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

ел

.Ј

00 Јь

SO

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

Цель изобретения - повышение эффективности шумоглушения.

На фиг.1 представлена схема глушителя шума; на фиг.2 - разрез A-A на фиг.1} на фиг.З - камера глушителя; на фиг. - распределение низшей собственной формы колебаний объема газа в камере глушителя; на фиг,5 - характеристики звука (кривая а - уси- пение звука подводящим патрубком; t - заглушение звука камерой; с - суммарная характеристика передачи звука).

На чертежах обозначены: р - давле- ние, 1Э(р - эффективная длина патрубка 1 - статическая длина патрубка; А, &,- величины, учитывающие удлинение длины патрубка, обусловленное влиянием ближнего газодинамического поля, прилегающего к срезам патрубка1, В - длина камеры; L - усиление или заглушение звука, ДБ; f - частота, Гц.

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 с торцовыми стенками 2 и 3 и по меньшей мере одну камеру 4, внутри которой размещены эффективные срезы 5 и 6 подводящего 7 и отводящего 8 патрубков, один из которых размещен на равных расстояниях от торцовых стенок камеры А, функцию которых выполняют собственно поперечная перегородка 9 и торцовая стенка 3 корпуса 1 и сообщает последнюю с другой каме- рой 10, образованной торцовой стенкой 2 корпуса 1 и поперечной перегородкой 11. Эффективный срез б отводящего патрубка 7 расположен на равном расстоянии между центром камеры 4 и ее торцовой стенкой (перегородкой 9) или стенкой 3. Эффективная длина патрубка 8 равна длине камеры 4. В трех камерном варианте (фиг.1) глушитель шума снабжен впускным 12 и выпускным 13 патрубками, причем последний размещен на боковой поверхности корпуса 1 в зоне выпускной камеры Т , образованной поперечными перегородками 9 и 11. Впускной 12 и отводящий 8 патрубки могут быть снабжены тупиковыми четвертьволновыми резонаторами 15 и 16, образованными сплошными трубами, примыкающими к выходным срезам

патрубков 12 и 8, и заглушками, выполненными газонепроницаемыми и установленными на выходных срезах труб.

Глушитель шума работает следующим образом.

Поток выхлопных газов поступает через впускной патрубок 12, просачиваясь через отверстия его перфорации, в камеру 10, расширяется, теряя при этом часть звуковой энергии Далее выхлопные газы посредством патрубков 7 и 8 поступают последовательно в камеру Ц, затем в камеру 14, из которой через выпускной патрубок 13 выбрасывается в окружающую среду, при этом процессы дросселирования через отверстия перфорации и расширения газов повторяются. В камере 4 за счет размещения эффективных (динамических) срезов 5 и 6 в узлах низших собственных продольных и поперечных форм колебаний объема газа не происходит их возбуждение на этой низшей частоте. Колебания давления у среза 5 в камере k вызывают колебания газа, заключенного в патрубке 7 которые за счет колебаний скорости на срезе 5 возбуждают колебания объема газа в камере 4. Колебания давления в камере 4 у среза 6 вызывают колебания газа в патрубке 8 и передачу звука в камеру И или (при ее отсутствии) в окружающую среду. Суммарная величина передачи звука от среза 5 к срезу 6 определяется произведением передачи газа по патрубку 7 через камеру 4.

Подводящий 7 и отводящий 8 патрубки обладают резонансными свойствами

и на частотах f f- 2оТ iJ.

возникают резонансные колебания, усиливающие передачу звука. Особенно инс

тенсивны они на частоте ft г--.

/1эср

Для ослабления резонансного усиления звука в патрубке 7 длина В камеры k выполняется равной эффективной длине патрубка 7. При этом срез 5 размещен на равном расстоянии от торцовых стенок камеры k, функцию которых выполняют соответственно поперечная перегородка 9 и торцовая стенка 3 корпуса 1, т.е. по обе стороны от среза 5 образованы два четвертьволновых резонатора, имеющих максимум поглощения звука на частоте

с с

Р 5в72 2В

В этом случае частота максимального поглощения звука в камере k равняется частоте резонансного усиления звука в патрубке 7.

Как следует из фиг.5 (кривые а, b и с), при таком конструктивном исполнении происходят компенсация резонансного усиления звука патрубком 7 и повышение эффективности шумоглу- шения.

Под эффективной длиной т „„, патрубка 7 подразумевается следующее. Патрубок 7 в варианте выполнения участка, примыкающего к срезу 5, сплошным имеет величину эффективного (динамического) приращения и равного 0,2- 0,4 диаметра патрубка, а величину определяют из выражения

А,|К

(Јп +

+ 0,5

-,Za

де

+ yu/t

nj «..

P n-f0

толщина стенок патрубка Jt диаметр отверстий перфорации,

число отверстий перфорации в одном ряду, площадь проходного сечения

одного отверстия перфорации; Frt - площадь патрубка 7,

s,- ..-,

п f« 84796

t - продольный шаг рядов отверстий перфорации патрубка 7. То есть, если патрубок 7 по всей длине выполнен сплошным, то его длину 1 необходимо увеличить на 2Д, или 0,4-0,8 его диаметра. Если оба конца патрубка 7 снабжены участками перфорации, то его длину 1 необходимо уве- Q личить на величину 2А,.

Конструкция камеры 4 глушителя шума является обратимой, т.е. подводящий 7 и отводящий 8 патрубки могут выполнять и противоположные функции.

15

Формула изобретения

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцовыми стенками и по меньшей мере одну камеру, внутри которой размещены эффективные срезы подводящего и отводящего патрубков, один из которых расположен на равных расстояниях от торцовых стенок камеры и сообщает последнюю с другой камерой, а другой - на равном расстоянии между центром камеры и ее торцовой стенкой, отличающийся тем, что,

с целью повышения эффективности шумо- глушения, патрубок, срез которого размещен на равных расстояниях от торцовых стенок камеры, выполнен с эффективной длиной, равной длине последней .

Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения путем уравнивания частоты резонансного усиления и максимального поглощения звука. Поток выхлопных газов поступает в корпус 1, где в камере 4 за счет размещения эффективных (динамических) срезов 5 и 6 в узлах низших собственных продольных и поперечных форм колебаний объема газа не происходит их возбуждение на этой низшей частоте. Подводящий 7 и отводящий 8 патрубки обладают резонансными свойствами, и на определенных частотах возникают резонансные колебания, усиливающие передачу звука. Для ослабления этого резонансного усиления звука в патрубке 7 длина B камеры 4 выполняется равной эффективной длине патрубка 7, причем срез 5 размещен на равном расстоянии от торцовых стенок камеры 4, функцию которых выполняют соответственно поперечная перегородка 9 и торцовая стенка 3 корпуса 1, то есть по обе стороны от среза 5 образованы два четвертьволновых резонатора, имеющих максимум поглощения звука. 5 ил.

А

Фиг.1

Редактор Л.Зайцева

Фиг. 5

Составитель В.Славников

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 126

Тираж 31

ВНИИПИ Госуларственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 11J035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. k/S

Подписное