Воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02M35/14 

,Ф(/.Г

симметрично-разветвляющейся относительно центральной оси на четное число ветвей 9. Динамические срезы ветвей расположены в плоскости, перпендикулярной центральной оси и проходящей через центр сферы. Оси ветвей части 6 ТП А и динамический срез ТП 5 расположены на радиусе г 0,7 R, где R - радиус сферы, т.е. там, где эпюры имеют нулевое значение давления, что уменьшает количество переизлученной энергии корпусом в окружающую среду. Внутри корпуса перпендикулярно центральной оси расположен фильтрующий элемент 8, выполненный в виде плоской кассеты. Сторона элемента 8 со стороны ТП 4 выполнена с возможностью пересечения центра сферы. Корпус при максимальном объеме имеет минимальную поверхность и максимальную изгибную жесткость стенок, что влечет минимальную передачу структурного шума от корпуса в окружающую среду. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к устройствам воздухоочистителей, снабженных элементами шумоглушения. Цель изобретения - повышение эффективности шумоглушения. Корпус 1 воздухоочистителя выполнен в виде сферы. Впускной и выпускной трубопроводы (ТП) 4 и 5 состоят из внутренней и наружной частей 6 и 7. Часть 6 ТП 4 выполнена - 7 сл со о 00

1

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к двигате- лестроению, в частности к устройствам воздухоочистителей, снабженных элементами шумоглушения.

Цель изобретения - повьшение эффективности шумоглушения.

На фиг.1 показан воздухоочиститель, продольный разрез; на фиг.2 - эпюра давления низшей тангенциальной формы воздушного объема, заключенного в камере воздухоочистителя, на его собственной резонансной частоте, в проекции на плоскость Х-Х; на фиг.З - то же, радиальная форма колебаний; на фиг.4 - распределение поле давления на низшей собственной резонансной тангенциальной форме колебаний воздушного объема, заключен- ного в камере, в проекции на плоскость Y-Y; на фиг.5 - то же, радиальная форма колебаний; на фиг.6 - вариант конструктивного исполнения воздухоочистителя, подводящий и от- водящий трубопроводы сняты; на фиг. 7 воздухоочиститель, поперечный разрез; на фиг.8 - эпюра распределения выходных скоростей газового потока, выходящего из трубопровода в беско- нечное пространство, где V - скорость; на фиг.9 - эпюра распределени выходного давления газового потока при истечении его из трубопровода в бесконечное пространство, где С - динамическое удлинение патрубка.

Воздухоочиститель содержит корпус 1, выполненный в виде сферы с впускным 2 и выпускным 3 окнами, рас

5 Q

5

положенными вдоль центральной оси и снабженными соответственно впускным А и выпускным 5 трубопроводами, состоящими соответственно из внутренних 6 и наружных 7 участков. Внутри корпуса, перпендикулярно центральной оси расположен фильтрующий элемент 8, выполненный в виде плоской кассеты с возможностью пересечения центра сферы.

Внутренний участок 6 впускного трубопровода А выполнен симметрично- разветвляющимся на четное число ветвей 9, симметрично относительно центральной оси и расположенных на равном угловом расстоянии одна относительно другой.

Динамические срезы ветвей 9 размещены в плоскости, перпендикулярной центральной оси и проходярей через центр сферы, причем оси ветвей 9 внутреннего участка 6 и динамический срез другого внутреннего участка 7 трубопровода 5 расположены на радиусе г 0,7 К,где R - радиус сферы корпуса 1. Динамические срезы ветвей 9 составляют (О,2-0,4)d, где d - диаметр соответствующего трубопровода.

Корпус 1 может быть выполнен из двух полусфер, крепление которых осуществляются посредством резьбового соединения. Внутри корпуса 1 выполнены упоры 10, на которых базируется фильтрующий элемент 8.

Прк работе двигателя под действием разрежения в системе впуска через впускной трубопровод 4 и по ветвям

- 1

9 воздух поступает в полость корпуса 1, просачивается через фильтрующий элемент 8 и по выпускному трубопроводу 5 подается в систему питания двигателя. Объем воздушного столба, заключенного в камере воздухоочистителя, можно рассматривать как распределенную по объему массу, обладающую определенными упругими, инерционными и диссипативными характеристиками. Подвод возбуждения к этой массе осуществляется как через выпускной трубопровод 5, так и через впускной трубопровод 4.

Вследствие вызванного возбуждения воздушный объем, заполняющий камеру воздухоочистителя, начинает совершать колебания на своих собственных частотах, что усиливает раскачку на зтих частотах воздушного столба, заключенного во впускном трубопроводе 4, а это, в свою очередь, усиливает интенсивность звукового излучения, производимого его наружньм срезом в окружающую среду. Наиболее интенсивными являются колебания воздушного столба камеры на низших тангенциальных и радиальных формах колебаний, которые характеризуются ярко выраженными максимумами (пучностями) и узлами (минимумами).

Распределение давлений в радиальной (первой) форме колебаний описывается суперпозицией тригонометрических функций. Для глушителей, имеющих корпус в виде сферы, узлы (нулевые значения) давлений для первой радиальной моды располагаются на расстоянии г 0,7R от геометрического центра сферы, где R - радиус сферы.

Размещение динамических срезов ветвей 9 внутреннего участка 6 и трубопровода 5 на расстоянии 0,7R от центра, т.е. там, где эпюры имеют нулевое значение давления, позволяет предотвратить возбуждение и передачу этой формы в виде звуковой энергии в окружающую среду, а также снизить воздействие этой формы на стенки корпуса 1, что уменьшает количество переизлученной энергии корпусом 1 в окружающую среду.

Поскольку срезы внутреннего участка 6 трубопровода 4 и срез внутреннего участка 6 трубопровода 5 размещены несоосно, возбуждается тангенциальная форма, однако она не передается в окружающую среду, поскольку в

702874

точке О происходит компенсация полей давления этой формы.

Эта тангенциальная форма не пере- f. дается в окружающую среду также и

трубопроводом 4, поскольку динамические срезы ветвей 9 размещены в узле давлений этой формы. Кроме того, фильтрующий элемент 8 (материал с ак- 10 тивной фрикцией) размещен в максимуме скоростей колебаний этой формы. Поэтому звуковая энергия эффективно поглощается фильтрующим элементом, переходя при этом в тепловую. Таким 15 обраЗом, обеспечивается акустическая настройка конструкции.

Срезы ветвей 9 и трубопровода 5 должны быть динамическими, так как в динамике указанные срезы несколь- 20 ко удлиняются вследствие того,

что центр тяжести эпюры выходных скоростей пульсирующего потока в бесконечном пространстве находится на расстоянии с 0,3d, где d - диа- 25 метр трубы, в которой транспортируется поток. Если узловая плоскость находится на расстоянии 0,3d от среза трубы, то не происходит возбуждения данной формы колебаний. В зависимос- 30 ти от различных соотношений диаметров труб и условного диаметра корпуса (в данном случае воздухоочистителя) , в котором расположены трубы, различной формы торцовых стенок, 35 из-за возможной отфланцовки срезов труб, эта величина может меняться. Для размеров и соотношений, используемых на практике, с находится в диапазоне 0,2-0,4d.

40 Пример, Пусть диаметр патрубка 5 составляет 50 мм. Тогда срез его необходимо укоротить и разместить на расстоянии 10-20 мм от плос- , кости Х-Х.

45 Корпус 1 выбран сферическим, исходя из тех соображений, что при максимальном объеме он имеет минимальную поверхность и максимальную изгибную жесткость стенок, а это вле- 50 чет минимальную передачу структурного шума от. корпуса в окружающую среду.

Формула изобретения

55 1, Воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с впускным и выпускным окнами, расположенными на центральной оси корпуса и снабженными соответст5

венно впускным и выпускным трубопроводами, состоящими из внутренней и наружной частей, и фильтрующий элемент, выполненный в виде плоской кассеты установле.нной перпендикулярно центральной оси, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения, корпус выполнен в виде сферы, а внутренняя часть одного из трубопроводов выполнена симметрично-разветвляющейся относительно центральной оси на четное число ветвей, а динамические срезы ветвей расположены на плоскосфиг. 2

ГТТтть

Фиг.З

фиг.

tTTTTt

фиг, 5

70287°

ти, перпендикулярной центральной оси и проходящей через центр сферы, причем оси ветвей внутренней части трубопровода и динамический срез другого трубопровода расположены на радиусе г 0,7R, где R - радиус сферы корпуса.

10 2, Воздухоочиститель по п,1, о т, - личающийся тем, что сторона фильтрующего элемента со стороны разветвляющегося трубопровода выполнена с возможностью пересечения

15 центра сферы.

.йШПГ

.гУТТТТ

W

Фut. 7

Фиг.З