ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА Российский патент 2008 года по МПК F01N1/00 

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к устройствам, снижающим шум, возникающий от работающего двигателя, и может быть использовано в прямоточных выхлопах систем автомобилей, мотоциклов, самолетов и водных судов, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.

Известно устройство для глушения шума в воздуховоде, содержащее установленный в отводном патрубке воздуховода поршень для заглушивания частоты с максимальным уровнем шума (см. авторское свидетельство СССР №850875 от 30.07.81. МКИ F01N 1/06).

Данное устройство уменьшает шум, создаваемый воздушным потоком, однако при этом появляется дополнительный шум за счет попадания части воздушного потока на угол изгиба отводного патрубка.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является глушитель шума, содержащий расширительную камеру, на торцах которой смонтированы входной и выходной патрубки и резонатор, выполненный в виде гильзы, закрепленной на торце камеры и сообщенной с ее полостью (см. авторское свидетельство СССР №918459 от 09.04.82. МКИ F01N 1/02).

Недостатком этого глушителя является то, что в расширительной камере имеются уступы, которые создают завихрения части потока газов и, соответственно, дополнительный шум, а также сопротивление потоку исходящих газов.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы повысить эффективность шумопоглощения в диапазоне частот звуковых волн, генерируемых двигателем внутреннего сгорания.

Поставленная задача достигается тем, что в известном глушителе шума, содержащем расширительную камеру, на торцах которой смонтированы входной и выходной патрубки и резонатор, выполненный в виде гильзы, закрепленной на торце камеры и сообщенной с ее полостью, новым является то, что он снабжен установленной в расширительной камере перфорированной трубой, соединяющей между собой входной и выходной патрубки, при этом кромки отверстий на внутренней поверхности перфорированной трубы закруглены, а расширительная камера разделена на две зоны: зону высокочастотного снижения шума, расположенную со стороны входного патрубка, в которой размещен материал, снижающий шум, и зону низкочастотного снижения шума, расположенную со стороны выходного патрубка.

Кроме этого, в зоне низкочастотного снижения шума на участках краев отверстий перфорированной трубы, расположенных со стороны выходного патрубка, могут быть выполнены бортики, направленные наружу и в сторону входного патрубка.

Кроме этого, в низкочастотной зоне камеры на кромке гильзы может быть закреплен раструб.

Кроме этого, оси входного и выходного патрубков могут быть смещены одна относительно другой.

Установка в расширительной камере перфорированной трубы обеспечивает равномерное истечение выхлопных газов за счет малого угла отклонения потока на краях отверстий и одновременно свободное распространение звуковых волн в диапазоне частот 20-300 Гц.

Разделение расширительной камеры на две зоны: зону высокочастотного снижения шума и зону низкочастотного снижения шума, позволяет сделать глушитель компактным при одновременном расширении спектра поглощаемых шумов.

Наличие бортиков позволяет уменьшить угол атаки потока на краях отверстий по сравнению с закругленными краями отверстий и сделать поток выхлопных газов еще более равномерным.

Раструб позволяет увеличить фронт фильтруемой волны и тем самым поднять КПД резонатора.

Смещение входного и выходного патрубков позволяет более компактно разместить гильзу резонатора.

Сущность изобретение поясняется чертежами:

где на фиг. 1 показан продольный разрез глушителя;

на фиг. 2 показан разрез стенки перфорированной трубы в зоне высокочастотного снижения шума;

на фиг. 3 показан разрез стенки перфорированной трубы в зоне низкочастотного снижения шума.

Глушитель шума состоит из цилиндрообразного корпуса 1, внутри которого образована расширительная камера. На торцах 2 и 3 расширительной камеры смонтированы входной 4 и выходной 5 патрубки, при этом их оси смещены одна относительно другой. Расширительная камера разделена поперечной перегородкой 6 на две зоны: зону 7 высокочастотного снижения шума и зону 8 низкочастотного снижения шума. Зона 7 высокочастотного снижения шума расположена со стороны входного патрубка 4, а зона 8 низкочастотного снижения шума расположена со стороны выходного патрубка 5. Внутри расширительной камеры, вдоль цилиндрического корпуса 1, смонтирована перфорированная труба 9, которая пропущена через отверстие в перегородке 6 и торцами 10 и 11 закреплена соответственно к входному патрубку 4 и выходному патрубку 5. Кромки 12 отверстий 13 на внутренней поверхности перфорированной трубы 9 закруглены. В зоне 7 высокочастотного снижения шума участок перфорированной трубы 9 обернут материалом 14, снижающим шум. В качестве такого материала может быть использовано, например, базальтовое волокно. В зоне 8 низкочастотного снижения шума на наружных участках краев отверстий 13 перфорированной трубы 9, расположенных со стороны выходного патрубка 5, выполнены бортики 15, направленные наружу и в сторону входного патрубка 4.

На торце 3 расширительной камеры вдоль выходного патрубка 5 закреплен резонатор, выполненный в виде гильзы 16, полость 17 которой сообщена с полостью низкочастотной зоны 8 расширительной камеры. На кромке гильзы 16 в низкочастотной зоне 8 расширительной камеры закреплен раструб 18.

Глушитель шума работает следующим образом.

Выхлопные газы через входной патрубок 4 сначала попадают в участок перфорированной трубы 9, расположенный в зоне 7 высокочастотного снижения шума. Звуковые волны через отверстия 13 в перфорированной трубе 9 распространяются в зоне 7, заставляя колебаться волокна материала 14. Энергия колебания волокон переходит в тепловую энергию за счет межволоконного трения. Эффективность шумопоглощения в зоне 7 по описываемому принципу работы глушителя пропорциональна частоте звуковой волны таким образом, что в объеме зоны 7 происходит эффективное поглощение волн высокой частоты. Звуковые волны низкой частоты проходят через зону 7, попадают в зону 8, где за счет способности огибать препятствия распространяются по всему объему зоны 8 и попадают в полость 17 гильзы 16. Проходя по полости 17, волны отражаются от торца гильзы 16 и возвращаются в объем зоны 8, где происходит интерференция и взаимное поглощение волн в диапазоне настройки фильтра. Длина гильзы 16 равна 1/4 длины основной гармоники и подбирается индивидуально в каждом случае. В процессе прохождения потока выхлопных газов в перфорированной трубе 9 за счет закругленных кромок 12 отверстий 13 создается периферийная газовая пленка, которая предотвращает завихрения потока на кромках 12 отверстий 13, а бортики 15 отражают напор газового потока на закругленных кромках 12 отверстий 13 и обеспечивают еще более равномерное движение потока выхлопных газов. Затем выхлопные газы, лишенные звуковой энергии, выходят из расширительной камеры и по выходному патрубку 5 поступают в атмосферу или другие элементы выпускной системы.

Технико-экономический эффект состоит в том, что за счет использования принципа диссипативного глушения звука и четвертьволновой фильтрации достигается наилучшее соотношение шумопоглощение-противодавление, что позволяет при прочих равных условиях получить более высокие удельные характеристики двигателей внутреннего сгорания автомобилей, мотоциклов, самолетов и водных судов.

Изобретение относится к устройствам, снижающим шум, возникающий от работающего двигателя, и может быть использовано в прямоточных выхлопных системах транспортных средств, оснащенных двигателями внутреннего сгорания. Глушитель шума содержит корпус, внутри которого образована расширительная камера, на ее торцах смонтированы входной и выходной патрубки. Камера разделена поперечной перегородкой на две зоны высокочастотного и низкочастотного снижения шума. Внутри камеры смонтирована перфорированная труба, соединяющая между собой входной и выходной патрубки, кромки отверстий на внутренней поверхности перфорированной трубы закруглены. В зоне высокочастотного снижения шума участок перфорированной трубы обернут шумопоглощающим материалом (базальтовым волокном). На торце расширительной камеры закреплен резонатор, выполненный в виде гильзы, полость которой сообщена с полостью низкочастотной зоны расширительной камеры. Закругленные кромки отверстий и бортики обеспечивают равномерное движение выхлопных газов по перфорированной трубе. Технический результат: повышение эффективности шумопоглощения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Глушитель шума, содержащий расширительную камеру, на торцах которой смонтированы входной и выходной патрубки, и резонатор, выполненный в виде гильзы, закрепленной на торце камеры и сообщенной с ее полостью, отличающийся тем, что он снабжен установленной в расширительной камере перфорированной трубой, соединяющей между собой входной и выходной патрубки, при этом кромки отверстий на внутренней поверхности перфорированной трубы закруглены, а расширительная камера разделена на две зоны: зону высокочастотного снижения шума, расположенную со стороны входного патрубка, в которой размещен материал, снижающий шум, и зону низкочастотного снижения шума, расположенную со стороны выходного патрубка.2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что в зоне низкочастотного снижения шума на участках краев отверстий перфорированной трубы, расположенных со стороны выходного патрубка, выполнены бортики, направленные наружу и в сторону входного патрубка.3. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что в низкочастотной зоне камеры на кромке гильзы закреплен раструб.4. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что оси входного и выходного патрубков смещены одна относительно другой.