CN1354821A - 内燃机用消音器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能有效衰减排气声和防止功率输出降低、使废气流动无阻并产生涡流的内燃机用消音器,这种内燃机用消音器有一个壳体(10)、一个涡流扩散装置(20)、一个涡流产生缸(30)、和一个涡流产生元件(40),涡流扩散装置(20)安装在壳体(10)上,并连接在排气入口管(21)上,涡流产生缸(30)定位在壳体(10)上并从另一侧伸到外面,并在其外端装有尾管(33),涡流产生元件(40)轴向安装在涡流产生缸(30)上。
Description
本发明涉及一种消音器,特别是涉及一种内燃机用消音器,通过使废气畅通并产生涡流,能有效降低排气声和防止功率输出降低。
本行业的人都知道,当废气直接从排气管排向大气中时,由于从排气管排出的废气具有600-800℃的高温和3-5kg/cm2的高压,造成废气急剧膨胀,所以会出现爆炸声并引起火星。为了克服这类问题,将排气入口管接在排气集气管上,而内燃机消音器接在排气管上,这样,便可降低废气温度和压力,从而降低排气声音。当前,在内燃机用的各种消音器中,膨胀式消音器及膨胀与共振器式消音器使用较广。其中膨胀式消音器,在壳体内部用多个隔板进行分隔,形成一个多元膨胀室,而这些膨胀室通过很多个小直径的导管相互联通。因此,废气重复膨胀和加速,使声波受到干扰,废气的温度和压力得以降低,从而降低了排气声;在膨胀与共振器式消音器中,膨胀式消音器的膨胀室之一被分配给共振室,因此,在膨胀室中排气声音被以膨胀式消音器的同样方式降低,而在共振室中,特定频率的声波共振被抑制,从而降低了特定频率的排气声。不管怎样,在普通消音器中,当废气通过膨胀室和导管时,由于废气的温度和压力被降低,所以出现流动阻力大。当出现大流动阻力时,声音衰减是理想的,但若这种阻力施加在排气行程上时,背压增加了。因为这种背压通过加大燃烧室中废气密度会降低容积效率,功率输出被降低的问题就出现了,而且增加了燃料的消耗量。
本发明的目的是为内燃机提供一种消音器,它不仅能使废气排除畅通、并产生涡流,还能有效降低排气声和防止功率输出的下降。
本发明的目的是这样实现的,它包括有壳体,其特征在于涡流扩散装置安装在壳体上并与排气入口管连接;涡流产生缸固定在壳体的一侧、并伸到外面,其外端配有尾管;涡流产生元件轴向安装在涡流产生缸内。
本发明还提供一种内燃机用消音器,它包括有壳体,其特征在于涡流扩散装置安装在壳体上并与排气入口管连接;涡流产生缸固定在壳体的一侧、并伸到外面,其外端配有尾管;涡流产生元件轴向安装在涡流产生缸内,在涡流产生元件后端的涡流产生缸内还设置有加热器。
本发明的优点是,结构很简单,通过使废气膨胀两次,用这种方法迫使废气旋涡似流动和通过磨擦生热,用这种方法迫使废气涡流相互干扰以及能通过降低背压防止功率输出下降和减少消耗燃料数量,用这种办法进行废气流向顺利转换而有效衰减气声;另外,还可为消音器配置一个加热器,可通过加热器燃烧消音器排出的污染物。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细清楚地说明。
图1是本发明第1个实施例的内燃机用消音器断面图;
图2是一个沿图1A-A线取的断面图;
图3是一个表示本发明的一种锥形涡流产生元件的投影视图;
图4是一个表示本发明减压板的侧视图;
图5是本发明第2个实施例的内燃机用消音器断面图;
图6是一个沿图5B-B线取的断面图;
图7是本发明的第3个实施例的内燃机用的消音器。
图1是本发明的第1个实施例的内燃机用消音器断面图。这种内燃机用消音器含有一个壳体10,一个涡流扩散装置20,一个涡流产生缸30和一个涡流产生元件40。壳体10由一个具有圆形或椭圆形横断面的侧壁11及分别堵塞侧壁11两端开孔的一块前端板12和一块后端板13组成,膨胀室P在其壳体10的内部。涡流扩散装置20由一个连接在排气入口管21内端上的扩散缸22和一个安装在扩散缸22内端部上的锥形涡流产生元件25构成。如图2所示,扩散缸22沿其周边设有多个切割的并弯向切线方向的导向折板23,导向折板23分别构成了多个扩散孔24。如图3所示,锥形涡流产生元件25有多个径向内凸并以规律间隔径向排列的扭曲叶片26和27,以致在所有相邻叶片26和27之间形成通道,和一个环绕扭曲叶片26和27的外边布置的环形框架29。在涡流扩散装置20中,经排气入口管21进入的废气部分通过扩散孔24排出,然后借助导向折板23绕扩散缸22旋涡似流动,最后排入膨胀室P中进行膨胀。另一方面,其余废气在流经扭曲叶片26和27之间通道时旋涡似流动,最终排入膨胀室P中进行膨胀。涡流产生缸30由一个气缸31,一个连接在气缸31上并变得越往后越窄的锥形气缸32,一个连接在锥形气缸32上的并具有相对小直径的尾管33和一个拥有开口35并在开口35向下定位时垂直固定在气缸内端上的减压板34组成。涡流产生缸30利用支杆36安装伸入膨胀室P中。涡流产生缸30最好是通过后端板13向下偏置位置安装。涡流产生元件40有一对锥形涡流产生元件41和42,其中,每一个都具有与锥形涡流产生元件25相类似的结构,还有一个拥有孔43和43′并插入在锥形涡流产生元件41和42中心部位的排气管44。锥形涡流产生元件41和42由排气管44支撑,使其相互分开以致在它们中间形成涡流产生空间S,其宽面相互面对。在涡流产生缸30和涡流产生元件40中,来自膨胀室P的少量废气经开口35流入涡流产生缸30,然后经排气管44排入大气,在通过开口35的过程中降低废气压力。另一方面,来自膨胀室P的其余废气在流经涡流产生元件41,涡流产生空间S和锥形涡流产生元件42时旋涡似流动,然后排入大气中,这种废气是在通过涡流产生元件41,涡流产生空间S和锥形涡流产生元件42过程中被膨胀。虽然图1所示的锥形涡流产生元件41和42的数量是两个,但锥形涡流产生元件的数量应按照所用燃料和内燃机压缩比来确定。不管怎样,为了有效衰减排气声,应使用两个以上锥形涡流产生元件。本发明的第1实施例的操作描述如下。废气经排气入口管21进入扩散缸22。经排气入口管21进入的一部分废气经扩散孔24排出,然后利用导向折板23绕扩散缸22旋涡流动时向壳体10的侧壁11运动,进行膨胀。另一方面,经排气入口管2 1进入的其余废气在旋涡式流经锥形涡流产生元件25的扭曲叶片26和27之间的通道28时,移向膨胀室P的中心部位进行膨胀。来自膨胀室P的少量废气经开口35流入涡流产生缸30中,然后经排气管44排入大气中。废气的压力是在通过开口35过程中降低的。另一方面,来自膨胀室P的其余废气在流经涡流产生元件41、涡流产生空间S和锥形涡流产生元件42时旋涡似流动,然后排入大气中。废气在通过涡流产生元件41、涡流产生空间S和锥形涡流产生元件42的过程中膨胀。另外,当废气从膨胀室P流到涡流产生缸30,与废气一道流入涡流产生缸30而最后经开孔35使废气加速产生的吸力排入大气中时,冷凝水集中在壳体10的底部。结果,冷凝水得以很好排放而消音器的寿命改进了。图5是本发明第2实施例的内燃机用消音器断面图。因为本实施例的壳体10,涡流产生缸30和涡流产生元件40在结构上分别等同于第1实施例的壳体10、涡流产生缸30和涡流产生元件40,所以用于指示第1实施例部件的相同标记号,可用来指示本实施例对应的相同部件和本实施例对应的相同部件的说明均被省略。涡流扩散器200有一个斜切锥形扩散元件210。如图6所示,该锥形扩散元件210沿其四周提供有多行多个导向折板230,朝切线方线切割和弯曲,导向折板230分别构成多个扩散孔240。在涡流扩散器200中,经扩散孔240排出的废气,在大直径部分中形成,在朝壳体10的侧壁11运动时进行膨胀。另一方面,经扩散孔240排出的废气,在小直径部分中形成,进行膨胀并利用经扩散孔240排出的废气的离心力,形成于大直径部分之中,在向膨胀室P的中心部运动时进行干扰。依序,通过两种排放气体的涡流干扰产生磨擦热,降低排气声音。本实施例的其它操作与第1实施例的操作相似。如上所述,按本实施例,涡流扩散器的结构很简单。图7是一个依据本发明第3实施例使用柴油燃料的内燃机用的消音器断面图。由于本实施例的壳体10,涡流产生元件20,涡流产生气缸30和两个锥形涡流产生元件41和42在结构上分别与第1实施例的壳体10,涡流产生元件20,涡流产生气缸30和两个锥形涡流产生元件41和42相同,所以用于表示第1实施例的部件的相同的标记号用来表示本实施例对应的相同部件以及本实施例的对应的相同部件的说明均被省略。在本实施例中,锥形涡流产生元件41和42由支撑杆44′支撑,相互分开,从中形成一个涡流产生空间S,较宽的一侧相互面对着,锥形气缸32外端部分上提供有加热器50。按本实施例,在膨胀室P中膨胀的废气经开口35流入涡流产生气缸30中,由于废气通过涡流产生元件41、涡流产生空间S和锥形涡流产生元件42时的涡流干扰,通过磨擦生热降低排气声。降噪的废气在进入加热器50中时由锥形缸32进行加速。在废气进入加热器50中时,废气中所含的污染物质被加热器50燃烧,这样,就可以低廉的费用降低空气污染。另外,由于废气经尾管33排出时,废气是以涡流形式排出的。所以第3实施例的消音器能在汽车在施工现场或未铺的道路上行驶时防止废气吹起地面上的尘土。虽然第3实施例中使用一个涡流产生缸30和一个涡流产生元件40,但对于具有大排量的内燃机可使用多个涡流产生缸和多个涡流产生元件。
虽然本发明偏爱的实施例已对图解的目的给予披露,但内行人会意识到,在不违背附加专利范围所披露的本发明的范围和精神原则下,可以进行各种上改动、增加和取代。
Claims (8)
1、一种内燃机用消音器,它包括有壳体,其特征在于涡流扩散装置安装在壳体上并与排气入口管连接;涡流产生缸固定在壳体的一侧、并伸到外面,其外端配有尾管;涡流产生元件轴向安装在涡流产生缸内。
2、根据权利要求1所述的消音器,其特征在于所说的涡流扩散装置是由一个连接在排气管入口管内端的扩散缸和一个安装在扩散缸内端的锥形涡流产生元件组成,扩散缸沿其四周提供有朝切线方向切割和弯曲的多个导向折板使得导向折板分别构成很多扩散孔。
3、根据权利要求1所述的消音器,其特征在于所说的涡流扩散装置是一个斜切锥形扩散元件组成,该锥形扩散元件沿其四周设有朝切线方向切割和弯曲的多行多个导向折板,导向折板分别构成很多个扩散孔。
4、根据权利要求1所述的消音器,其特征在于所说的涡流产生缸是由一个连接在气缸上并越往尾部越窄的锥形气缸、一个连接在锥形气缸上并具有相当小直径的尾管和一个拥有一个开口并开口朝下定位垂直固定在缸前端上的减压板组成。
5、根据权利要求1所述的消音器,其特征在于所说的锥形涡流产生元件包括很多个径向内凸、并以规律间隔径向排列、在所有相邻叶片之间形成通道的扭曲叶片和一个绕扭曲叶片外边设置的环形框架。
6、根据权利要求2所述的消音器,其特征在于所说的锥形涡流产生元件包括很多个径向内凸并以规律间隔径向排列在所有相邻叶片之间形成通道的扭曲叶片和一个围绕扭曲叶片外边设置的环形框架。
7、一种内燃机用消音器,它包括有壳体,其特征在于涡流扩散装置安装在壳体上并与排气入口管连接;涡流产生缸固定在壳体的一侧、并伸到外面,其外端配有尾管;涡流产生元件轴向安装在涡流产生缸内,在涡流产生元件后端的涡流产生缸内还设置有加热器。
8、根据权利要求7所述的消音器,其特征在于所说的加热器设置在锥形气缸内。
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