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

1137

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к двигателе строению, в частности к устройствам воздухоочистителей, снабженных элементами шумоглушения.

Цель изобретения повьшение эффективности шумоглушения.

На фиг,1 схематически показан предлагаемый воздухоочиститель, об- щий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - эпюра низшей собственной радиальной формы колебаний воздушного объема в корпусе воздухоочистителя; на фиг,4 - воздзгхоочис- титель, вариант вьшолнения; на фиг.З- зависимость амплитуды колебаний звуковой скорости от длины канала и частоты колебаний; на фиг.б - эпюры звуковых скоростей волн, распространяю- щихся по каналам воздухоочистителя,

Воздухйочиститель содержит корпус , вьтолненный в виде кругового цилиндра и днища 2, в котором вьтолне- но соосно корпусу 1 выпускное окно 3 смонтированный на корпусе i воздухо- заборный патрубок 4, крьшжу 5 корпус 1 и фильтрующий элемент 6. Воздухо- заборньй патрубок 4 имеет заходную часть 7 и присоединительную часть 8, в которой расположена перегородка 9, соединенная с дугообразным дефлектором 10, установленным эквидистантно поверхности корпуса 1 между его стенками и фильтрующим элементом 6. Дефлектор 10 образует-два разветвляющихся канала 11 и 12, имеющих соответственно срезы 13 и 14, причем длины каналов 11 и 12 разные и составляют соответственно О,2D и 0,6D, где D - диаметр корпуса. Перегородка 9 может быт ь вьтолнена и в виде треугольной призмы, одна из сторон которой, обращенная к фильтрующему элементу. 6, выполнена по дуге, охваты- вающей последний.

При работе двигателя внутреннего сгорания в момент открытия - закрытия впускньк клапанов и в самом процессе изменения объемов цилиндров

возникает переменная составляющая объемного расхода воздуха, что приводит к раскачке воздушных объемов, заключенных в отдельных элементах труб, и объемов системы впуска. Воз- гс душные объемы в отдельных элементах системы имеют определенные частотные характеристики и в конечном итоге определяют звуковое излучение, произ-i

5 0

5 0 5 0 Б

0

с

водимое непосредственно наружным срезом воздухозаборного патрубка 4.

Объем воздушного столба, заключенного в воздухоочистителе, можно рассматривать как распределенную (по объему) массу, имеющую определенные упругие, инерционные и диссипативные характеристики. Подвод возбуждения к этой массе осуществляется как через выпускное окно 3, так и через срезы 13 и 14 соответствующих каналов 11 и 12, соединенных с воздухозаборным патрубком 4. Вследствие вызванного возбуждения воздушный объем, заполняющий воздухоочиститель, начинает совершать колебания на своих собственных частотах, что усиливает раскачку на этих частотах воздушного столба, заключенного в воздухозаборном патрубке 4, а это увеличивает интенсивность звукового излучения, производимого его наружным срезом в окружающую среду. Наиболее интенсивными являются колебания воздушного столба корпуса 1 воздухоочистителя на низших тангенциальных и радиальных формах колебаний, которые характеризуются ярко выралсенными максимумами (пучностями) и минимумами (узлами).

В данном, выпускное окно 3 расположено в узле колебаний низших собственных тангенциальных форм, следовательно, возбуждения на этой собственной резонансной форме колебаний не происходит, но одновремеьшое расположение вьшускного окна 3 (источника возбуждения) в пучности низшей собственной радиальной формы колебаний с частотой колебания

f 1,22 с- ,

где с - скорость звука, м/с;

D - диаметр цилиндра корпуса воздухоочистителя, м,...

ведет к наиболее интенсивной ее рас- качке.

Соответственно длина волны этой радиальной формы колебаний составляет

0 - ° - f - Т;22

D

2744

м.

Для подавления (ослабления) излучения звука йа этой возбужденной и передающейся во воздухозаборный патрубок 4 собственной резонансной форме (ее амплитуда и фазовые характеристики изменяются по радиусу, но не зависят от угловой координаты) выполнены два разветвленных канала 11 и 12, сообщенные с объемом корпуса 1 воздухоочистителя, в котором находится эта возбужденная форма собственных резонансных колебаний. Вследст- вие того, что срезы,13 и 14 каналов 11 и 12 находятся на одном и том же радиусе, на каждый из срезов подаются одна и та же амплитуда и фаза давления. Длины каналов Ij и 1, состав- ляют соответственно 1/4 и 3/4 от длины волны этой радиальной формы колебаний , т. е,

. Каналы

0,2D,

соединяются в один

D

4 4 4788

/, 4 4,88 и 12

общий воздухозаборный патрубок 4 в точке, где происходит дополнительное суммирование амплитуд звуковых скоростей волн, распространяющихся по каналам I1 и 12.

Выбор длины меньшего канала А/4 обусловлен следующим.

В каждом из каналов |1 и 12 бания давлений на их срезах 13 возбуждают колебания звуковой скорости в месте соединения каналов. Зависимость амплитуды этих колебаний от длины каналов и частоты колебаний выражается формулой

1212

коле- и 14

V

sin

-i

V - амплитуда звуковой скорости;

р - амплитуда звукового давления;

1 - длина канала.

При разности длин каналов 11 и 12 1, - 1 0,5 скорости в каналах имеют разный знак и взаимно компенсируются. Наилучшая степень компенсаю

20

25

30

35

40

45

ции (по ширине полосы компенсации) и наименьшая чувствительность к точности изготовления достигается как раз в случае 1,3/4 А и , так как в этих областях функция

имеет наиболее пологий хаsin2 i

рактер. На эпюрах звуковых скоростей наглядно иллюстрируется, каким образом происходит компенсация полей давлений на низшей собственной радиальной форме колебаний в точке, в которую волна звукового давления, распространяясь по каналам II и 12, подходит с одинаковой амплитудой, но с противоположными знаками, так как разность длин каналов 11 и 12 составляет 0,5)(,

Формула изобретения

1,Воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с впускным окном и днищем, в котором соосно корпусу вьшолнено выпускное окно, смонтированный на корпусе воздухозаборный патрубок, имеющий впускную и присоединительные части, крьпшсу корпуса и фильтрующий элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения, присоединительная часть снабжена перегородкой, соединенной с дугообразным дефлектором, расположенным между корпусом и фильтрующим элементом и образующим со стенками цилиндрического корпуса два разветвляющихся канала, причем длины каналов составляют соответственно 0,2D и 0,6D, где

D - диаметр корпуса.

2.Воздухоочиститель по п.1, о т- личающийся тем, что перегородка вьтолнена в виде неравнобедренной треугольной призмы, одна из сторон которой, обращенная к фильтрующему элементу, выполнена по дуге, охватьшающей последний.

5 6

Изобретение позволяет повысить эффективность гаумоглушения. В днище корпуса воздухоочистителя соосно корпусу выполнено выпускное окно. Присоединительная часть воздухозаборно- го патрубка имеет перегородку 9 в виде неравнобедренной треугольной призмы, одна из сторон которой, обращенная к фильтрующему элементу, выполнена по дуге, охватывающей последний. Перегородка соединена с дугообразньм дефлектором 10, расположенным между корпусом и фильтрующим элементом и образующим со стенками цилиндрического корпуса два разветвляющихся канала II и 12. Длины каналов составляют соответственно 0,20 и 0,6D, где D - диаметр корпуса. Выпускное окно расположено в узле колебаний низших соб- ственньк тангенциальных форм, следовательно, возбуждения на этой собственной резонансной форме колебаний не происходит, но ведет к наиболее интенсивной раскачке. Для подавления излучения звука на возбужденной и передающейся в воздухозаборный патрубок собственной резонансной форме вьтол- нены каналы. 1i и 12, которые соединяются в один общий воздухозаборный патрубок в точке, где происходит дополнительное суммирование амплитуд звуковых скоростей волн, распространяющихся по каналам II и 12. При разности длин последних 1,-1,,0,5 Л, где - собственная длина волны радиальной формы колебаний, скорости в каналах имеют разный знак и взаимно компенсируются. I з.п. ф-лы, 6 ил. (Л СО vj Nl; СО 00

Фие.,3

Ы

щщ

ш

фиг. 5

Фае-6