Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК F01N1/08 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к дпигателестрое нию, а именно к глушителям шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности и технологичности сборки глушителя.

На фиг.1 представлен глушитель, продольный разрез-, на фиг.2 - сбором- ный модуль шумоглушащего элемента, в собранном виде; на фиг.З - то же, в разобранном виде, на фиг.4 - вариант глушителя с двумя параллельными камерами; на фиг.З - сечение А-А на |фиг.4; на фиг.6 - схема движения газов в глушителе с разным количеством сборочных модулей в камерах; на фиг.7 - диаграммы изменения выходног сопротивления по длине корпуса глуши теля (а - для глушителей с перфорированными перегородкамиj b - для глушителя-прототипа ; с - для глушителя шума выхлопа двигателя внутреннего сгоранияi R - сопротивление глушите- ля, мм рт.ст., R вх - входное сопротивление1, RBbl)( - выходное сопротивление , 1 - длина пути газов); на фиг.8 схема движения газов при встрече с поверхностью собирателя (Ь - прото- тип; с - глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания).

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками и шумоглушащие элементы 4, снабженные рассекателями 5, выполненными в виде конусов, установленных вершинами в сторону впускного патрубка 2, и собирателями 6, выполненными в ви- де усеченных конусов, установленных меньшими основаниями в сторону выпускного патрубка 3, причем рассекатели 5 и собиратели 6 установлены поочередно, начиная от впускного патрубка 2. Основание каждого рассекателя 5 и большее основание каждого собирателя 6 выполнены равными внутреннему диаметру корпуса 1, а боковая поверхность каждого рассекателя 5 снабжена разрезами, выполненными по ее образующим и разделяющим ее на сектора, и каждый сектор повернут под углом по отношению к боковой по

верхности рассекателя 5. Каждый разрез

боковой поверхности рассекателя 5 может быть выполнен длиной, составляющей 0,3-0,5 длины ее образующей, что обеспечивает превышение суммарной

Q $ 0 5 о

5

5

0

5

площади разрезов по отношению к сечению впускного патрубка 2 и по меньшей мере равенство с площадью отверстия собирателя 6, а также перекрытие последнего проекцией неразрезанной части рассекателя 5. Угол поворота секторов рассекателя 5 относительно его боковой поверхности может составлять 15-30°, что обеспечивает закрутку газов при незначительном гидравлическом сопротивлении. Рассекатель 5 и собиратель 6 могут быть соединены в сборочный модуль при помощи кольца 7, соединяющего основание рассекателя 5 и большее основание собирателя 6.

Корпус 1 может быть выполнен в виде двух параллельных цилиндрических камер 8, связанных между собой на входе и выходе, а количество шу- моглушащих элементов, разметенных в камерах 8 корпуса 1, может быть выполнено различным. Собиратель 6 может быть выполнен заодно с кольцом 7, которое соединяет его большее основание с основанием рассекателя 5. Расстояние между шумоглушащими элементами 4 определяется опытным путем для каждого типа двигателя. При выполнении корпуса 1 в виде двух параллельных цилиндрических камер 8 последние помещаются в общий кожух 9, а соединение камер 8 на входе осуществляется при помощи разделительного устройства 10, представляющего собрй половину тора, с которым соединен впускной патрубок 2. Соединение камер 8 на выходе осуществляется при помощи переходника 11 выполненного в виде усеченного конуса, малое основание которого соединено с выпускным патрубком 3, а на входе переходника 11 установлены рассекатели 5. Камеры 8 изолируются от кожуха 9 при помощи асбестовой прокладки 12. В варианте глушителя с различным количеством шумоглушащих элементов з камерах 8 меняется шах их установки по длине камер 8.

Глушитель шума работает следующим образом.

Выхлопные газы через впускной пат- рУбок 2 поступают в корпус 1, причем в варианте с двумя параллельными камерами 8 в разделительном устройстве 10 газы предварительно разделяются на два потока и далее ударяются в рассекатель 5, обтекают его и через

его разрезы, закручиваясь, поступают в шумоглушащий элемент 4. Внутри элеента 4 газы движутся под углом к оси корпуса, что уменьшает угол встреи потока со стенкой собирателя 6. Контактируя со стенками собирателя 6, газы обжимаются до размера отверстия алого основания конуса собирателя 6. а расширение газов, их трение о поверхность рассекателя 5 и обжатие собирателем 6 расходуется часть энергии газа. Выйдя из первого шумоглушащего элемента 4, газы встречают на своем пути следующий элемент 4, где происодят аналогичные воздействия на них, причем, так как направление закручивания газов во всех элементах 4 совпаает, то при переходе от одного элемента 4 к другому газы получают дополнительный импульс закручивания, т.е. скорость вращения газов возрастает. Но поскольку поток газов является практически неразрывным, то по лине корпуса 1 глушителя благодаря его подкрутке шумоглушащими элементаи 4 гидравлическое сопротивление меньшается и становится перед выпускным патрубком 3 ниже сопротивления трубопровода, подводящего выхлоп-г ные газы к впускному патрубку 2. Благодаря отражению прямолинейно распространяющегося звука от рассекателей 5 и собирателей 6 под углом к поверхностям корпуса 1 и шумоглушащих элементов 4 отсутствуют встречные завихрения газов, что также снижает гидравлическое сопротивление глушителя.

В варианте двух параллельных камер 8 при снабжении последних различным числом шумоглушащих элементов 4 за счет того, что в одной камере 8 газы приходят к выпускному патрубку 3 обжатыми, так как только что вышли из собирателя 6, а в другой камере 8 газы уже успевают расшириться, потоки соединяются как бы в разных фазах, что снижает звуковую составляющую выхлопа. Формула изобретения

1. Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий

корпус с выпускным и впускным патрубками и шумоглушащие элементы, снабженные рассекателями, выполненными в виде конусов, установленных верши- нами в сторону впускного патрубка, и собирателями,выполненными в виде усеченных конусов, установленных меньшими основаниями в сторону выпускного патрубка, причем рассекатели и собиратели установлены поочередно, начиная от впускного патрубка, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, ос5 нование каждого рассекателя и большее основание каждого собирателя выполнены равными внутреннему диаметру корпуса, а боковая поверхность каждого рассекателя снабжена разреза0 ми, выполненными по ее образующим и разделяющими ее на сектора, причем каждый сектор повернут под углом по отношению к боковой поверхности рассекателя.

5

2.Глушитель по п.1, о тл и ч а- ю щ и и с я тем, что каждый разрез боковой поверхности рассекателя выполнен длиной, составляющей 0,3-0,5

0 от длины ее образующей.J

3.Глушитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что угол поворота секторов рассекателя отно5 сительно его боковой поверхности составляет 15-30°.

4.Глушитель по пп.1-3, о т л и- чающийся тем, что, с целью

о повышения технологичности сборки, рассекатель и собиратель соединены в сборочный модуль при помощи кольца, соединяющего основание рассекателя и большее основание собирателя.

5 5. Глушитель по пп.1-4, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде двух параллельных цилиндрических камер, связанных между собой на входе и выходе.

0 6, Глушитель по п.5, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что количество шумоглушащих элементов, размещенных в камерах, выполнено различным.

-Fr

ФигЛ

Изобретение позволяет повысить эффективность глушителя путем разделения, закручивания и последующего смешения потока газов. Выхлопные газы через впускной патрубок 2 поступают в корпус 1, причем в варианте с двумя параллельными камерами 8 в разделительном устройстве 10 газы предварительно разделяются на два потока, а далее ударяются в рассекатель 5, обтекают его и через его разрезы, закручиваясь, поступают в шумоглушащий элемент 4. Внутри элемента 4 газы движутся под углом к оси корпуса, что уменьшает угол встречи потока со стенкой собирателя 6. Контактируя со стенками собирателя 6, газы обжимаются до размера отверстия малого основания конуса собирателя 6. На расширение газов, их трение о поверхность рассекателя 5 и обжатие собирателем 6 расходуется часть энергии газов, что обеспечивает снижение шума. Далее процесс повторяется, и выхлопные газы через выпускной патрубок 3 выбрасываются в окружающую среду, причем благодаря отражению прямолинейного распространяющегося звука от рассекателей 5 и собирателей 6 под углом к поверхностям корпуса 1 и шумоглушащих элементов 4 отсутствуют встречные завихрения газов, что снижает гидравлическое сопротивление глушителя. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Фиг.2

В

фме.З

Ф(

- 50°

Зх

фиг.8

фие.6

фигЛ