Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F01N1/02 

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

Целью изобретения является повышение эффективности шумоглушения.

На фиг.1 представлен глушитель шума, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - упрощенная схема глушителя шума; на фиг.4 - низшие собственные формы колебаний давления газа при давлении Pi; на фиг.5 - то же, при давлении i на фиг.6 - то же, при давлении Рц; на фиг.7 - влияние перегородки на деформацию низшей собственной моды по фиг.4; на фиг.8 - влияние обеих перегородок на деформацию низшей собственной моды по фиг.4; на фиг.9 - фрагмент поперечной перфорированной перегородки.

Глушитель шума содержит корпус 1 с торцовыми стенками 2 и 3, первый 4 и второй 5 патрубки, установленные в торцовых стенках 2 и 3 и частично помещенные внутри корпуса 1 с размещением выходных срезов б и 7 соответственно со стороны противоположных торцовых стенок 3 и 2 и по разные стороны от срединной плоскости l-l (фиг.З), перпендикулярной оси корпуса 1 и проходящей через его геометрический центр, и поперечные перфорированные перегородки 8 и 9. Первый патрубок 4 пересекает перегородки 8 и 9 и снабжен внутренним перфорированным участком 10, второй патрубок 5 размещен соосно корпусу 1 и также пересекает поперечные перегородки 8 и 9, причем внутренний перфорированный участок 10 первого патрубка 4 размещен между перегородками 8 и 9 и его эффективный акустический срез смещен на срединной плоскости 1-1 корпуса в сторону торцовой стенки 2, в которой он установлен, на величину 5ц - 5i2, а эффективный акустический срез второго патрубка 5 смещен от противоположной торцовой стенки на величину

1/4а + (521 +&22 ,

где a,,L-sin2();

Х2-,

):

4, -Ј.„„ ();

4,-Ј-,.n():

8Ј2

xi и Х2 г координаты соответственно первой 8 и второй 9 поперечных перегородок, отсчитанных от близлежащих торцовых стенок 2 и 3;

L- длина корпуса 1 глушителя; Ј1 и Ј2 - степень перфорации соответственно первой 8 и второй 9 поперечных перегородок;

1Эф - величина, включающая толщину д перегородки 8, 9 в зоне отверстий и присоединенную длину отверстия ( Д 1ОТв), которая обуславливает влияние ближнего гидродинамического поля, равная .

Поперечное сечение корпуса 1 может быть выполнено овальной формы, а центр эффективного акустического среза первого патрубка 4 может быть размещен в центре тяжести половины поперечного сечения

корпуса 1, ограниченной контуром овала сечения корпуса 1 и его малой осью Ill-Ill сечения (фиг.2). Второй патрубок 5 может быть снабжен участком 11 перфорации, размещенным между перегородками 8 и 9 и

помещенным в кожух 12. Объем корпуса 1 при помощи перегородок делится на камеры 13-15. На фиг. 1-3 и 9 обозначены большая ось II-II поперечного сечения корпуса, продольная ось IV-IV корпуса 1, скорость V

движения газа в сечениях.

Присоединенная длина отверстия Д10тв может приниматься равной (0,2-0,5) dote, где doiB - гидравлический диаметр отверстия перфорации в перегородках 8 и 9, причем для круглых отверстий величина doie равна геометрическому диаметру отверстий, а для отверстий некруглой формы

н - 4F

doTB--,

где F - площадь отверстия; П - периметр отверстия. Глушитель шума работает следующим образом.

Основная часть потока отработавших

газов по патрубку 4 поступает в камеру 15, просачивается через отверстия перфорации перегородки 9 в камеру 14, далее просачивается через отверстия перфорации перегородки 8 в камеру 13, откуда через срез 7 патрубка

5 выводится в окружающую среду. При прохождении газов по патрубку 4 в зоне камеры 14 часть газов через отверстия перфорации участка 10 просачивается в камеру 14.

Звуковые волны поступают в корпус 1

по патрубку 4 и выходят из него в основном через первые ряды отверстий перфорации участка 10, причем основная их часть выходит вблизи эффективного акустического среза данного участка 10. Колебания газа у

эффективного акустического среза участка 10 перфорации патрубка 4 возбуждают в объеме корпуса 1 стоячие волны,распределение давлений в которых близко к указанному на фиг. 4-6. Для уменьшения

возбуждения и передачи звука эффективные акустические срезы участка 10 перфорации патрубка 4 и патрубка 5 размещаются в узлах низших собственных форм колебаний газа. При этом учитывается смещение узловых поверхностей колебаний, обусловленных наличием поперечных перегородок 8 и 9, путем соответствующего смещения эффективных акустических срезов.

Формула изобретения 1. Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцовыми стенками, первый и второй патрубки, установленные в торцовых стен- ках и частично помещенные внутри корпуса с размещением выходных срезов соответственно со стороны противоположных торцовых стенок и по разные стороны от срединной плоскости, перпендикулярной оси корпуса и проходящей через его геометрический центр, и поперечные перфорированные перегородки, причем первый патрубок пересекает перегородки и снабжен внутренним перфорированным участком, а второй раз- мещен соосно корпусу, отличающий- с я тем. что, с целью повышения эффективности шумоглушения, второй патрубок пересекает поперечные перегородки, внутренний перфорированный участок первого патрубка размещен между перегородками и его эффективный акустический срез смещен от срединной плоскости корпуса в сторону торцовой стенки, в которой он установлен, на величину бц а эффек- тивный акустический срез второго патрубка смещен от противоположной торцовой стенки на величину 1 /4 а + 621 + 622 ,

А1

I

где ); .s.n (f);

..,п(ф;

-Ј-. п (ф,

где 1эф - величина, включающая толщину перегородки в зоне отверстий и присоединенную длину отверстия, которая обуславливает влияние ближнего гидродинамического поля;

Ј1 и Ј2 -степень перфорации соответственно первой и второй поперечных перегородок;

xi и Х2 - координаты соответственно первой и второй поперечных перегородок, отсчитанных от близлежащих торцовых стенок;

L- длина корпуса глушителя.

2.Глушитель по п.1, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что поперечное сечение корпуса выполнено овэльной формы.

3.Глушитель по п.2, отличающий- с я тем, что центр эффективного акустического среза первого патрубка размещен в центре тяжести половины поперечного сечения корпуса, ограниченной контуром овала сечения и малой осью сечения.

4.Глушитель по пп. 1-3, отличающийся тем, что второй патрубок снабжен участком перфорации, размещенным между перегородками и помещенным в кожух.

Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения путем оптимизации мест установки эффективных акустических средств. Основная часть потока отработавших газов по патрубку 4 поступает в камеру 15, просачивается через отверстия перфорации перегородки 9 в камеру 14, далее просачивается через отверстия перфорации перегородки 8 в камеру 13, откуда через срез 7 патрубка 5 выводится в окружающую среду. Звуковые волны поступают в корпус 1 по патрубку 4 и выходят из него в основном через первые ряды отверстий перфорации участка 10, причем основная их часть выходит вблизи эффективного акустического среза данного участка 10. Колебания газа у эффективного акустического среза участка 10 перфорации патрубка 4 возбуждают в объеме корпуса стоячие волны. Для уменьшения возбуждения и передачи звука эффективные акустические срезы участка 10 перфорации патрубка 4 и патрубка 5 размещаются в узлах низших собственных форм колебаний газа. При этом учитывается смещение узловых поверхностей колебаний, обусловленных наличием поперечных перегородок 8 и 9, путем соответствующего смещения эффективных акустических срезов. 3 з.п. ф-лы, 9 ил (Л i i им Hi мн t H-HHIHIHI I I/ III I IU III I w о 00 00 Ю 00

1 Риг. 2

1ЩЛ

ffl. /-. I M.

Фм.З

guf.p |( ( |

.

/ 9

-3