Глушитель шума для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F01N5/02 

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

Цель изобретения - повышение эффек- 5 тивности шумоглушения.

На фиг.1 представлен продольный разрез принципиально-конструктивной схемы глушителя шума; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Ю

Глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1, соосные впускной 2 и выпускной 3 патрубки; в виде усеченного конуса вставки 4, 5, соединяющие соответственно впускной 2 и выпускной 3 патрубки с корпу- 1.5 сом 1, центральную трубу б, соосные продольные цилиндрические перегородки 7, установленные козксиально относительно

трубы 6 с образованием кольцевых зазоров между собой и образующие продольные 20 кольцевые каналы 8, причем, длины перегородок 7 по мере удаления их от оси корпуса 1 уменьшаются, кольцевые поперечные идентичные перфорированные перегородки 9 и 10. установленные на торцах перего- 25 родок7 в начале и конце каждого канала 8, конический дефлектор 11, сопряженный ост нованием с входным торцом центральной трубы б и трубы 12, установленные в кольцевых канавках 8 и соединяющие попарно 30 отверстия в кольцевых поперечных перегородках 9 и 10 и размещенные параллельно оси корпуса 1. Внутреннее пространство кольцевых каналов 8 заполнено охлаждающим рабочим телом, (жидкостью) 13.35 Глушитель шума снабжен входным 14 и

выходным 15 коллекторами, которые трубз ми 16 подсоединены к кольцевым каналам 8, коллектор 14 имеет кран слива 17 и подключен к насосу 18, работающему от борто- 40 вой сети автомобиля напряжением 12 В или 24В.

Через коллекторы 14 и 15 глушитель шума подсоединен к потребителю утилизированной теплоты, например, к радиатору 45 отопителя кабины автомобиля, снабженного дизелем воздушного охлаждения.

На входной (передней) части центральной трубы 6 выполнены отверстия 19, причем, отверстия 19 расположены между 50 основанием конического дефлектора 11 и первой от трубы 6 поперечной перфооиоо- ванной перегородки 9 соосно отверстиям перфорации последней.

Таким образом, количество отверстий 55 на трубе 6 равно количеству отверстий в первой от трубы 6 поперечной перфорированной перегородке 9 и, соответственно, количеству труб 12. размещенных в первом от трубы 6 кольцевом канале 8.

Кроме того, отверстия на трубе бив первой от трубы 6 поперечной перфорированной перегородке 9 выполнены одинакового диаметра, например, 8 или 13 мм.

Суммарная площадь отверстий 19 равна суммарной площади отверстий перфорации первой поперечной перегородки 9.

Глушитель шума работает следующим образом.

Перед началом работы глушитель шума заполняется охлаждающей жидкостью 13, в качестве которой может быть использована вода, антифриз или высокотемпературные органические теплоносители.

При включении двигателя внутреннего сгорания образующиеся отработавшие газы по впускному патрубку 2 поступают в корпус 1. Коническим дефлектором 11 поток газов равномерно направляется в трубы 12. Трубы 12 выполняют функции конвективных газоходов, которые интенсивно охлаждаются промежуточным теплоносителем 13. В трубах 12 отработавшие газы охлаждаются и по выпускному патрубку 3 отводятся в атмосферу. Одновременно часть газов, выходя из труб 12 расширяется во внутреннее пространство центральной трубы 6 и благодаря наличию в передней части центральной трубы 6 отверстий 19 инжектируется основным потоком снова в трубы 12, где дополнительно ох лаж даете я. Та к как отверстия 19 расположены соосно с трубами 12, то инжектируемый поток газов из отверстий 19 сразу направляется в трубы 12.

Таким образом, в конструкции глушителя появляется дополнительный циркуляционный контур для греющей среды: трубы 12 - центральная труба 6 - отверстия 19 - трубы 12, т.е. определенная часть газов многократно прокачивается через конвективные газоходы - трубы 12.

В этом случае отработавшие газы дополнительно охлаждаются, что и обусловливает более эффективное шумоглушение. Одновременно устраняются застойные зоны внутри центральной трубы 6, расширение газов происходит более интенсивно, а это также способствует снижению шума.

Вместе с двигателем внутреннего сгорания включается и насос 18, который прокачивает охлаждающую жидкость 13 через кольцевые каналы 8. В кольцевых каналах 8 от тру б 12 охлаждающая жидкость 13 нагревается и далее подается к источнику потреб- ления утилизированной теплоты отработавших газов: обогреватель кабины или кузова автомобиля, водонагреватель и т.п.

Если отверстия 19 расположены несоос- но с трубами 12 (отверстиями перфорации

поперечной кольцевой перегородки 9), например, смещены влево или вправо, то в этом случае инжектируемый поток газов из трубы 6 будет ударяться в глухую часть поперечной перфорированной перегородки 9, а это будет способствовать нежелательной турбулизации потока, возрастанию лобового аэродинамического сопротивления и снижению эффективности шумоглушения.

Аналогичная картина будет иметь место, если количество отверстий 19 меньше или больше числа труб 12, установленных в первом от центральной трубы б кольцевом, канале &

Можно принять также, что и диаметры отверстий 19 должны быть равны диаметру труб 12.

Важное значение приобретают отверстия 19 при холостом режиме работы двигателя внутреннего сгорания. При этом режиме работы Объемный расход отработавших газов, их температура и скорость движения незначительны и прокачка их через систему труб 12 связана с дополнитель- ными потерями мощности. Однако при наличии-отверстий 19 отработавшие газы (при холостом режиме работы двигателя) напрямую уходят в центральную трубу б в выпускной патрубок 3,минуя трубы.12 и затраты мощности при этом на прокачку газов через глушитель снижаются. Здесь как раз важно, что суммарная площадь отверстий 19 равна суммарной площади отверстий перфорации первой от трубы 6 поперечной перфорированной перегородки 9: газы идут по пути наименьшего гидравлического сопротивления.

На средних и сильных режимах работы двигателя внутреннего сгорания расход газов, их температура и скорость значительно возрастают и мощный поток отработавших газов коническим дефлектором It направляется в трубы 12 и здесь проявляется уже эффект инжекции и в процессе охлаждения

газов автоматически включается циркуляционный контур через центральную трубу 6 и многократная рециркуляция газов значи- тельно повышает коэффициент утилизации при неизменных габаритных размерах глушителя шума.

С ростом коэффициента утилизации уменьшается температура уходящих отработавших газов, падает их скорость движе- ния и повышается при этом эффективность шумоглушения.

Формула изобретения

1. Глушитель шума для двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус, соосные впускной и выпускной патрубки, центральную трубу, сооснае продольные цилиндрические перегородки, установленные коаксиально отно- сительно центральной трубы с

образованием кольцевых зазоров, конический дефлектор, сопряженный основанием с входным торцом центральной трубы, кольцевые поперечные перфорированные перегородки, размещенные на торцах

продольных перегородок с перекрытием кольцевых зазоров, трубы, расположенные в кольцевых зазорах параллельно оси корпуса и соединяющие противолежащие отверстия перфорации кольцевых поперечных

перегородок, а охлаждающее рабочее тело,

заполняющее межтрубное пространство

кольцевых зазоров, отличающийся

.тем, что, с целью повышения эффективности

шумоглушения, центральная труба выполйена перфорированной, а отверстия перфорации расположены на ее входной части между основанием конического дефлектора и первой от оси поперечной перфорированной перегородкой.

2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что оси отверстий перфорации центральной трубы и поперечной перегородки расположены в одних плоскостях.

А-А

Сущность изобретения: глушитель шума содержит корпус 1, соосные впускной 2 и выпускной 3 патрубки, центральную трубу 6 с коническим дефлектором 11 на входной торцевой части, имеющей отверстия 19, соосные продольные цилиндрические перего I редки 7, установленные коаксиально трубе 6 и образующие продольные каналы 8, поперечные кольцевые перфорированные перегородки 9 и 10, установленные на торцах перегородок 7, и трубы 12, расположенные в каналах 8 и соединяющие попарно отверстия перфорации перегородок 9 и 10, причем межтрубное пространство каналов 8 заполнено охлаждающим рабочим телом 13. При включении двигателя основной поток отработавших газов чертез отверстия 19 инжектирует часть газов из центральной трубы. 6 и направляет их на дополнительное, по- вторное охлаждение в трубы 12. Многократная рециркуляция определенной части газов приводит к более сильному их охлаждению и, следовательно, к более эффективному шумоглушению. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

(риг, 2