Глушитель шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК F01N1/00 

(Pusj

ND СЛ

4:

00

Го

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к глушителям шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, преимущественно спортивного автомобиля.

Цель изобретения - повышение эффек- тивности глушителя путем расширения диапазона заглушения частот.

На фиг. I изображена схема глушителя шума; па фиг. 2 - эпюра первой резонансной формы давлений в камерах глушителя, где Р - давление; f - частота; на фиг. 3 - эпюра второй резонансной формы давлений в камерах глушителя; на фиг. 4 - глушитель со смешенным промежуточным патрубком; на фиг. 5 - частотная характер-истина заглушения одной из камер глушителя; на фиг. 6 - частотная характеристика заглушения второй камерой; на фиг. 7 - частотная характеристика усиления звука одним из соосных патрубков, например выходным; на фиг. 8 - характер влияния ближнего (гидродинамического поля) у среза патрубка, где V - скорость; Р - давление, tip. дейм. - действительный (статический срез патрубка); .тр.дн1ии - диамический (акустический) срез патрубка; дЬ- величина заглушения (усиления) звука.

Глушитель шума содержит корпус 1 с торцовыми стенками 2, в котором образованы две цилиндрические камеры и соосные входной 3, выходной 4 и промежуточный 5 патрубки. Срезы патрубков 3, 4 и 5 разме- щены внутри камер со смешением на 0,2- 0,4 от их диаметра к торцовым стенкам 2 камер от их середины к четверти. Длины камер относятся как 7:4, при этом промежуточный патрубок 5 имеет длину, равную к-(0,4-0,8)d, где к- длина второй в сторону от входного патрубка, смежной камеры; d - диаметр патрубка.

Глушитель работает следующим образом.

Поток выхлопных газов от двигателя через входной патрубок 3 попадает в первую камеру, где расширяется и теряет часть скорости и звуковой энергии, далее проходит через промежуточный патрубок 5 и значительно ослабленный вторично расширяется во второй камере, где также теряет часть скорости и звуковой энергии и выводится через выходной патрубок 4 в атмосферу. При этом значительное расширение полосы заглушения достигается за счет размещения срезов патрубков 3, 4 и 5 в узлах низших форм колебаний газа в камерах (см. фиг. 2 и 3) с учетом динамических сре

5

0

5

о

5

0

5

ЗОВ патрубков, т.е. учтено их динамическое удлинение на величину, при которой срезы устанавливаются в точки, в которых давление минимальное или равно нулю.

Частотные характеристики заглушения камер, которые характеризуются выражениями

f С. f С 2Li i 2L,

где fi -резонансная частота, Гц; LfyLf- JiKHa камеры, м;

С -скорость звука, м/с, показывают, что путем оптимального выбора соотношений длин камер исключаются провалы в характеристике заглушения. Провалы в характеристике заглушения наиболее эффективно исключаются в том случае, когда соотношение длин камер составляет 7:4. При этом полоса пропускания первой камеры компенсируется полосой заглушения второй камеры и наоборот полоса пропускания второй камеры, например, компенсируется полосой заглушения первой камеры. На резонансных частотах (см. фиг. 5 и 6) в том случае, когда они совпадают с основными частотами собственных колебаний системы, образуются ярко выраженные всплески повышенной эффективности заглушения. Такие же всплески, только с отрицательным значением величины заглушения (т.е. усилением звука), имеются и на частотной характеристике усиления звука патрубком 4. При равенстве длины промежуточного патрубка 5 и второй камеры глушителя происходит компенсация всплесков на частотной характеристике усиления звука патрубком всплесками на частотной характеристике заглушения. Центр тяжести эпюры выходных скоростей пульсирующего потока в бесконечном пространстве (фиг. 8) находится на расстоянии о 0,3d, где d - диаметр патрубка, в котором транспортируется поток. В связи с этим, если узловая плоскость находится на расстоянии 0,3d от среза патрубка, то не происходит возбуждения этой формы колебаний. В зависимости от различных соотношений диаметров патрубков и условного диаметра корпуса 1 глушителя, в котором расположены патрубки, различной формы торцовых стенок из-за отфлан- цовки срезов патрубков эта величина S может меняться. Для размеров и соотношений, используемых на практике, S находится в диапазоне 0,2-0,4, а учитывая количество срезов, - 0,4-0,8 от диаметра соответствующего патрубка.

. 4

AL

f

лф; ,PfJ//; 07 -ffj p, SirTipj 6fmp7 IhTpr fn i

-/

физ. 7

V

Фи. 8