ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2006 года по МПК F01N1/10 

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

Известен глушитель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС) (патент РФ №2033534, кл. F 01 N 1/02, 1/08, опубл. 1995 г.), содержащий корпус с боковыми стенками и перфорированной перегородкой, разделяющей корпус на две камеры, в первой камере установлен входной патрубок диаметром d, продленный во вторую камеру, во второй камере установлен выходной патрубок, продленный в первую камеру.

Известное устройство недостаточно эффективно в работе, поскольку не обеспечивает снижение низкочастотных и высокочастотных пульсаций.

Задачей настоящего изобретения является разработка глушителя, обеспечивающего возможность регулирования параметров шумоглушения при простой конструкции глушителя.

Технический результат состоит в повышении эффективности звукоподавления глушителя в низкочастотном и высокочастотном диапазонах звуковых частот при низком противодавлении.

Результат достигается тем, что в глушителе шума выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с боковыми стенками и перфорированной перегородкой, разделяющей корпус на две камеры, в первой камере установлен входной патрубок диаметром d, продленный во вторую камеру, во второй камере установлен выходной патрубок, продленный в первую камеру, в первой и второй камере установлен переходной патрубок диаметром d_пер=(0,3-2)d, выходной патрубок выполнен диаметром d_вых=(0,3-2)d, длина корпуса L=(3-12)d, ширина корпуса S=(3-12)d, высота корпуса H=(3-12)d, длина первой камеры L₁=(1,5-10,5)d, длина второй камеры L₂=(1,5-10,5)d, в первой и второй камере у боковых стенок корпуса выполнены слои звукопоглощающего материала толщиной I₁=I₂=0,5d, длина продления входного патрубка во вторую камеру L₃=(1,0-10,5)d, на всем протяжении которой выполнена перфорация диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, длина продления второго патрубка в первую камеру L₄=(1,0-10,5)d, на всем протяжении которой выполнена перфорация диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, переходной патрубок выполнен длиной L_пер=(2-11)d с перфорацией по всей длине диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, перфорация перегородки выполнена диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, слои звукопоглощающего материала отделены от пространства соответствующих камер перфорированными перегородками с диаметром перфорации d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, 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.

Блок-схема глушителя приведена на чертеже, где изображены: корпус 1 с длиной L=(3-12)d, шириной S=(3-12)d, высотой Н=(3-12)d, стенки 2, входной патрубок 3 диаметром d, продленный во вторую камеру, с длиной продления входного патрубка во вторую камеру L₃=(1,0-10,5)d, на всем протяжении которой выполнена перфорация диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, выходной патрубок 4, выполненный диаметром d_вых=(0,3-2)d, с длиной продления второго патрубка в первую камеру L₄=(1,0-10,5)d, на всем протяжении которой выполнена перфорация диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, перфорированная перегородка 5, перфорация которой выполнена диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, переходной патрубок 6, выполненный длиной L_пер=(2-11)d с перфорацией по всей длине диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, первая камера 7, вторая камера 8, слои 9, 10 звукоизоляционного материала толщиной I₁=I₂=0,5d, дополнительные перфорированные перегородки 11, 12, перфорация которых выполнена диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d.

Действие глушителя основано частично 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 гасится перфорационными отверстиями. Из приемной трубы на вход глушителя набегают волны с произвольным распределением 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 и уменьшения амплитуды их колебаний за счет отверстий перфорации, работающих как последовательный акустический фильтр. На выходе из глушителя затухающая волна попадает в выпускную трубу.

Газовый поток поступает во входной патрубок 3, проходит по нему через первую камеру 7 и через перфорированные отверстия входного патрубка 3 поступает во вторую камеру 8. Перфорационные отверстия работают как последовательный акустический фильтр, который гасит энергию колебаний газового потока на собственных частотах колебаний, определяемых параметрами перфорации. Амплитуда колебаний газового потока, прошедшего в полость второй камеры 8, гасится на частотах, определяемых параметрами перфорации входного патрубка 3, обладающего эффективным звукопоглощением в широком диапазоне низкочастотных пульсаций, и слоя 10 звукопоглощающего материала второй камеры 8, обладающего эффективным звукопоглощением в широком диапазоне высокочастотных пульсаций.

Перфорированная перегородка 12 позволяет производить частотную настройку резонансной камеры 8.

Газовый поток из камеры 8 поступает в переходной патрубок 6, в котором перфорационные отверстия работают как последовательный акустический фильтр, который гасит энергию колебаний газового потока на собственных частотах колебаний, определяемых параметрами перфорации. Часть газового потока поступает в камеру 7 через перфорационные отверстия патрубка 6. При этом дополнительно происходит звукопоглощение в средне- и высокочастотной области через отверстия перегородки 5 и звукопоглощающим материалом слоя 9 через отверстия перфорированной перегородки 11.

Далее газовый поток через перфорационные отверстия поступает в выходной патрубок 4, где перфорационные отверстия работают как последовательный акустический фильтр, который гасит энергию колебаний газового потока на собственных частотах колебаний, определяемых параметрами перфорации. Амплитуда колебаний газового потока, прошедшего в полость первой камеры 7, гасится на частотах, определяемых параметрами перфорации выходного патрубка 3, обладающего эффективным звукопоглощением в широком диапазоне низкочастотных пульсаций.

Наличие перфорированных перегородок 11 и 12 в камерах 7, 8 позволяет исключить выдувание звукопоглощающего материала, что обеспечивает эффективность шумопоглощения слоями звукопоглощающего материала 9, 10 в течение срока эксплуатации глушителя.

Соотношения диаметров входного и выходного патрубков 3, 4, диаметров перфорации перегородки 5, диаметров перфорации во входном и выходном патрубках обеспечивает низкое гидравлическое сопротивление.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность звукоподавления глушителя в низкочастотном и высокочастотном диапазонах звуковых частот при низком противодавлении.

Глушитель содержит корпус длиной L=(3-12)d, шириной S=(3-12)d, высотой Н=(3-12)d. Корпус перфорированной перегородкой разделен на две камеры. В первой камере установлен входной патрубок диаметром d, продленный во вторую камеру, с длиной продления входного патрубка во вторую камеру L₃=(1,0-10,5)d, на всем протяжении которой выполнена перфорация диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d. Выходной патрубок выполнен диаметром d_вых=(0,3-2)d длиной продления в первую камеру L₄=(1,0-10,5)d, на всем протяжении которой выполнена перфорация диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом h₁=(0,125-5)d. В перфорированной перегородке перфорация выполнена диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом h₁=(0,125-5)d. Глушитель имеет переходной патрубок, выполненный длиной L_пер=(2-11)d с перфорацией по всей длине диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d. В первой и второй камерах выполнены слои звукопоглощающего материала толщиной I₁=I₂=0,5d. Слои звукопоглощающего материала отделены от пространства соответствующих камер перфорированными перегородками. Технический результат состоит в повышении эффективности звукоподавления глушителя в низкочастотном и высокочастотном диапазонах звуковых частот при низком противодавлении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Глушитель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с боковыми стенками и перфорированной перегородкой, разделяющей корпус на две камеры, в первой камере установлен входной патрубок диаметром d, продленный во вторую камеру, во второй камере установлен выходной патрубок, продленный в первую камеру, отличающийся тем, что в первой и второй камере установлен переходной патрубок диаметром d_пер=(0,3-2)d, выходной патрубок выполнен диаметром d_вых=(0,3-2)d, длина корпуса L=(3-12)d, ширина корпуса S=(3-12)d, высота корпуса Н=(3-12) d, длина первой камеры L₁=(1,5-10,5)d, длина второй камеры L₂=(1,5-10,5)d, в первой и второй камере у боковых стенок корпуса выполнены слои звукопоглощающего материала толщиной I₁=I₂=0,5d, длина продолжения входного патрубка во вторую камеру L₃=(1,0-10,5)d, на всем протяжении которой выполнена перфорация диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, длина продления второго патрубка в первую камеру L₄=(1,0-10,5)d, на всем протяжении которой выполнена перфорация диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, переходной патрубок выполнен длиной L_пер=(2-11)d с перфорацией по всей длине диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d, перфорация перегородки выполнена диаметром d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=0,125-5d, слои звукопоглощающего материала отделены от пространства соответствующих камер перфорированными перегородками с диаметром перфорации d₁=(0,075-0,3)d и шагом перфорации h₁=(0,125-5)d.2. Глушитель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания 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.