Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглуиения. Поперечная перфорированная перегородка (п) 6 разделяет корпус на две камеры. Между торцовой стенкой 2 и П 6 расположена спираль 9 Архимеда, образующая .спиралевидный канал прямоугольного сечения. Корпус между тангенциальным впускным и выпускным патрубками в зоне начала первого витка спирали 9 образует с последним емкость клиновидной расширяющейся формы, разделенную при помощи продольной П 11. на впускную и вьшускную полости. В зоне продолжения первого витка спирали корпус выполнен заодно с ним. Вторая камера при помощи продольной центральной перфорированной П 14, установленной параллельно впускному патрубку 4, разделена на первую и вторую расширительные камеры. Вьшускной патрубок выполнен тангенциальным относительно корпуса, соединен с вы«- пускной полостью 13 и через последнюю при помощи щели - с второй камерой . Отверстия перфорации П 6 выполнены в зоне впускной полости в межвитковом пространстве в зоне первой расширительной камеры и на концевом участке спирали 9 в зоне второй расширительной камеры. Наиболее быстро движущиеся частицы газового потока в пределах корпуса вынуждены двигаться по более длинной траектории по сравнению с остальной мас сой газа; движущейся с умеренной и малой скоростью по более короткому пути, причем указанное разделение потока в количественном отношении подчинено эффекту саморегулирования в зависимости от возникающих перепадов давления в различных точках, проточной части корпуса. 9 з.п. ф-лы, 4 ил. i сл 4 Од О 00 Од сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 F 01 N !/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTQPGHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

®us 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

r10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4284186/25-06 (22) 13 .07.87 (46) 23.02.89. Вил. № 7 (71) Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.М.Кирова (72) Н.С.Тушаков, А.С.Кондрашкин, К.Х.Лазариди, Г.А,Молочков, Л.П.Яник и В.Е. Смирнов (53) 621.43.065(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1002622, кл. F 01 М 1/00, 1980. (54 ) ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА BbIXJIOIIA ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения. Поперечная перфорированная перегородка (П)

6 разделяет корпус на две камеры.

Между торцовой стенкой 2 и П 6 расположена спираль 9 Архимеда, образующая .спиралевидный канал прямоугольного сечения. Корпус между тангенциальным впускным и выпускным патрубками в зоне начала первого витка спирали 9 образует с последним емкость клиновидной расширяющейся формы, разделенную при помощи продольной П 11 на впускную и выпускную полости. В

„„SU„„1460365 А 1 зоне продолжения первого витка спирали корпус выполнен заодно с ним.

Вторая камера при помощи продольной центральной перфорированной П 14, установленной параллельно впускному патрубку 4, разделена на первую и вторую расширительные камеры. Выпускной патрубок выполнен тангенциальным относительно корпуса, соединен с вьн -пускной полостью 13 и через последнюю при помощи щели — с второй камерой. Отверстия перфорации П 6 выполнены в зоне впускной полости в межвитковом пространстве в зоне первой расширительной камеры и на концевом участке спирали 9 в зоне второй расширительной камеры. Наиболее быстро движущиеся частицы газового потока в пределах корпуса вынуждены двигаться по более длинной траектории по сравнению с остальной массой газа„ движущейся с умеренной и малой скоростью по более короткому пути, причем указанное разделение потока в ко- 1м личественном отношении подчинено эф- >ф фекту саморегулирования в зависимос- ф ти от возникающих перепадов давления в различных точках проточной части корпуса. 9 з.п. ф-лы, 4 ил. CO

1460365

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к глушителям шума выхлопа двигателя внутреннего сго- 5 рания, преимущественно автомобильного.

Цель изобретения - повышение эффективности myMoглушения, На фиг. 1 представлен глушитель шума, продольный разрез; на фиг. 2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 3.

Глушитель шума выхлопа двигателя 15 внутреннего сгорания содержит корпус

1 с первой 2 и второй 3 торцовыми стенками, тангенциальным впускным

4 и выпускным 5 патрубками, поперечную перфорированную перегородку 6, 20 разделяющую корпус ) на первую 7 и вторую 8 камеры, и размещенную между первой торцовой стенкой 2 и поперечной перегородкой 6 спираль 9 Архимеда, образующую спиралевидный канал

10 прямоугольного сечения. Корпус 1 между патрубками 4 и 5 в зоне начала первого витка спирали 9 образует с последним емкость клиновидной расширяющейся формы, разделенную при помо- 30 щи продольной перегородки 11 на впускную 12 и выпускную 13 полости, а в зоне продолжейия первого витка спирали 9 выполнен заодно с корпусом 1, вторая камера 8 при помощи продольной центральной перфорированной перегородки 14, установленной параллельно впускному патрубку 4, разделена на первую )5 и вторую 16 расширительные камеры, выпускной па- @> трубок 5 выполнен тангенциальным по отношению к корпусу ), соединен с выпускной полостью 13 и через последнюю при помощи щели )7 — с второй расширительной камерой 16, причем45 отверстия перфорации поперечной перегородки 6 выполнены в зоне впускной полости 12, в межвитковом пространстве — в зоне первой расширительной камеры 15 и на концевом участке спирали 9 — a зоне второй расширительной камеры 16.

Спиралевидный канал 10 может быть выполнен с постоянными шириной и высотой по его длине и с площадью«попе-55 речного сечения, превышающей на 2227Х площадь поперечного сечения впуск" ного патрубка 5, а спираль 9 может быть выполнена с числом витков 2,53,5. Впускная полость 12 и смежные участки спиралевидного канала 10 могут быть соединены между собой при помощи отверстий 18 перфорации, выполненных в спирали 9, суммарная площадь отверстий 18 перфорации спирали может составлять 10-)5X площади поперечного сечения спиралевидного канала 10. Продольная центральная перфорированная перегородка 14 может быть выполнена полой и заполнена звукопоглощающим материалом 19, отверстия

20 перфорации ее образующих могут бить расположены в шахматном порядке, Отверстия 21 поперечной перегородки

6 в межвитковом пространстве спирали

9 в зоне первой расширительной камеры

15 могут быть выполнены по радиальным образующим.

При изготовлении глушителя количество фасонных по конфигурации деталей может быть сведено до минимума (торцовые стенки 2 и 3 и поперечная перегородка 6). Заготовки большинства остальных деталей представляют собой прямоугольные пластины из тонколистовой стали, для чего могут быть использованы отходы кузовного производства.

При организации изготовления деталей на вырубных штампах с одновременным выдавливанием канавок в торцовой стенке 2 и перегородке 6 сокращается количество необходимых сварных швов при сборке глушителя.

Глушитель шума работает следующим : образом.

Выхлопные газы, состоящие из струй с нестационарным во времени и по поперечному сечению потока распределе" нием поля скоростей, поступают через впускной патрубок 4 в составляющий его плавное продолжение спиралевидный канал 10 прямоугольного сечения, образуемый спиралью 9. При этом переходе происходит плавное преобразование прямолинейного движения газов во вращательное по дуге с плавно уменьшающимся радиусом кривизны. Возникающие за счет этого центробежные силы, пропорциональные квадрату линейной скорости движения, избирательно воздействуя на отдельные газовые струи потока, отбрасывают их к стенке спиралевидного канала 10, причем к вогнутой поверхности этой стенки наиболее прижатыми по нормали оказываются те струи, которые обладают з

14603 наибольшей скоростью и, соответственно, наибольшим запасом кинетической энергии и уровня шума. При торможении этих струй за счет трения о поверхность стенки канала !О происходит преобразование их кинетической энергии в потенциальнуя энергия давления в соответствии с законом Бернулли. За счет возросшего давления !О газ из струй через отверстия 18 перфорации спирали 9 перетекает из этих заторможенных пограничных слоев в смежные объемы канала 10. На протяжении первого витка спирали 9 таким !5 объемом является впускная полость

12 емкости клиновидной расширяющейся формы, которая служит резонатором, а на протяжении последующих витков спирали 9 такими обьемами являются 20 непосредственно участки канала 10.

При перетечке газов за счет отсоса пристенного пограничного слоя происходит снижение газодинамического сопротивления трения для основной 25 массы газового потока и устраняются пульсации давления, что способствует снижению уровня шума за счет обмена количеством движения между быстро и медленно движущимися компонентами 30 газового потока и более равномерного распределения поля скоростей этих компонентов по сечению потока, В случае черезмерного, в отдельные моменты времени, роста давления в объеме полости 12 за счет поступления газов в избыточном количестве часть газов перетекает из полости 12.через отверстия перфорации перегородки 6 в зоне полости 12 в объеме первой рас- 4р ширительной камеры 15, а из последней через отверстия 2! перфорации снова в объемы отдельных участков спиралевидного канала 10 в количестве, определяемом возникающими перепадами давления между первой 7 и второй 8 камерами корпуса 1.

Таким образом, наиболее быстро дви- . жущиеся частицы газовогс потока в пределах корпуса 1 вынуждены двигать- 5р ся по более длинной траектории по сравнению с остальной массой газа, движущейся с умеренной и малой скоростью по более короткому пути, причем указанное разделение потока в ко- 55 личественном отношении подчинено эффекту саморегулирования в зависимости от возникающих перепадов давления в различных точках проточной части корпуса . Двигаясь вдоль спиралевидного канала 0 между витками спирали

9, средняя скорость наиболее быстро движущейся части газа снижается, соответственно, .уменьшая избирательное воздействие центробежного эффекта, что частично компенсиру-ется изменением радиуса кривизны стенок канала !

0, так как центробежное ускорение и радиус связаны между собой обратно пропорциональной зависимостью, Выравнивания поля скоростей clloсобствуят также затраты кинетической энергии быстро движущихся струй газов на транспортировку медленно движущихся частиц газов, подсасываемых через отверстия 21 перфорации перегородки 6 из первой расширительной камеры 15 в канал 10 за счет эффекта эжекции. Последний имеет место и для газа, перетекающего через отверстия 18 перфорации спирали 9, поскольку поток газа, двигаясь по спиралевидному каналу 10, концентрируется у вогнутой его поверхности, создавая у выпуклой поверхности зоны пониженного давления, тем самым, перепад давлений в зоне отверстий 18.

Возможность проникновения шума через отверстия 18 при этом практически исключается, так как они расположены только в той части корпуса 1, которая от выпускной полости 13 дополнительно изолирована перегородкой 1! и глухими стенками канала 10. Шум, проникающий через отверстия 21 в первую расширительную камеру 15, изолируется при помощи звукопоглощающего материала, 19, заполняющего полость продольной центральной перфорированной перегородки 14, отверстия 20 перфорации образующих которой выполнены в шахматном порядке, причем перегородка 14 является проницаемой для газов, имеющих возможность перетекать с малым расходом из первой 15 во вторую 16 расширительную камеру при возникновении достаточного перепада давлений.

Из концевого участка спиралевидного канала 10 газы через отверстия перфорации, выполненные в пределах указанной зоны в перегородке 6, поступают во вторую расширительную камеру 16, откуда, соединившись с газом, поступившим через перфорированную перегородку 14, через щель 17 поступают в выпускную полость 13 и да5 1460365 лее через выпускной патрубок 5 выбра- в сываются в окружающую среду. ш

Формула иэ обр ет ения

1. Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, преимущественно автомобильного, содержащий корпус с первой и второй торцовыми стенками, тангенциальным впускным и выпускным патрубками, поперечную перфорированную перегородку, разделяющую корпус на первую и вторую камеры, и размещенную между первой торцовой стенкой и поперечной перегородкой спираль Архимеда, образующую спиралевидный канал прямоугольного сечения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения, корпус между патрубками в зоне начала первого витка спирали образует с последующим емкость клиновидной расширяющейся формы, разделенную при помощи продольной перегородки на впускную и выпускную полости,а в зоне продолжения первого витка спирали выполнен заодно с ним, вторая камера при помощи продольной центральной перфорированной rrepea-ородки, установленной параллельно впускному патрубку, разделена на первую и вторую расширительные камеры, вьптускной патрубок выполнен тангенциальным относительно корпуса, соединен с выпускной полостью и через последнюю при помощи щели — с второй расширительной камерой, причем отверстия перфорации поперечной перегородки выполнены в зоне впускной полости, в межвитковом пространстве в зоне первой расширительной камеры и на концевом участке спирали в зоне второй расширительной камеры.

2. Глушитель по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что спирале-.

6 идный канал выполнен с постоянными ириной,и высотой по его длине, 3. Глушитель по пп. 1 и 2, о т5 лич ающий ся тем, что спиралевидный канал выполнен с площадью поперечного сечения, превышающей на

22-27Х площадь поперечного сечения впускного патрубка.

4, Глушитель по пп. 1-3, о т л ич а ю щ и И с я тем, что спираль выполнена с числом витков 2,5-3,5.

5. Глушитель по пп. 1-4, о т л ич а ю шийся тем, что впускная полость и смежные участки спиралевидного канала соединены между собой при помощи отверстий перфорации, выполненных в спирали

6. Глушитель по пп. 1-5, о т л ич а ю шийся тем, что суммарная площадь отверстий перфорации спирали составляет 10-15Х площади поперечного сечения спиралевидного канала.

7. Глушитель по пп. 1-6, о т л и ч а ю шийся тем, что продольная центральная перфорированная перегородка выполнена полой.

8. Глушитель по п. 7, о т л и— ч а ю шийся тем, что продольная центральная перфорированная перегородка заполнена звукопоглощающим материалом.

9. Глушитель по пп. 1-8, о т л ич а ю шийся тем, что отверстия перфорации центральной перфорированной перегородки на ее образующих раз40 мещены в шахматном порядке.

10. Глушитель по пп. 1-9, о тл и ч а ю шийся тем, что отверстия перфорации поперечной перегородки в межвитковом пространстве в зоне первой расширительной камеры выполнены но радиальным образующим.

1460365