CN1076436C - 内燃机排气消声装置 - Google Patents

Abstract

内燃机排气消声装置。该装置包括连接发动机排气口的排气管、和与排气管相连的金属筒消音室，其特征在于：排气管(8)、(25)有歧管(7)与缓冲室(2)、(6)相连，金属筒消音室(11)内有活动风门(15)。解决了现有消声装置在消声状态下损耗功率，在不影响功率的情况下又增大了噪声的缺点。提高了发动机的燃油经济性，进一步降低了各种发动机的排气噪声与排放的有害气体对人们的健康带来的不利影响。

Description

内燃机排气消声装置

本发明是一种内燃机的排气消声装置。

大家知道，内燃机在工作时由于燃料的燃烧会产生一定压力与频率的脉冲气流与高达120分贝的噪声，这种噪声在污染环境的同时也直接影响了人们的身体健康，因此，国家规定内燃机的排气噪声不得高于83分贝。解决的方法是设计人员在内燃机的排气口安置一个消声装置。该装置包括一条通过法兰连接内燃机排气口的排气管、以及与排气管相连的金属筒消音室，在金属筒消音室内有若干个由小通气管串连成的膨胀室。当内燃机的脉冲气流通过排气管到达第一个膨胀室时，膨胀室的作用使气流得到了冷却与缓冲，然后从小通气管到达第二个膨胀室，使气流再一次得到冷却与缓冲，最后从尾部的排气孔排出。由于内燃机产生的噪声是由这种脉冲气流带出的，膨胀室的作用使得气流的流速减慢了，从而达到消声目的。但是，当内燃机高速运转时，气流的脉冲频率加快，而膨胀室的容积又有限，小通气管来不及排气，使膨胀室内形成了一定的气压，从而影响到排气管的排气畅通，进而影响到气缸，减缓了活塞的运动速度，使内燃机的功率输出受到很大影响，增加了油耗，同时也使燃烧室的残余废气增多。为了解决这些问题，通常的方法是增大膨胀室通气管的孔径与尾部的排气口径。这样虽然不影响了内燃机的功率输出，但却使排气的噪声增大了，仍无法达到消声目的。

本发明的目的是提供一种既不影响内燃机功率输出，又可以使内燃机的排气噪声有效下降的消声装置。

本发明的目的是这样实现的：该装置包括一条通过法兰连接到内燃机排气口的排气管。在排气管前部有一条排气岐管连接安有振荡膜的缓冲室。而缓冲室后部又有一通气管与内燃机的曲轴箱相连，可以理解这样连接的方式可以通过法兰、套管来实现。在连接排气管尾部的金属筒消音室内有可活动的风门。当内燃机的高压脉冲气流到达排气管时，气压的增大会使连接排气歧管缓冲室内的气压也发生相应的变化。振荡膜在气流的作用下向里运动，推动振荡膜另一面的气体通过通气管到内燃机的曲轴箱。由于此时正是活塞在到顶排气时曲轴箱内的负压状态，因此这股气流有效地减少了这里产生的气压差，增加了活塞的运动速度，使内燃机的功率输出得到相应的提高。由于振荡膜的密封隔离作用，使曲轴箱内的活动气流和排气管内的气流相互作用又相互分离，因此谈不上交叉污染。在内燃机完成排气冲程后，活塞向下运动，气门关闭，这里增大的气压又迫使气体通过通气管到缓冲室。振荡膜在弹簧的作用下完成向外运动，以达到减少气压的目的。这些脉冲气流通过排气管到金属筒消音室，在隔板前的膨胀室内冷却膨胀。然后通过小通气管到由风门组成的膨胀室完成上述膨胀过程，再通过开启的风门四周到达最后一个膨胀室再次完成上述膨胀过程，最后从连接于其下游的排气口排出。可以理解，当内燃机在高速工作，缓冲室内振荡膜的容积快达到极限时，在金属筒消音室内的风门会随着排气的增大而自动开启到一个合适的位置，因而保障了排气的畅通。由于内燃机的排气噪声是由这种脉冲气流带出的，气流的流速减缓了，从而达到消声目的。

本发明由于设计了能缓冲排气能量的缓冲室，及随意扩大的风门，代替了固定口径的排气口，因而能达到在不影响内燃机功率输出，增加油耗与排气噪声的情况下达到消声目的。解决了现有消声装置在消声状态下影响内燃机功率输出，增加了油耗，在不影响内燃机功率输出与增加油耗的情况下又增大了噪声的缺点。进一步降低了我国各种机动车辆的排气噪声与排放的有害气体对人们的身体健康带来的不利影响。

图1是本发明缓冲室的剖视图。

图2是本发明金属筒消音室尾部剖视图。

图3是本发明金属筒消音室尾部正视图。

图4是本发明金属筒消音室内风门装置剖视图。

图5是本发明金属筒消音室前部剖视图。

图6是本发明金属筒消音室隔板正视图。

图7是本发明风门装置正视图。

图8是本发明缓冲室正视图。

图9是本发明整体缩小一倍的剖视图。

现就上述附图所示，详细说明本发明的具体实施细节。该装置有一条通过法兰连接到内燃机排气口的排气管(8)、(25)，在排气管(8)前部有排气歧管(7)连接安有振荡膜(5)的缓冲室(2)、(6)，可以理解缓冲室(2)、(6)由螺钉(4)组合在一起。在缓冲室(2)后部有一条通气管(1)与内燃机的曲轴箱相连，这种连接方式可以用法兰或套管来现实。在连接排气管(25)尾部的金属筒消音室(11)内有可活动的风门(15)。当内燃机的脉冲气流到达排气管(8)时，增大的气压使连接排气歧管(7)的缓冲室(2)、(6)气压也发生相应的变化，振荡膜(5)在气流的作用下向里运动，推动振荡膜(5)另一面的气体通过通气管(1)到内燃机的轴箱。这时正是活塞到顶排气时曲轴箱内处于的负压状态，气流的到达减少了这里的气压差，增加了活塞的运速速度，使内燃机的功率输出得到相应的提高。由于振荡膜(5)的密封隔离作用，使曲轴箱内活动的气流与排气管(8)内活动的气流相互作用又相互分离，因此淡不上交叉污染。在内燃机完成排气冲程后，活塞向下运动，内燃机曲轴箱内增大的气压又迫使气流通过通气管(1)到缓冲室(2)(6)，振荡膜(5)在弹簧(3)的协助下向外运动，达到减少气压的目的。这些脉冲气流通过排气管(8)(25)到金属筒消音室(11)，在隔板(21)前的膨胀室内冷却膨胀后，通过小通气管(22)到由风门(15)组成的膨胀室完成上述膨胀过程。风门(15)在弹簧(18)的作用下开启，使气流从开启的风门(15)到后一个膨胀室再次完成上述膨胀过程。最后从设计在尾盖(9)上的排气口(10)排出。当内燃机高速运转时，缓冲室(2)(6)振荡膜(5)的容积快达到极限时，在金属筒消音室(11)内的风门(15)会随着排气的增大而自动开启到一个适当的位置，从而保障了排气的畅通，使内燃机在高速时动力输出也不受排气压力的影响。由于内燃机的排气噪声是由这种脉冲气流带出的，气流的流速减缓了，从而达到消声目的。为了使风门(15)能适应气流的各种变化，上述附图所示的(12)为帽套，基座为(13)(17)，(14)(16)为橡皮密封套，(19)是密封筒，(20)是活动基座，(23)为橡皮垫，(24)为风门(15)连杆。实验进一步表明：在125ml排量单缸摩托车中，在怠速状态下，既使把排气口堵死几分钟，也不会发生发动机转速减慢与熄火的现象，这是其他任何同类消声器所无法达到的。

Claims (3)

1.内燃机排气消声装置，该装置包括连接发动机排气口的排气管，和与排气管相连的一个金属筒消音室，金属筒消音室内有几个由小通气管串连成的膨胀室，其特征在于：安装有振荡膜5的缓冲室2、6的一端与排气歧管7相连，另一端通过通气管1与内燃机曲轴箱相连，金属筒消音室11内有与活动风门15相连的连杆24，流过活动风门15的废气从连接于其下游的排气口10排出。

2.根据权利要求1所述的内燃机排气消声装置，其特征在于：缓冲室2、6内有弹簧3与振荡膜5相连接。

3.根据权利要求1所述的内燃机排气消声装置，其特征在于：风门15内有弹簧18。

Images