Глушитель шума "Астаниг Советский патент 1986 года по МПК F01N1/00 

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

Цель изобретения - повьпиение эффективности глушителя.

На фиг. 1 представлен глушитель шу.ма, продольный вертикальный разрез; на фиг. 2 - сечение А--А на фиг. 1; на фиг. 3 -- то же, вариант выполнения с сопряжением кромки периферийного отверстия выпускной трубы с внутренней поверхностью корпуса; на фиг. 4 - глушитель, продольный горизонтальный разрез, вариант выполнения с параллельным размеш,ение.м впускной и выпускной труб; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4; па фиг. 6 - глушитель, продольный горизонтальный разрез, вариант выполнения с двумя впускными и одной выпускной трубами; на фиг. 7 - сечение В-В на фиг. 6.

Глушитель шума содержит трубчатый корпус 1 с торцовыми стенками 2 и размешенные вдоль него впускную 3 и вы- нускную 4 трубы, снабженные периферийными перепускными отверстия.ми 5 и 6, выполненные глухими и образующие с корпусом 1 расп.1ирительную камеру 7, выполненную в виде огибающих трубы 3 и 4 криво- линейнЕ11х конфузорных каналов 8, на входе которых расположены перепускные отв-ерс- тия 5 впускной трубы 3, а на выходе - перепускные отверстия 6 выпускной трубы 4. Впускная 3 и выпускная 4 трубы могут быть выполнены за одно целое и разделены перегородкой 9, которая расположена в продольном направлении. В качестве заглушек впускной 3 и выпускной 4 труб могут служить соответствующие части торцовых стенок 2 корпуса 1.

Конфузорные каналы 8 могут быть выполнены с суммарной площадью В1з1ходного сечения, равной или в пределах 0,8-1,2 площади сечения выходной трубы 4. Ширина входного сечения конфузорных каналов 8, которая определяет с одной стороны степень их конфузорности, а с другой - степень внезапного расширения газов в расширительной камере 7, соответствует наружному диаметру впускной 3 или выпускной 4 трубы и может быть выполнена в пределах 0,5-1,2 диаметра труб 3 и 4.

Величина и количество периферийных перепускных отверстий 5 и 6 труб 3 и 4 определяются из условия заданного соотрюшения, например равенства средних скоростей газового потока в этих отверстиях и в полных сечениях этих труб. Перепускные периферийные отверстия 5 и 6 могут ()аспо. гаться в один или неско.чько рядов, оь и могут иметь круглую или щелевидную (})орму и в пределе могут быть представлены одг1им щелевидным отверстием, простираюпи1мся вдоль расширительной камеры 7 (фиг. 4 и 6).

В зависимости от технологических возможностей, предъявляемых к эксплуатацион

ным параметрам требо1заний, условий совместимости с две и компоновки конкретная конструктивная форма выполнения глyпJИ- теля шума может быть однотрубной (фиг. 1 - 3), двухтрубной (фиг. 4 и 5), трехтрубной (фиг. 6 и 7) или иной, в том числе комбинированной из названных.

В однотрубном глугпителе шума (фиг. 1 - 3) впускная 3 и выпускная 4 труба выполнены как продолжение одна другой и разделены сплошной продолыгой перегородкой 9, установленной диагонально в пределах длины корпуса 1 и служащей в качестве общей заглушки обеих труб 3 и 4. Получающееся переменным сечением этих труб позволяет достигнуть здесь неизменной средней скорости потока газов при неизменной ширине (диа.метре перепускных отверстий 5 и 6.

Трубы 3 и 4 круглого или почти круглого сечения предопределяют также круглую форму сечения трубчатого корпуса 1, при этом криволинейные конфузорные каналы охватывают эти трубы в пределах угла до 180° и имеют встречное направление. Один из конфузорных каналов, например канал 10 (фиг. 3) может быть выполнен (как и в других вариантах) глухим, т.е. в виде кармана, тогда выходное сечение конфузорного канала 8, одновременно являю плееся здесь перепускным (входным) отверстием 6 выпускной трубы 4, должно быть рассчитано на полный поток газов.

В двухтрубном глушителе njy.Ma (фиг. 4 и 5) впускная 3 и выпускная 4 трубы проходят параллельно вплотную друг к другу и имеют неизменное по длине сечение. В этом

случае нерепускные отверстия 5 и 6 могут иметь переменную ширину с целью выравнивания поля скоростей газового потока. Конфигурация расположенных рядом друг с другом труб 3 и 4 предопределяет и форму сечения трубчатого корпуеа 1, предетавляющую здесь .аве симметрично сопряженных спиральных кривых, апроксимируемых дугами окружностей. Формируемые поверхностями труб 3 и 4 и корпуса 1 конфузорные каналы 8 охвааывают их в пределах угла до 360° и также имеют встречное направление.

В трехтрубном глуиителе шу.ма (фиг. 6 и 7) впускпая труба выполнена спаренной из труб За и 36. На фиг. 7 показан упрошенный вариант такого глушителя, в котором угол охвата впускных труб За и 36 конфу- зорными каналами 8 составляет около 270°, а выпускная труба 4 в преде.чах pacnjH- рительной камеры 7 представляет сборную камеру 11. Форма трубчатого корпуса 1 представляет здесь неправильный овал с )й осью симметрии (аналогичная форма может быть и в случае фиг. 5). Может быть выполнена епаренной и выпускная труба 4 (не показано).

Выпускная труба 4 во всех конструктивных вариантах может быть выполнена звукоизолированной от корпуса 1 и впускной трубы 3, если они изготовлены из традиционных материалов, обладающих хорошей звукопроводностью. Наружная поверхность выпускной трубы 4 в пределах расширительной камеры 7 (ее конфузорных каналов 8) также может быть снабжена слоем звукоизоляции (варианты со звукоизоляцией не показаны).

Корпус глушителя шума может изготавливаться путем простой резки цельнотянутой или электросварной трубы с сечением соответствующей формы, торцовые стенки - простой штамповкой. Возможно применение для сборки контактной электросварки, легко поддающейся автоматизации. Возможно применение свертной технологии сборки, а также использование прогрессивных материалов с антикоррозионными покрытиями, например диффузионпо-хромированной или алитиро- ванной стали, взамен нержавеющей. Конструкция глушителя представляет возможность использвания обычной углеродистой стали с последующим органосиликатным покрытием (эмалированием).

Глушитель шума работает следующим образом.

Работа глушителя основана главным образом на использовании поглощения и рассеивания энергии звуковых колебаний при многократном отражении звуковых волн, которая затрачивается на упругую микродеформацию и нагревание материала. Проточная часть глушителя обеспечивает теоретически полное внутреннее отражение звука в объеме расширительной камеры 7 благодаря выполнению ее в .виде криволинейных конфузорных каналов. 8. Эти каналы обладают селективным эффектом: свободно пропускают через себя газовый поток, первоначально несущий звуковые колебания, и не пропускают эти колебания на выход; это свойство превращает расширительную камеру 7 в «акустическую ловущку.

Выхлопные газы двигателя поступают в глушитель (фиг. 4 и 5) по впускной трубе 3 и через отверстия 5 проходят в расширительную камеру 7. Здесь поток газов разветвляется на отдельные потоки, которые в соответствии с конфигурацией криволинейных конфузорных каналов 8 огибают снаружи в противоположных направлениях впускную 3 и выпускную 4 трубы, и после поворота на угол примерно 360° вновь объединяются на выходе из конфузорных каналов 8. Далее весь поток через отверстия 6 поступает в выпускную трубу 4 и выходит через нее в атмосферу.

Подавляющая часть звуковой энергии потока выхлопных газов излучается при этом через выходные отверстия 5 в рашири- тельную камеру 7, где звуковые волны претерпевают многократное отражение от

5

псех ее стенок. Пути распространения звуковых волн, исходящих из выходных отверстий 5 в виде веера векторов с углом раскрытия до 180° как в поперечных, так и в продольных плоскостях излучения (на фиг. 5 и 7 до 120° в поперечных плоскостях), показывают, что конфигурация расширительной камеры 7 обеспечивает теоретически полное внутреннее отражение звука в пределах ее объема. Путь распространения звуковых

0 колебаний с наиболее неблагоприятной составляющей вектора в поперечной плоскости излучения показан на фиг. 5. При этом звуковые волны в этой плоскости после многократных отражений от продольных стенок расширительной камеры 7 возвращаются в отверстия 5, чтобы затем снова выйти из нее с новым вектором, или затухает с декрементом, обусловленным акустическими параметрами системы. Составляющие векторов звуковых колебаний в продольных плоскос0 тях излучения подобным образом претерпевают полное внутреннее отражение от стенок расширительной камеры 7.

На выход конфузорных каналов 8 и далее в выпускную трубу 4 поступает, таким образом, газовый поток, уже не содержа5 щий основной части первичной звуковой энергии. Ее остаточный уровень на выходе из глушителя, который определяет его эффективность и не должен превышать установленной величины, обусловлен неизбежными на практике отклонениями путем распространения звуковых колебаний внутри расширительной камеры 7 от теоретических, вследствие неидеальных геометрических параметров отражательных поверхностей, а также звукопередачей к потоку непосредственно от звукопроводных стенок деталей глушителя. Последний фактор может быть значительно подавлен соответствующей звукоизоляцией выпускной трубы 4. Звуковое излучение в окружающее пространство резонирующего корпуса глушителя может быть

0 подавлено с помощью наружной звукоизоляции.

Упругие свойства элементов и всей конструкции глушителя и резонансные свойства расширительной камеры 7 могут вызвать

5 определенные резонансные явления. В первом с.пучае возможное ухудшение шумоглу- шения на определенных резонансных частотах и их гармониках устраняется путем соответствующей акустической настройки, во втором - резонансный эффект вызывает не

0 которое избирательное улучшение шумоглу- шения, не требующее корректировки.

Аэродинамическое сопротивление теля шума сведено к минимальной величине за счет ограничения аэродинамических потерь на дросселирвание, турбулизации и

5 завихрение потока.

Дополнительное снижение уровня шума может быть достигнуто путем последовательной комбинации, в том числе и в од0

ном корпусе, шума.

двух и более глушителей

Формула изобретения

1. Глушитель шума, содержаший трубчатый корпус и размешенные вдоль него внускную и вынускную трубы, снабженные периферийными перепускными отверстиями, выполненные глухими и образующие с корпусом расширительную камеру, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, рас1пирительная камера выполнена в виде огибаюших трубы криволинейных кон- фузорных каналов, на входе которых распо

ложены перепускные отверстия впускной трубы, а на выходе - перепускные отверстия выпускной трубы.

2.Глушитель по п. 1, отличающийся тем, что конфузорные каналы выполнены с суммарной площадью выходного сечения, равной площади сечения выпускной трубы.

3.Глушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что впускная и выпускная трубы выполнены за ОхЧно целое и разделены перегородкой.

4.Глушитель по п. 3, отличающийся тем, что перегородка расположена в продольном направлении.

л -А

А-А

321

-

Фиг. 2

иг.З

|ФигЛ

Изобретение относится к области дви- гателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности глушителя. Глушитель содержит трубчатый корпус 1 и проходящие вдоль него впускную и выпускную трубы с перепускными отверстиями 5 и 6, образуюш,ие с ним расширительную камеру 7. Она выполнена в виде огибаюш,их трубы криволинейных конфузор- ных каналов, у входа которых расположены перепускные отверстия 5 впускной трубы 3, а на входе - выпускной, причем сами трубы выполнены глухими. Каналы обладают селективным эффектом: свободно пропускают через себя газовый поток, первоначально несуш.ий звуковые колебания, и не пропускают их на выход. Это свойство превращает расширительную камеру 7 в «акустическую ловушку. Выхлопные газы поступают в нее через отверстие 5, разветвляются на отдельные потоки. В соответствии с конфигурацией конфузорных каналов они огибают снаружи в противоположных направлениях впускную 3 и выпускную 4 трубы, и после поворота на угол примерно 360° вновь объединяются на выходе из конфузорных каналов. Далее через отверстия 6 поток выходит в атмосферу через вы- пускнуютрубу 4. 3 з.п. ф-лы, 7 ил. S СЛ 255 ts:) 00 1 .1

Фиг. 5

--1

/ За

Jf

И

Фиг.б

За

3dФиг. 7

Составите. :ь В. С. 1авников Те.хре.т И. Верес Корректор А. И Тираж 500Подписное

Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,

Редактор И.Дербак Заказ 6814/28

вниипи