Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК F01N1/02 

г,

сл

4ь 4Ь

СО

со

СП

Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения путем настройки резонатора на частоту собственных колебаний камеры глушителя. Поток выхлопных газов поступает через впускной патрубок 4 в корпус 1, просачиваясь через отверстия его перфорации, расширяется, теряя при этом часть звуковой энергии (в варианте однокамерного глушителя), через выпускной патрубок 5 выбрасывается в окружающую среду. Для компенсации провала в характеристике заглушения камеры, возникающего при раскачке газа в полости корпуса 1 относительно полуоси его поперечного сечения в силу несоосного расположения патрубка 4, производится настройка частоты тупикового четвертьволнового резонатора на частоту собственных колебаний камеры глушителя. Конструкция глушителя шума является обратимой, т.е. впускной 4 и выпускной 5 патрубки могут выполнять и противоположные функции. 6 ил.

t

«О

V

л

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателе- строению, а именно к глушителям шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности шумоглушения.

На фиг. 1 представлена схема одно- бс мерного глушителя шума; на фиг. 2 - фема трехкамерного глушителя. шума; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на ф|иг. 4 - схема камеры глушителя шума; на фиг. 5 - эпюра распределения звуко давления на низшей собственной поперечной форме колебаний газа, за- К|Пюченного в камере глушителя шума; на фиг. 6 - характеристика заглушения камеры.

На фиг. 1 - b обозначены: кривая (jj - провал в характеристике, обусловленный низшей собственной резонансной формой (поперечной) в камере глушителя шума; кривая Ј - всплеск в харак- т|еристике, -обусловленный наличием ре- зонатора, на частоте резонанса камеры; кривая Ь - компенсация провала в характеристике; Вщ - эффективная длина

большой полуоси овала поперечного се- корпуса; 1 - длина сплошной Трубы четвертьволнового резонатора йпускного патрубка; Ь величина компенсации ближнего поля у концов перфорированного участка впускного патрубка, м; Р - давление, Н/м2 ; UL - степень заглушения, дБ; f - частота, Гц.

В однокамерном варианте (фиг.1) Глушитель шума содержит корпус 1 овальной формы с торцовыми стенками 2 и 3, впускной 4 и выпускной 5 патрубки, установленные в последних и частично размещенные в корпусе 1, причем оси патрубков 4 и 5 смещены относительно оси корпуса 1 вдоль большей реи овала его поперечного сечения, .длина которой превышает длину корпуса 1. Впускной патрубок 4 выполнен частично перфорированным и снабжен тупиковым четвертьволновым резонато- ром, образованным сплошной трубой 6, примыкающей к выходному срезу пат- рубка 4 и расположенной за пределами корлуса 1, и заглушкой 7, выполненной газонепроницаемой и установлен- ной на выходном срезе трубы 6, при- .чем эффективная длина резонатора равна половиИе эффективной длины большой полуоси овала поперечного сечения корпуса 1. Участок выпускного патрубка 5, размещенный в корпусе 1, может быть выполнен перфорированным.

В трехкамерном варианте глушителя шума (фиг. 2) впускная 8, промежуточная 9 и выпускная 10 камеры глушителя образуются при помощи поперечных перегородок 11 и 12 и соединяются между собой при помощи соответственно первого 13 и второго 14 перепускных патрубков. Выпускной патрубок 5 может быть установлен на боковой поверхности корпуса 1 в зоне выпускной камеры 10. Впускной патрубок 4 и второй перепускной патрубок 14 могут быть снабжены четвертьволновыми резонаторами, размещенными соответственно в выпускной 10 и впускной 8 камерах.

Глушитель шума работает следующим образом.

Поток выхлопных газов поступает через впускной патрубок 4 в корпус 1 , просачиваясь через отверстия его перфорации, расширяется, теряя при этом часть звуковой энергии, и однокамерном глушителе (фиг. 1) через выпускной патрубок 5 выбрасывается в окружающую среду. В тр ехкамерном глушителе (фиг. 2) выхлопные газы проходят дополнительно через промежуточную 9 и выпускную 10 камеры и лишь затем через патрубок 5 выбрасываются в окружающую среду.

При выходе (пульсациях) газа из патрубка 4 через отверстия перфорации в полость корпуса 1 (впускной камеры 8) газ в ней начинает раскачиваться относительно полуоси 00 (фиг. 3) в силу .несоосного расположения патрубка 4. В противоположной части корпуса 1 относительно оси 00 возникают интенсивные колебания, которые передаются из корпуса 1 через патрубок 5. Особенно интенсивно эта передача осуществляется на низшей собственной поперечной форме (фиг. 5), собственной частоте полости

соБ 4В

Ч

где с - скорость звука, м/с.

В подавляющем большинстве случаев на практике, поперечное сечение корпуса 1 глушителя имеет форму овала, реже круга. Поэтому в общем случае величина ВЭф равна половине высоты эквивалентного прямоугольника, имеющего ту же собственную частоту. Эф5 1544У95

фективная дл.ина большой полуоси овала поперечного сечения корпуса 1 определяется по формуле

.ч ны пе во

. S 1 73lF

где IQ- момент инерции сечения относительно полуоси 00; F - площадь сечения. Характеристика заглушения (фиг. 6, кривая а) имеет ярко выраженный провал. Для компенсации этого провала впускной патрубок снабжен тупиковым четвертьволновым резонатором, настраи Баемым на частоту fcoe . Б этом случае соблюдается условие fcog f , где „

с о

, 1Эт - эффективная длина резонатора, равная 1+U.

Величина & определяется из выражения

А

I

0,25+jU/t+0,5

где (U J-I i2iЈ3E°IJLlP llEjt

LOTB

де &т - толщина стенок трубы 6, м;

ore TI

от в

тр

гр

-диаметр отверстий перфорации патрубка 4, м;

п - число отверстий перфорации патрубка 4 в одном ряду;

-площадь проходного сечения одного отверстия перфора- ции, м2;

-площадь трубы b, м2;

t - продольный шаг рядов отверстий перфорации патрубка 4, м

Таким образом, за счет настройки, .частоты резонатора на частоту собствен ных колебаний камеры происходит компенсация провала, представленная кривой D характеристики заглушения (фиг. 6).

Конструкция глушителя шума является обратимой, т.е. впускной 4 и выпускной 5 патрубки могут выполнять и противоположные функции.

5

0

Формула изобретения

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус овальной формы с торцовыми стенками, впускной и выпускной патрубки, установленные в последних и частично размещенные в корпусе, причем оси патрубков смещены относительно оси корпуса вдоль большей оси овала его поперечного сечения, длина которой превышает длину корпуса, впускной патрубок снабжен заглушкой, а его

5 внутренний участок частично перфорирован, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения, впускной патрубок дополнительно снабжен тупиковым четвертьволновым резонатором, образованным сплошной трубой, примыкающей к выходному срезу патрубка и расположенной за пределами-корпуса, и заглушкой, выполненной газонепроницаемой и установленной на выходном сре5 яе Трубы, причем эффективная длина резонатора равна половине эффективной длины большой полуоси овала поперечного сечения корпуса.

0

ALM

Фиг.Ь

№

fob - Рез Фиг. 6