Способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания и впускная система для его осуществления
Патент 2293855
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания и впускная система для его осуществления
Иллюстрации
В способе глушения шума выхлопа ДВС, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, по которому снижают колебания расхода выхлопных газов путем подачи воздуха в газовоздушный тракт за дроссельной заслонкой, при этом воздух подают как во впускную систему двигателя за дроссельной заслонкой при ее закрытии. Впускная система ДВС содержит воздушный фильтр, карбюратор, дроссельную заслонку, впускной трубопровод, устройство управления и клапан, сообщающий при резком закрытии дроссельной заслонки впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха при закрытии дроссельной заслонки. Причем клапан выполнен электромагнитным, а устройство управления выполнено в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода. Изобретение позволяет повысить эффективность глушения шума за счет предотвращения обратных течений в выпускной системе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат
Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для снижения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания.
Известен способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания путем разделения цикловой порции выхлопных газов на потоки, по которому первый поток выхлопных газов направляют в основную полость с последующим их выпуском в окружающую среду, второй поток с задержкой по времени - в демпфирующую полость, а после окончания выпуска первого потока второй поток перепускают из демпфирующей в основную полость с последующим его выпуском в окружающую среду (Патент РФ №2013575, МКИ5 F 01 N 1/08, 30.05.94 г.).
Недостатком аналога является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе.
Известен способ глушения шума выхлопа ДВС, в котором снижают колебания расхода за счет его расширения в полостях большого объема (Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н.Луканина. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1985, стр.132).
Недостатком аналога является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе и повышенный уровень шума при закрытии дроссельной заслонки.
Известен способ глушения шума выхлопа ДВС, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающийся в снижении колебаний расхода выхлопных газов путем подачи воздуха к выхлопным газам (Патент Германии №654685, кл. F 01 N 1/14, 1937 г.). Способ выбран в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе и повышенный уровень шума при закрытии дроссельной заслонки.
Известна также впускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, дроссельную заслонку, впускной трубопровод, головку блока цилиндров (Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н.Луканина. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1985, стр.153).
Недостатком известного устройства является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе, например, при резком закрытии дроссельной заслонки.
Известна также впускная система двигателя внутреннего сгорания, выбранная в качестве прототипа, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха (Патент США №4991547, кл. F 02 M 35/10).
Недостатком прототипа является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе, например, при резком закрытии дроссельной заслонки.
Задачей изобретения является повышение эффективности шумоглушения за счет предотвращения обратных течений в выпускной системе.
Поставленная задача решается тем, что в способе глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающемся в том, что снижают колебания расхода выхлопных газов путем подачи воздуха, в отличие от прототипа воздух подают во впускную систему двигателя за дроссельной заслонкой при ее закрытии.
Поставленная задача решается также тем, что во впускной системе двигателя внутреннего сгорания, содержащей воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха, в отличие от прототипа клапан выполнен электромагнитным, устройство управления - в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода, при этом клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха при закрытии дроссельной заслонки.
Поставленная задача решается также тем, что во впускной системе источником дополнительного воздуха может служить окружающая среда.
Кроме того, источником дополнительного воздуха может служить воздух в трубопроводе перед дроссельной заслонкой, а клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с впускным трубопроводом перед дроссельной заслонкой.
Дополнительная подача воздуха в газовоздушный тракт за дроссельной заслонкой предотвращает обратные течения и тем самым шум выпуска. Шум выпуска значительно возрастает при возникновении обратных течений в выпускном патрубке глушителя из-за увеличения колебания расхода выхлопных газов.
Выполнение клапана электромагнитным, а устройства управления в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода позволяет подавить обратное течение при закрытии дроссельной заслонки. Устройство управления, клапан, установленные во впускной системе, позволяют определить режим, на котором возникают обратные течения в выпускной системе, и подавить обратное течение подачей дополнительного воздуха.
Подача дополнительного воздуха из окружающей среды позволяет подавить обратное течение наиболее простым образом.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображена схема впускной системы двигателя внутреннего сгорания, на фиг.2 - расчетная зависимость скорости потока газа в выпускном патрубке глушителя при закрытии дроссельной заслонки при различных диаметрах отверстия для подачи воздуха для двигателя УЗАМ 1,7 л.
Впускная система двигателя внутреннего сгорания содержит воздушный фильтр 1, связанный с карбюратором 2, дроссельной заслонкой 3, впускным трубопроводом 4 с головкой блока цилиндров 5. Во впускном трубопроводе 4 за дроссельной заслонкой 3 установлен клапан 6, связанный с устройством управления 7, выполненным в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) (Чижков Ю.П., Акимов С.В. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: Издательство "За рулем", 1999, стр.218).
Впускная система двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.
При работе двигателя с нагрузкой дроссельная заслонка 3 открыта и клапан 6 закрыт. При закрытии дроссельной заслонки 3 устройство управления дает управляющий сигнал на открытие клапана 6. При этом клапан 6 открывает доступ воздуха во впускную систему за дроссельной заслонкой 3 из окружающей среды или из впускного трубопровода 4 перед дроссельной заслонкой 3. Дополнительный воздух, проходящий через двигатель внутреннего сгорания, предотвращает обратные течения в выпускной системе и уменьшает колебания расхода газа на выходе из глушителя и тем самым уровень шума выхлопа.
Пример конкретной реализации способа.
В стенке впускного трубопровода 4 за дроссельной заслонкой 3 установлен клапан 6 ЭПХХ, при открытии которого впускной трубопровод 4 сообщается с атмосферой через отверстие диаметром 8 мм. В качестве устройства управления 7 клапаном используется блок управления ЭПХХ. При закрытии дроссельной заслонки 3 и подаче управляющего сигнала клапан открывается и сообщает впускной трубопровод с атмосферой. Воздух из атмосферы поступает в двигатель внутреннего сгорания, предотвращает обратные течения в выпускной системе и уровень шума выхлопа.
В качестве примера эффективности подачи воздуха на фиг.2 приведена расчетная зависимость скорости потока газа в выпускном патрубке глушителя при закрытии дроссельной заслонки при различных диаметрах отверстия для подачи воздуха для двигателя УЗАМ 1,7 л. Как видно из результатов расчетов, с увеличением диаметра отверстия колебания скорости газа уменьшаются, и при диаметре, равном 8 мм, обратного течения практически нет.
Экспериментальная проверка заявляемой впускной системы с подачей воздуха через отверстие диаметром 8 мм на автомобиле ИЖ-2126 с двигателем УЗАМ показала снижение уровня шума при сбросе нагрузки на 3 дБА по сравнению со штатной системой впуска.
1. Способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающийся в том, что снижают колебания расхода выхлопных газов путем подачи воздуха, отличающийся тем, что воздух подают во впускную систему двигателя за дроссельной заслонкой при ее закрытии.
2. Впускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха, отличающаяся тем, что клапан выполнен электромагнитным, устройство управления - в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода, при этом клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха при закрытии дроссельной заслонки.
3. Впускная система по п.2, отличающаяся тем, что источником дополнительного воздуха служит окружающая среда.
4. Впускная система по п.2, отличающаяся тем, что источником дополнительного воздуха служит воздух в трубопроводе перед дроссельной заслонкой, при этом клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с впускным трубопроводом перед дроссельной заслонкой.