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

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к глушителям шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания.

Известен глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, соосные перфорированные и частично помещенные в корпус впускной и выпускной патрубки, поперечную перегородку с перфорацией, разделяющую корпус на впускную и выпускную резонансные и промежуточную расширительную камеры и насадку, установленную в зоне входа торца выпускного патрубка, причем впускной патрубок размещен во впускной резонансной камере, а выпускной патрубок - в выпускной резонансной и частично в промежуточной расширительной камерах, при этом часть выпускного патрубка, размещенная в промежуточной расширительной камере, выполнена перфорированной (Авт.св. СССР №1554486, опубл. 27.11.1995 г.).

В этом глушителе шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, наиболее близком к предлагаемому, хотя и происходит гашение шума за счет снижения гидравлического сопротивления, но оно не достаточно эффективное.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в повышении эффективности глушителя путем создания вращательного движения потока в пределах камер, снижающего давление в них, за счет гашения кинетической энергии пульсирующего газового потока, идущей как на его закручивание, так и на смешение потоков, имеющих разную частоту, направление и скорость движения.

Для достижения этого технического результата в глушителе шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащем цилиндрический корпус с торцевыми крышками, соосные перфорированные и частично помещенные в корпус впускной и выпускной патрубки, поперечную перегородку с перфорацией и насадку, установленную в зоне входа торца выпускного патрубка, причем впускной патрубок размещен во впускной резонансной камере, а выпускной патрубок - в выпускной резонансной камере, насадка выполнена усеченной конической формы, малое основание которой имеет форму вогнутой внутрь выпускного патрубка и закрепленной на его торце тарелки с отверстием посередине, большее основание направлено в сторону выхода выпускного патрубка, а его концы загнуты в сторону впускного патрубка и соединены с корпусом с помощью сварки, и снабжена перфорацией, а поперечная перегородка и насадка разделяют корпус на впускную и выпускную резонансные и промежуточную расширительную камеры, причем поперечная перегородка, размещенная между впускной и расширительными камерами, имеет перфорацию только на периферийной зоне, причем эта перфорация выполнена с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения, расположенными под углом 30°, а перфорация впускного патрубка выполнена с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения, расположенными под углом 24°.

Отличительными признаками предлагаемого глушителя шума выхлопа являются выполнение насадки усеченной конической формы, малое основание которой имеет форму вогнутой внутрь выпускного патрубка и закрепленной на его торце тарелки с отверстием посередине, большее основание направлено в сторону выхода выпускного патрубка, а его концы загнуты в сторону впускного патрубка и соединены с корпусом с помощью сварки, снабжение насадки перфорацией, разделение корпуса поперечной перегородкой и насадкой на впускную и выпускную резонансные и промежуточную расширительную камеры, наличие перфорации на поперечной перегородке, размещенной между впускной резонансной и расширительными камерами, только на периферийной зоне, выполнение этой перфорации с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения и расположение ее под углом 30°, выполнение перфорации впускного патрубка с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения и расположение ее под углом 24°.

Благодаря наличию этих признаков при работе глушителя шума увеличивается расход кинетической энергии потока на его закручивание, на смешение вращающегося и прямого потоков, имеющих разную частоту, направление и скорость движения, прохождение этих потоков через перфорированные элементы и насадку - все это способствует дополнительному гашению кинетической энергии внутри каждой камеры и, как следствие, позволяет увеличить эффективность шумогашения.

Предлагаемый глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-8.

На фиг.1 показан общий вид глушителя шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания;

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1;

На фиг.4 - вид В на фиг.2;

На фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.4;

На фиг.6 - сечение С-С на фиг.3;

На фиг.7 - вид Е на фиг.6;

На фиг.8 - сечение Д-Д на фиг.7.

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1 с торцевыми крышками 2 и 3, соосные перфорированные и частично помещенные в корпус 1 впускной и выпускной патрубки 4 и 5 соответственно, поперечную перегородку 6 с перфорацией и насадку 7, разделяющие корпус 1 на впускную 8 и выпускную 9 резонансные и промежуточную 10 расширительную камеры. Насадка 7 установлена в зоне входа торца выпускного патрубка 5, а впускной патрубок 4 размещен во впускной резонансной камере 8, выпускной патрубок 5 - в выпускной резонансной 9. Насадка 7 выполнена усеченной конической формы, малое основание которой имеет форму вогнутой внутрь выпускного патрубка 5 и закрепленной на его торце тарелки 12 с отверстием 13 посередине, большее основание направлено в сторону выхода выпускного патрубка 5, а его концы 14 загнуты в сторону впускного патрубка 4 и соединены с корпусом 1 с помощью сварки. Насадка 7 снабжена перфорацией. Поперечная перегородка 6 (фиг.6), размещенная между впускной резонансной камерой 8 и расширительной камерой 10, имеет перфорацию только на периферийной зоне, причем эта перфорация 11 (фиг.2, 6, 7, 8) выполнена с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения, расположенными под углом 30°, а перфорация 15 (фиг.4, 5) впускного патрубка 4 выполнена с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения, расположенными под углом 24°.

Размеры камер могут быть определены экспериментальным путем.

Глушитель работает следующим образом.

Поток отработавших газов через впускной перфорированный патрубок 4 поступает во впускную резонансную камеру 8 и разделяется на две части. Одну часть потока формируют перфорированные отверстия 15 впускного патрубка 4, которые направляют эту часть потока по касательной к впускному патрубку 4 и эта часть потока во впускной резонансной камере 8, проходя перфорации 15 с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения, расположенными под углом 24°, приобретает вращательное движение по отношению к корпусу 1, где эта часть потока отработавших газов, достигнув поперечной перегородки 6, частично отражается от нее обратно, способствуя дополнительному перемешиванию газов, снижая шум, а другая часть проходит через перфорации 11 с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения, расположенными под углом 30°, приобретает вращательное движение по отношению к корпусу и поступает в расширительную камеру 10. Вторая часть потока отработанных газов напрямую поступает в расширительную камеру 10, в которой этот поток расширяется в этой камере и попадает непосредственно во вращающийся поток, в результате взаимодействия смешения этих двух потоков, имеющих разную частоту, направление и скорость движения, результирующий поток отработанных газов теряет свою кинетическую энергию и со значительно сглаженной частотной составляющей частично поступает через отверстие 13 насадки 7 в выпускную резонансную камеру 9, где поток повторно расширяется и заглушается резонансом, а другая часть поступает в резонансную камеру 9 через перфорации насадки 7, повторно расширяется и заглушается резонансом. Отверстие 13 насадки 7 выполняет функцию диффузора, обеспечивая дополнительную потерю кинетической энергии, и, как следствие, дополнительное гашение шума.

Были проведены испытания предлагаемого глушителя шума выхлопа на автомобиле КамАЗ-53212А, которые показали снижение шума на 3-4 дБ по сравнению с прототипом.

Глушитель шума содержит цилиндрический корпус с торцевыми крышками, соосные перфорированные и частично помещенные в корпус впускной и выпускной патрубки, поперечную перегородку с перфорацией и насадку, установленную в зоне входа торца выпускного патрубка, причем впускной патрубок размещен во впускной резонансной камере, а выпускной патрубок - в выпускной резонансной. Насадка выполнена усеченной конической формы, малое основание которой имеет форму вогнутой внутрь выпускного патрубка и закрепленной на его торце тарелки с отверстием посередине, большее основание направлено в сторону выхода выпускного патрубка, а его концы загнуты в сторону впускного патрубка и соединены с корпусом с помощью сварки. Насадка снабжена перфорацией. Поперечная перегородка и насадка разделяют корпус на впускную и выпускную резонансные и промежуточную расширительную камеры, причем поперечная перегородка, размещенная между впускной и расширительными камерами, имеет перфорацию только на периферийной зоне, и эта перфорация выполнена с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения расположенными под углом 30°, а перфорация впускного патрубка выполнена с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения, расположенными под углом 24°. Изобретение позволяет снизить шум на 3-4 дБ. 8 ил.

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, соосные перфорированные и частично помещенные в корпус впускной и выпускной патрубки, поперечную перегородку с перфорацией и насадку, установленную в зоне входа торца выпускного патрубка, причем впускной патрубок размещен во впускной резонансной камере, а выпускной патрубок - в выпускной резонансной камере, отличающийся тем, что насадка выполнена усеченной конической формы, малое основание которой имеет форму вогнутой внутрь выпускного патрубка и закрепленной на его торце тарелки с отверстием посередине, большее основание направлено в сторону выхода выпускного патрубка, а его концы загнуты в сторону впускного патрубка и соединены с корпусом с помощью сварки, и снабжена перфорацией, а поперечная перегородка и насадка разделяют корпус на впускную и выпускную резонансные и промежуточную расширительную камеры, причем поперечная перегородка, размещенная между впускной и расширительными камерами, имеет перфорацию только на периферийной зоне, причем эта перфорация выполнена с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения, расположенными под углом 30°, а перфорация впускного патрубка выполнена с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения, расположенными под углом 24°.