Глушитель шума "астаниг
Патент 1278471
Авторы
Классы МПК
Глушитель шума "астаниг
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности глушителя . Глушитель содержит трубчатый корпус 1 и проходящие вдоль него впускную и выпускную трубы с перепускными отверстиями 5 и 6, образуюш,ие с ним расширительную камеру 7. Она выполнена в виде огибаюш,их трубы криволинейных конфузорных каналов, у входа которых расположены перепускные отверстия 5 впускной трубы 3, а на входе - выпускной, причем сами трубы выполнены глухими. Каналы обладают селективным эффектом: свободно пропускают через себя газовый поток, первоначально несуш.ий звуковые колебания, и не пропускают их на выход. Это свойство превращает расширительную камеру 7 в «акустическую ловушку. Выхлопные газы поступают в нее через отверстие 5, разветвляются на отдельные потоки. В соответствии с конфигурацией конфузорных каналов они огибают снаружи в противоположных направлениях впускную 3 и выпускную 4 трубы, и после поворота на угол примерно 360° вновь объединяются на выходе из конфузорных каналов. Далее через отверстия 6 поток выходит в атмосферу через выпускнуютрубу 4. 3 з.п. ф-лы, 7 ил. S СЛ 255 ts:) 00 1 .1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„1278471 А1 (5ц 4 F 01 N 1 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3859722/25-06 (22) 25.02.85 (46) 23.12.86. Бюл. № 47 (72) С. В. Агеев и И. С. Агеев (53) 621.43.065 (088.8) (56) Патент США № 4126205, кл. 181 — 256, опублик. 1978. (54) ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА «АСТАНИГ» (57) Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности глушителя. Глушитель содержит трубчатый корпус
1 и проходящие вдоль него впускную и выпускную трубы с перепускными отверстиями 5 и 6, образующие с ним расширительную камеру 7. Она выполнена в виде огибающих трубы криволинейных конфузорных каналов, у входа которых расположены перепускные отверстия 5 впускной трубы 3, а на входе — выпускной, причем сами трубы выполнены глухими. Каналы обладают селективным эффектом: свободно пропускают через себя газовый поток, первоначально несущий звуковые колебания, и не пропускают их на выход. Это свойство превращает расширительную камеру 7 в «акустическую ловушку». Выхлопные газы поступают в нее через отверстие 5, разветвляются на отдельные потоки. В соответствии с конфигурацией конфузорных каналов они огибают снаружи в противоположных направлениях впускную 3 и выпускную 4 трубы, и после поворота на угол примерно 360 вновь объединяются на выходе из конфузорных каналов. Далее через отверстия
6 поток выходит в атмосферу через выпускнуютрубу 4. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
1278471
5 10 !
Изобретение относится к машиностроению, в частности лвигателестроению, а именно к глушителям шума двигателя внутреннего сгорания.
Цель изобретения — — повышение эффективности глушителя.
На фиг. 1 представлен глушитель шума, продольный вертикальный разрез; на фиг. 2сечение А- -А па фиг. 1; на фиг. 3 — — то же, вариант выполнения с сопряжением кромки периферийного отверстия выпускной трубы с внутренней поверхностью корпуса; на фиг. 4 — глушитель, продольный горизонтальный разрез, вариант выполнения с параллельным размещением впускной и выпускной труб; на фиг. 5 — сечение Б — Б на фиг. 4; на фиг. 6 — глушитель, продольный горизонтальный разрез, вариант выполнения с двумя впъскными и одноЙ выпускной трубами; на фиг. 7 — — сечение B В на фиг. 6.
Глушитель шума содержит трубчатый корпус 1 с торцовыми стенками 2 и размещенные вдоль него впускную 3 и выпускную 4 трубы, снабженные периферийными перепускными отверстиями 5 и 6, выполненные глухими и образующие с корпусом 1 расширительную камеру 7, выполненную в виде огибающих трубь 3 и 4 криволинейных конфузорных каналов 8, »а входе которых расположены перепускные отверстия 5 впускной трубы 3, а»а выходе перепускные отверстия 6 выпускной трубы 4.
Впускная 3 и выпускная 4 трубы могут быть выполнены за одно целое и разделены перегородкой 9, которая расположена в продольном направлении. В качестве заглушек впускной 3 и выпускной 4 труб могут служить соответствующие части торцовых стенок 2 корпуса 1.
Конфузорные каналы 8 могут быть выполнены с суммарной площадью выходного сечения, равной или в пределах 0,8- 1,2 площади сечения выходной трубы 4. Ширина входного сечения конфузорных каналов 8, которая определяет с одной стороны степень их конфузорности, а с другой — — степень внезапного расширения газов в расширительной камере 7, соответствует наружному диаметру впускной 3 или выпускной 4 трубы и может быть выполнена H пределах
0,5--1,2 диаметра труб 3 и 4.
Величина и количество периферийных IlcрепуcKHIIx огверстий 5 и б труб 3 и 4 определяются из условия заданного соотношения, например равенства средних скоростей газового потока в этих отверстиях и в пол.lhlx сечениях этих труб. Г1ерепускные периферийные отверстия 5 и б могут располагаться в один или несколько рядов, они могут иметь круглую или щелеви,1»ую форму и в пределе могут быть представлены одним щелевидным отверстием, простирающимся вдоль расширительной камеры 7 (фиг. 4 и 6).
В зависимости от технологических возможностей, предьявляемых к эксплуатационным параметрам требований, условий совместимости с ДВС и компоновки конкретная конструктивная форма выполнения глушителя шума может быть однотрубиой (фиг. 1—
3), двухтрубной (фи . 4 и 5), трехтрубной (фиг. 6 и 7) или иной, в том числе комбинированной из назв IHHb(x.
В однотрубном глушителе шума (фиг. 1—
3) впускная 3 и выпускная 4 труба выполнены как продолжение одна другой и разделены сплошной продольной перегородкой 9, установленной диагонально в пределах длины корпуса 1 и служащей в качестве общей заглушки обеих труб 3 и 4. Г1олучающееся переменным сечением этих труб позволяет достигнуть здесь неизменной средней скорости потока газов при неизменной ширине (диаметре перепускных отверстий 5 и 6.
Трубы 3 и 4 круглого или по ти круглого сечения предопределяют также круглую форму сечения трубчатого корпуса 1, при этом криволинейные конфузорные каналы охватывают эти трубы в пределах угла ло 180 и имеют встречное направление.
Один из конфузорных каналов, например канал 10 (фиг. 3) может быть выполнен (как и в других вариантах) глухим, т.е. в виде кармана, тогда выходное сечение конфузорного канала 8, одновременно являю щееся здесь перепускным (входным) отверстием 6 выпускной трубы 4, должно быть рассчитано на пол H1>IH поток газов.
В двухтрубном глушителе шума (фиг. 4 и 5) впускная 3 и выпускная 4 трубы проходят параллельно вплотную друг к другу и имеют неизменное по длине сечение. В этом случае перепускные о.верстия 5 и б могут иметь переменную ширину с целью выравнивания поля скоростей газового потока. Конфигурация расположенных рядом друг с другом труб 3 и 4 предопределяет и форму сечения трубчатого корпуса 1, представляющую здесь две симметрично сопряженных спиральных кривых, апроксимируемых дугами окружностей. Формируемые поверхностями труб 3 и 4 и корпуса 1 конфузорные каналы 8 охватывают их в пределах угла до 360 и также имеют встречное направление.
В трехтрубпом глу пителе шума (фиг. 6 и 7) впускная труба выполнена спаренной из труб За и Зо. H«i фиг. 7 показан уНрогценный вариант такогс: глушителя, в котором угол охвата впускных труб За и Зб конфузорными каналами 8 составляет около 270, и выпускная труба 4 в пределах расширительной камеры 7 ripeдставляет сборную камеру 11. Форма трубчатого корпуса 1 представляет здесь неправильный овал с одной осью симметрии (аналогичная форма может быть и в случае фиг. 5). Может быть выполнена спаренной и BIllli скная труба 4 (He показано).
1278471
Выпускная труба 4 во всех конструктивных вариантах может быть выполнена звукоизолированной от корпуса 1 и впускной трубы 3, если они изготовлены из традиционных материалов, обладающих хорошей звукопроводностью. Наружная поверхность выпускной трубы 4 в пределах расширительной камеры 7 (ее конфузорных каналов
8) также может быть снабжена слоем звукоизоляции (варианты со звукоизоляцией не показаны).
Корпус глушителя шума может изготавливаться путем простой резки цельнотянутой или электросварной трубы с сечением соответствующей формы, торцовые стенки — простой штамповкой, Возможно применение для сборки контактной электросварки, легко поддающейся автоматизации. Возможно применение свертной технологии сборки, а также использование прогрессивных материалов с антикоррозионными покрытиями, например диффузионно-хромированной или алитированной стали, взамен нержавеющей. Конструкция глушителя представляет возможность использвания обычной углеродистой стали с последующим органосиликатным покрытием (эмалированием).
Глушитель шума работает следующим образом.
Работа глушителя основана главным образом на использовании поглощения и рассеивания энергии звуковых колебаний при многократном отражении звуковых волн, которая затрачивается на упругую микродеформацию и нагревание материала. Проточная часть глушителя обеспечивает теоретически полное внутреннее отражение звука в объеме расширительной камеры 7 благодаря выполнению ее в виде криволинейных конфузорных каналов. 8. Эти каналы обладают селективным эффектом: свободно пропускают через себя газовый поток, первоначально несущий звуковые колебания, и не пропускают эти колебания на выход; это свойство превращает расширительную камеру 7 в «акустическую ловушку».
Выхлопные газы двигателя поступают в глушитель (фиг. 4 и 5) по впускной трубе
3 и через отверстия 5 проходят в расширительную камеру 7. Здесь поток газов разветвляется на отдельные потоки, которые в соответствии с конфигурацией криволинейных конфузорных каналов 8 огибают снаружи в противоположных направлениях впускную 3 и выпускную 4 трубы, и после поворота на угол примерно 360 вновь объединяются на выходе из конфузорных каналов 8. Далее весь поток через отверстия
6 поступает в выпускную трубу 4 и выходит через нее в атмосферу.
Подавляющая часть звуковой энергии потока выхлопных газов излучается при этом через выходные отверстия 5 в раширительную камеру 7, где звуковые волны претерпевают многократное отражение от
1О
40 всех ее стенок. Пути распространения звуковых волн, исходящих из выходных отверстий
5 в виде веера векторов с углом раскрытия до 180 как в поперечных, так и в продольных плоскостях излучения (на фиг. 5 и
7 до 120 в поперечных плоскостях), показывают, что конфигурация расширительной камеры 7 обеспечивает теоретически полное внутреннее отражение звука в пределах ее объема. Путь распространения звуковых колебаний с наиболее неблагоприятной составляющей вектора в поперечной плоскости излучения показан на фиг. 5. При этом звуковые волны в этой плоскости после многократных отражений от продольных стенок расширительной камеры 7 возвращаются в отверстия 5, чтобы затем снова выйти из нее с новым вектором, или затухает с декрементом, обусловленным акустическими параметрами системы. Составляющие векторов звуковых колебаний в продольных плоскостях излучения подобным образом претерпевают полное внутреннее отражение от стенок расширительной камеры 7.
На выход конфузорных каналов 8 и далее в выпускную трубу 4 поступает, таким образом, газовый поток, уже не содержащий основной части первичной звуковой энергии. Ее остаточный уровень на выходе из глушителя. который определяет его эффективность и не должен превышать установленной величины, обусловлен неизбежными на практике отклонениями путем распространения звуковых колебаний внутри расширительной камеры 7 от теоретических, вследствие неидеальных геометрических параметров отражательных поверхностей, а также звукопередачей к потоку непосредственно от звукопроводных стенок деталей глушителя. Последний фактор может быть значительно подавлен соответствующей звукоизоляцией выпускной трубы 4. Звуковое излучение в окружающее пространство резонирующего корпуса глушителя может быть подавлено с помо
Упругие свойства элементов и всей конструкции глушителя и резонансные свойства расширительной камеры 7 могут вызвать определенные резонансные явления. В первом случае возможное ухудшение шумоглушения на определенных резонансных частотах и их гармониках устраняется путем соответствующей акустической настройки, во втором — резонансный эффект вызывает не которое избирательное улучшение шумоглушения, не требующее корректировки.
Аэродинамическое сопротивление глушителя шума сведено к минимальной величине за счет ограничения аэродинамических потерь на дросселирвание, турбулизации и завихрение потока.
Дополнительное снижение уровня шума может быть достигнуто путем последовательной комбинации, в том числе и в од1278471
Формула изобретения
А -А
A-А з г
7 7
1 сРиг, ч
Фиг 2
Фиг. 3
Фиг 5
Фиг. б
В В
7,, 77
4г«гг. 7
Составитель В Сланникон
Техред И. Верес Корректор A. Ильин
Тираж 500 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Редактор И., щербак
Заказ 6814j28 ном корпусе, двух и более глушителей шума.!. Глушитель шума, содержащий трубчатый корпус и размещенные вдоль него впускную и выпускную трубы, снабженные периферийными перепускными отверстиями, выполненные глухими и образующие с корпусом расширительную камеру, отличающий- О ся тем, что, с целью повышения эффективности, расширительная камера выполнена в виде огибающих трубы криволинейных конфузорных каналов, на входе которых расположены перепускные отверстия впускной трубы, а на выходе — перепускные отверстия выпускной трубы.
2. Глушитель по п. 1, отличающийся тем, что конфузорные каналы выполнены с суммарной площадью выходного сечения, равной площади сечения выпускной трубы.
3. Глушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что впускная и выпускная трубы выполнены за одно целое и разделены перегородкой.
4. Глушитель по п. 3, отличающийся тем, что перегородка расположена в продольном направлении.