CZ16931U1

CZ16931U1 - Tlumič výfuku spalovacích motorů

Info

Publication number: CZ16931U1
Application number: CZ200617985U
Authority: CZ
Inventors: Kames@Josef
Original assignee: Kames@Josef
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2006-10-16

Description

Tlumič výfuku spalovacích motorů

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení tlumiče výfuku spalovacích motorů s vnitřním spalováním, Čtyřdobých i dvoudobých.

Dosavadní stav techniky

Dosavadní tlumiče výfuku spalovacích motorů plně nevyužívají aplikací základních zákonů aerodynamiky a hydrauliky proudění plynů systémem, tzn. že zásadně neovlivňují hladinu hlučnosti ani frekvence, to zejména u spalovacích motorů s nízkým počtem válců. Znamená to, že hladina hlučnosti těchto motorů je příliš vysoká, následkem toho je i vysoká hladina hlučnosti celého motoru i vozidla, na které má hlavní vliv hladina hlučnosti výfuku motoru. Jiná opatření ke snížení hladiny hlučnosti jako zvětšení objemu výfuku v poměru ke zdvihovému obsahu motoru nejsou příliš účinná a mimoto zvyšují zastavěný prostor motoru i jeho váhu.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky značně odstraňuje technické řešení tlumiče výfuku spalovacích motorů s vnitřním spalováním čtyřdobých i dvoudobých.

Technické řešení vykazuje podstatné snížení hladiny hlučnosti oproti obvyklým tlumičům hluku výfukových plynů o 3 až 4 dBA. Vyznačuje se jednak podstatným snížením maximálních hodnot rychlosti proudění výfukových plynů již před vstupem do tlumiče výfuku tím, že vstupní průřez z výfuku motoru do tlumiče výfuku je zvětšen alespoň na dvojnásobek průřezu mezi sedlem výfukového ventilu a ventilem při jeho maximálním zdvihu. Kinetická energie výfukových plynů E = '/2 m · v² je úměrná hladině hlučnosti výfukových plynů, tedy snížením rychlosti výfukových plynů na polovinu klesne kinetická energie o čtvrtinu, neboť hmotnost výfukových plynů m je konstantní. Další podstatné snížení rychlosti výfukových plynů při současném vyrovnání pulsačního proudění, zejména u motorů s nízkým počtem válců, nastává v ploché reflexní komoře s následným uklidněním v ploché uklidňovací komoře. Poslední vliv na zklidnění pulsního proudění výfukových plynů má absorpční komora.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení je blíže osvětleno pomocí výkresu, na němž je v obr. 1 znázorněn podélný řez tlumičem výfuku, na obr. 2 je příčný řez A-A plochou absorpční komorou a obr. 3 znázorňuje příčný řez B-B plochou uklidňovací komorou.

Příklady provedení technického řešení

Technické řešení podle obr. 1 a 2 sestává z tlumiče výfuku 13 kruhového průřezu, který je rozdělen v podélné ose na plochou reflexní komoru 3, spojenou spojovacím potrubím 5 s plochou uklidňovací komorou 9 a na absorpční komoru 6, přičemž výfukové potrubí 1 motoru je rozšířeno alespoň na dvojnásobek průřezu mezi sedlem výfukového ventilu a výfukovým ventilem při maximálním zdvihu ventilu, neboť energie výfukových plynů je E = Ví m · v², tj. polovina hmotnosti výfukových plynů násobená čtvercem rychlosti výfukových plynů, tím energie výfukových plynů poklesne před vstupem do ploché reflexní komory 3, která je kruhového průřezu 13, na čtvrtinu. Výfukový plyn proudí z výfukového potrubí I do ploché reflexní komory 3 vlivem tangenciálního výstupu 2 tangenciálně, tak že dochází k rotaci proudu výfukových plynů úhlovou rychlostí r · ω, proto se obvodová rychlost proudu 14 výfukového plynu směrem k ose rotace snižuje a pozvolna přechází na vstupu do spojovacího potrubí 5 ve šroubovitý proud 1_5 výfukových plynů. Na základě experimentů je spojovací potrubí 5 prodlouženo do ploché reflexní komory 3 o délku x = 1/5 až 1/2 výšky ploché reflexní komory 3, kde vstupní průřez spojovacího 10 a vý-1 CZ 16931 Ul stupni perforované potrubí 7 jsou na základě experimentů vyústěny 1/5 až 1/10 svého průměru od stěny ploché reflexní komory 3. Prodloužené vyústění spojovacího potrubí 5 do ploché uklidňovací komory 9 je nasměrováno radiálním vyústěním 8 tak, aby proud 16 výfukových plynů směřoval na opačnou stranu než je proud 17 výfukových plynů do vstupního perforovaného po5 trubí 10 absorpční komory 6. Proud 17 výfukových plynů vstupující do absorpční komory 6 vstupním perforovaným potrubím 10 je dělen na množství dílčích výfukových proudů 18 obr. 3, vznikajících v jednotlivých perforovaných otvorech U, rovnoměrně rozložených na povrchu vstupního perforovaného potrubí 10, kdy průřez perforovaného otvoru lije 1/50 až 1/100 průřezu 10 vstupního perforovaného potrubí, dílčí výfukové proudy 18 vystupující ze vstupního perfoío rovaného potrubí 10 na přivrácené straně k povrchu absorpčního materiálu 12 po velmi krátké dráze pronikají do absorpčního materiálu 12 rozloženého podél vnitřního obvodu tlumiče výfuku 13 kruhového průřezu absorpční komory 6, kde jsou zčásti pohlcovány a zčásti se mění vlivem tření v teplo, dílčí výfukové proudy 19 vystupující ze vstupního perforovaného potrubí 10 do volného prostoru absorpční komory 6 mají naopak velkou dráhu, přičemž dráhy jednotlivých dílčích proudů 18 a 19 plynů jsou různé, a proto u nich dochází k interferenci a províření se širokopásmovým filtračním účinkem, po tlakovém vyrovnání opět proudí dílčími výfukovými proudy 20 do výstupního perforovaného potrubí 7, jehož konstrukce je obdobná vstupnímu perforovanému potrubí 10 s výjimkou, že prochází plochou uklidňovací komorou 9 bez perforací a odvádí proud 21 výfukových plynů do volné atmosféry. Vnitřní povrch absorpčního materiálu ]2 se nedotýká výstupního perforovaného potrubí 7 ani vstupního perforovaného potrubí 10, rovněž z opačné strany se výstupní perforované potrubí 7 a vstupní perforované potrubí 10 nedotýká spojovacího potrubí 5.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení podle nároků na ochranu lze využít všude tam, kde se jedná o snížení hladiny hlučnosti výfuku, zejména u spalovacích motorů s nízkým počtem válců.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Tlumič výfuku spalovacích motorů u něhož jsou výfukové plyny vedeny do tlumiče výfuku kruhového průřezu (13) složeného z ploché reflexní komory (3), spojené spojovacím potrubím (5) s plochou uklidňovací komorou (9) a z absorpční komory (6), vyznačený tím, že

30 vstup výfukových plynů z výfukového potrubí (1) do ploché reflexní komory (3) je vyústěn tangenciálním výstupem (2) pro vytvoření rotace výfukových plynů (14), které nato vytvoří Šroubový proud (15) výfukových plynů ve spojovacím potrubí (5), proudící do ploché uklidňovací komory (9).
2. Tlumič výfuku spalovacích motorů podle nároku 1, vyznačený tím, že spojovací

35 potrubí (5) je prodlouženo do ploché reflexní komory (3), přičemž vstupní průřez spojovacího potrubí (5) v ploché reflexní komoře (3) je opatřen rádiusem (4), výstupní průřez spojovacího potrubí (5) je opatřen radiálním vyústěním (8) usměrňujícím proud (16) výfukových plynů na opačnou stranu průřezu vstupního perforovaného potrubí (10).
3. Tlumič výfuku spalovacích motorů podle nároků la2, vyznačený tím, že vstupní

40 perforované potrubí (10) a výstupní perforované potrubí (7) jsou vyústěny před stěnou ploché reflexní komory (3), přičemž průřez perforovaného otvoru je 1/50 až 1/100 průřezu vstupního perforovaného potrubí (10) a součet perforovaných otvorů rovnoměrně rozložených po vstupním perforovaném potrubí (10) je roven dvojnásobku průřezu perforovaného potrubí (10), stejné jsou poměry průřezů ve výstupním perforovaném potrubí (7).