срезы выпускных труб находятся в промежуточной камере. Впускная и выпускная камеры заполнены звукопоглощающей набивкой. Глушитель по принципу работы является активно-реактивным. Активное поглощение энергии звуковых волн происходит при прохождении потока газов через перфорированные патрубки, а энергия колебаний преобразуется в теплоту звукопоглощающей набивкой во впускной и выпускной камерах.

Поперечная перегородка имеет одну плоскую грань и две отбортовки. Плоскость грани поперечной перегородки параллельна торцу корпуса. Внешняя отбортовка имеет контакт с внутренней поверхностью корпуса, внутренняя - с наружной поверхностью перфорированного патрубка.

Форма поперечной перегородки рассмотренного глушителя свидетельствует о том, что перегородку устанавливают в корпусе при помощи сварки. Сварные точки создают методом контактной сварки на наружной поверхности внешней отбортовки и на внутренней поверхности корпуса.

Недостатком известной конструкции является низкая эффективность шумоглушения, так как глушители с одной расширительной камерой и двумя поглощающими каналами малоэффективны для обеспечения норм ЕВРО-2 и ЕВ-РО-3.

Задача настоящего технического решения - повышение эффективности глушителя.

Повышение эффективности глушителя достигается за счет изменения формы перегородки. Этим организуется такое движение потока газов через промежуточную камеру, при котором происходят дополнительные процессы глушения шума, а именно образованная перегородками форма промежуточной камеры позволяет осуществить последовательно два процесса расширения газа.

Поставленная задача достигается тем, что в глушителе шума выпуска газов двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с передней и задней торцевыми стенками, две перегородки, разделяющие корпус на впускную, промежуточную и выпускную камеры, впускной и выпускной перфорированные патрубки, внутренние срезы которых расположены в промежуточной камере, впускная и выпускная камеры заполнены звукопоглощающей набивкой, оси впускного и выпускного перфорированных патрубков расположены параллельно относительно друг друга, а поверхность каждой перегородки включает центральную грань и примыкающие к ней проходную поперечную грань с отверстием в центральной ее части, через которое проходит впускной или выпускной перфорированный патрубок, непроходную поперечную грань и две периферийные грани, при этом проходная поперечная грань и примыкающие к ней периферийные грани направлены в одну сторону относительно центральной грани, а непроходная поперечная грань - в противоположную, причем перегородки расположены в корпусе с возможностью номинального соприкосновения их центральных граней таким образом, что непроходные поперечные перегородки расположены на противоположных концах корпуса глушителя.

Предпочтительным является выполнение поверхности перегородок с перфорацией.

Оптимальный вариант конструкции глушителя получают, когда поверхность перехода между проходной поперечной и центральной гранями выполнена по радиусу, а на наружной поверхности центральной грани, обращенной в сторону непроходной поперечной грани, выполнен наклонный выступ.

Форма перегородок позволяет разделить промежуточную камеру на три зоны с различным поперечным сечением. Первая по ходу газов зона ограничена внутренней поверхностью корпуса, центральной гранью, двумя периферийными гранями и непроходной поперечной гранью одной перегородки и проходной поперечной гранью второй перегородки. Вторая зона разделена на две части, каждая из которых ограничена внутренней поверхностью корпуса, центральной гранью и одной периферийной гранью одной перегородки, центральной гранью и одной периферийной гранью второй перегородки. Третья зона ограничена теми же поверхностями, что и первая зона. Площадь поперечного сечения промежуточной камеры первой зоны, а также и третьей зоны больше, чем общая площадь поперечного сечения второй зоны промежуточной камеры. При движении газов через промежуточную камеру в первой зоне происходит расширение потока, во второй зоне поток разделяется на две части и сужается, в третьей зоне поток снова расширяется. Такое движение потока выхлопного газа через промежуточную камеру равноценно прохождению его последовательно через две расширительные камеры. У прототипа же имеется только одна расширительная камера. При одинаковом количестве деталей, по сравнению с прототипом, форма перегородки позволяет осуществить вместо одного два последовательных процесса расширения, тем самым повысить эффективность глушителя.

С целью получения дополнительного эффекта заглушения перегородки имеют перфорацию. Энергия колебаний в промежуточной камере поглощается звукопоглощающей набивкой, расположенной во впускной и выпускной камерах.

Применение сварки для крепления всех граней перегородки к корпусу в предлагаемой конструкции возможно, но технологически сложнее, чем в конструкции прототипа. Это обусловлено тем, что пространство внутри корпуса, в котором оперируют сварочным инструментом, ограничено центральной гранью перегородки. Высокая технологичность процесса сборки достигается за счет формы перегородки.

Для этого поверхность перехода между проходной поперечной и центральной гранями выполнена по радиусу, а на наружной поверхности центральной грани, обращенной в сторону непроходной поперечной грани, имеется наклонный выступ. Это позволяет при сборке выбрать зазор между проходными поперечными и периферийными гранями перегородок и внутренней поверхностью корпуса за счет относительного смещения перегородок. Это обеспечивает более технологичную, чем при сварке, фиксацию перегородок.

Изобретение поясняется следующими графическими материалами:

фиг.1 - глушитель, продольный разрез;

фиг.2 - перегородка, главный вид;

фиг.3 - перегородка, вид слева;

фиг.4 - перегородка, вид сверху;

фиг.5 - глушитель, поперечный разрез по А-А фиг.1;

фиг.6 - глушитель, поперечный разрез по Б-Б фиг.1;

фиг.7 - глушитель, зона В фиг.1;

фиг.8 - схема движения газов, продольный разрез по Г-Г фиг.6.

Заявляемый глушитель состоит из корпуса 1, двух одинаковых по форме перегородок 2, передней 3 и задней 4 торцевых стенок, впускного 5 и выпускного 6 перфорированных патрубков. Перегородки разделяют пространство внутри корпуса на камеры: впускную 7, промежуточную 8, выпускную 9. Впускная 7 и выпускная 9 камеры заполнены звукопоглощающей набивкой 10. Оси впускного 5 и выпускного 6 перфорированных патрубков расположены параллельно. Поверхность перегородки 2 перфорирована и имеет несколько плоских граней: центральную продольную грань 11, проходную поперечную 12, две периферийных 13, наклонных относительно центральной грани 11, и непроходную поперечную 14. Проходная поперечная грань 12 имеет отверстие 15, через которое в собранном глушителе проходит впускной 5 либо выпускной 6 перфорированный патрубок. Проходная поперечная грань 12, две периферийных грани 13 направлены в одну сторону относительно центральной грани 11, а непроходная поперечная грань 14 - в противоположную. Проходная поперечная грань 12, две периферийные грани 13, непроходная поперечная грань 14 примыкают к центральной грани 11. Проходная поперечная грань 12 примыкает к двум периферийным граням 13. Плоскости проходной поперечной грани 12 и непроходной поперечной грани 14 перпендикулярны центральной грани 11, плоскости периферийных граней 13 расположены под углом относительно всех граней перегородок. Непроходная поперечная грань 14 имеет отбортовку 16. На наружной поверхности центральной грани 11, обращенной в сторону непроходной поперечной грани 14, имеется наклонный выступ 17. Грани перегородок получены способом гибки. Поверхность перехода 18 между центральной 11 гранью и проходной поперечной гранью 12 в нормальном сечении выполнена по радиусу. Проходная поперечная грань 12 соединена с периферийными гранями 13 сварным швом 19. Перегородки 2 установлены в глушителе таким образом, что наружные поверхности центральных граней 11 номинально соприкасаются, а непроходные поперечные грани 14 обеих перегородок 2 расположены на противоположных концах корпуса 1.

Благодаря форме перегородок 2 промежуточная камера 8 разделена на три зоны: первую 20, вторую 21 и третью по ходу газов 22. Первая по ходу газов зона 20 ограничена внутренней поверхностью корпуса 1, центральной 11, двумя периферийными 13, непроходной поперечной 14 гранями одной из перегородок 2 и проходной поперечной гранью 12 другой перегородки 2. Каждая из двух частей второй зоны 21 по ходу газов ограничена внутренней поверхностью корпуса 1, центральными 11 и периферийными 13 гранями обоих перегородок 2. Третья по ходу газов зона 22 промежуточной камеры 8 ограничена поверхностями корпуса и перегородок аналогично первой зоне.

Установка перегородок 2 при сборке глушителя может быть выполнена в следующей последовательности. Сначала устанавливают первую перегородку 2 и соединяют ее при помощи контактной сварки с корпусом 1, создавая сварные точки на наружной поверхности отбортовки 16, примыкающей к непроходной поперечной грани 14, и внутренней поверхности корпуса 1. Затем устанавливают вторую перегородку 2 таким образом, чтобы наружные поверхности центральных граней 11 соприкасались. Вторую перегородку 2 перемещают вглубь корпуса 1 до соприкосновения наклонных выступов 17 на центральных гранях 11 одной из перегородок 2 с поверхностями перехода 18 между центральными 11 и проходными поперечными гранями 12 другой перегородки. При перемещении переходной поверхности 18 по наклонной поверхности наклонного выступа 17 выбирают зазор между внутренней поверхностью корпуса 1 и проходными поперечными 12 и периферийными 13 гранями перегородок 2. Положение второй перегородки 2 фиксируют, соединяя с корпусом 1 при помощи контактной сварки непроходную поперечную грань 14, создавая сварные точки на наружной поверхности отбортовки 16 и внутренней поверхности корпуса 1.

При работе глушителя происходят следующие процессы.

При прохождении газов по впускному перфорированному патрубку 5 энергия колебаний поглощается звукопоглощающей набивкой 10, расположенной во впускной камере 7. Затем газы попадают в первую зону 20 промежуточной камеры 8, которая работает как расширительная камера [3]. Благодаря перфорации, энергия колебаний в камере активно поглощается слоем звукопоглощающей набивки 10 между задней торцевой стенкой 4 и перегородкой 2. Во второй зоне 21 промежуточной камеры 8 поток газов сужается за счет меньшего поперечного сечения второй зоны 21. Затем газы попадают в третью зону 22 промежуточной камеры 8, в которой аналогично камере 21 происходят процессы подавления колебаний и поглощения энергии. После этого газы попадают в выпускной патрубок 6, в котором энергия колебаний поглощается звукопоглощающей набивкой 10, расположенной в выпускной камере 9.

Источники известности

1. А.С. СССР №1469193, МПК F 01 N 1/02, Бюл. "Открытия и изобретения" №12, 1989 г.

2. Свидетельство Российской Федерации на полезную модель №26595, МПК F 01 N 1/02 "Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания". Бюл. №34, 2002 г.

3. Луканин В.Н. "Шум автотракторных двигателей внутреннего сгорания". - М., "Машиностроение", 1971, стр.177-178.

Глушитель состоит из корпуса, разделенного двумя перегородками на впускную, промежуточную и выпускную камеры, передней и задней торцевых стенок, впускного и выпускного перфорированных патрубков, внутренние срезы которых расположены в промежуточной камере. Впускная и выпускная камера глушителя заполнены звукопоглощающей набивкой, а оси перфорированных патрубков расположены параллельно относительно друг друга. Перегородки имеют перфорацию, и их поверхность разделена на грани: центральную грань и примыкающие к ней проходную поперечную грань с отверстием в центральной ее части, через которое проходит впускной или выпускной перфорированный патрубок, непроходную поперечную грань и две периферийные грани. Проходная поперечная грань и примыкающие к ней периферийные грани направлены в одну сторону относительно центральной грани, а непроходная поперечная грань - в противоположную; перегородки расположены в корпусе глушителя с возможностью номинального соприкосновения центральных граней обеих перегородок и ориентированы таким образом, что непроходные поперечные грани перегородок расположены на противоположных концах корпуса глушителя. Поверхность перехода между проходной поперечной и центральной гранями выполнена по радиусу, а на наружной поверхности центральной грани, обращенной в сторону непроходной поперечной грани, выполнен наклонный выступ. Изобретение позволяет повысить эффективность глушителя. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Глушитель шума выпуска газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с передней и задней торцевыми стенками, две перегородки, разделяющие корпус на три камеры: впускную, промежуточную и выпускную, впускной и выпускной перфорированные патрубки, внутренние срезы которых расположены в промежуточной камере, а впускная и выпускная камеры заполнены звукопоглощающей набивкой, отличающийся тем, что оси впускного и выпускного перфорированных патрубков расположены параллельно относительно друг друга, а поверхность каждой перегородки включает центральную грань и примыкающие к ней проходную поперечную грань с отверстием в центральной ее части, через которое проходит впускной или выпускной перфорированный патрубок, непроходную поперечную грань и две периферийные грани, при этом проходная поперечная грань и примыкающие к ней две периферийные грани направлены в одну сторону относительно центральной грани, а непроходная поперечная грань - в противоположную, причем перегородки расположены в корпусе с возможностью номинального соприкосновения их центральных граней таким образом, что непроходные поперечные грани расположены на противоположных концах корпуса глушителя.2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что поверхность перегородок имеет перфорацию.3. Глушитель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что поверхность перехода между проходной поперечной и центральной гранями выполнена по радиусу, а на наружной поверхности центральной грани, обращенной в сторону непроходной поперечной грани, выполнен наклонный выступ.