CZ299085B6

CZ299085B6 - Tlumic výfuku spalovacích motoru

Info

Publication number: CZ299085B6
Application number: CZ20060497A
Authority: CZ
Inventors: Kameš@Josef
Original assignee: Kameš@Josef
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2008-04-16
Also published as: CZ2006497A3

Abstract

Tlumic hluku výfuku spalovacích motoru je rozdelený v podélné ose na plochou reflexní komoru (3), spojenou spojovacím potrubím (5) s uklidnovací komorou (9) a uprostred s plochou absorpcní komorou (6). Vstup výfukových plynu z výfukového potrubí (1)do ploché reflexní komory (3) je vyústen tangenciálním výstupem (2). V ploché reflexní komore (3) nastává rotace výfukových plynu a dále ve spojovacím potrubí (5), které je opatreno prodloužením (4) dochází ke šroubovému pohybu jehož uklidnení nastává po výstupu z radiálního vyústení (8) v uklidnovací komore (9). Vstupní perforované potrubí (10) avýstupní perforované potrubí (7) jsou vyústeny pred stenou ploché reflexní komory (3), pricemž prurez perforovaného otvoru je 1/50 až 1/100 prurezu vstupního perforovaného potrubí (10) a soucet perforovaných otvoru rovnomerne rozložených po vstupnímperforovaném potrubí (10) je roven dvojnásobku prurezu perforovaného potrubí (10). Stejné jsou pomery prurezu ve výstupním perforovaném potrubí (7).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení tlumiče výfuku spalovacích motorů s vnitřním spalováním, čtyřdobých i dvoudobých.

Dosavadní stav techniky

Dosavadní tlumiče výfuku spalovacích motorů plně nevyužívají aplikaci 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. Známá jsou provedení tlumiče např. ze spisu JP 82226317 ze 3. 9. 1966, kde proud výfukových plynů vstupující do tlumiče se dělí na proud přímý a rotační, procházející několika soustřednými komorami, které se ve výstupu z tlumiče spojují. Další známé provedení podle spisu CZ 5722 U ze 17. 2. 1997, kde je vnitřní prostor tlumiče rozdělen dvěma přepážkami na tři komory, přičemž v tělese tlumiče jsou nesymetricky uloženy dvě absorpční trubky, prvá propojuje první a druhou komoru a druhá trubka druhou a třetí komoru ve směru proudění plynů. Jiné známé provedení uvádí spis CS 255712 ze 16. 7. 1987, kde vnitřní prostor tlumiče je rozdělen čtyřmi přepážkami na pět komor, vstupní, vyrovnávací, uklidňovací, reflexní a zadní komoru vzájemně propojené třemi excentricky uloženými trubkami.

Obdobné provedení uvádí spis GB 1321393 A ze 27. 6. 1973, kde výfukový plyn vstupuje do samostatné odlučovací komory, dále do hlavního tělesa tlumiče výfuku složeného z osmi komor, vstupní, tří kondenzačních, tří sběrných a výstupní komory, přičemž výfukový plyn proudí postupně uvedenými komorami. 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 vynálezu

Uvedené nedostatky značně odstraňuje vynález tlumiče výfuku spalovacích motorů čtyřdobých i dvoudobých s vnitřním spalováním. Vynález vykazuje podstatné snížení hladiny hlučnosti oproti obvyklým tlumičům hluku výfuku 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 = ’/> 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 pulzního 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.

-1 CZ 299085 B6

Příklady provedení vynálezu

Vynález podle obr. 1 a 2 sestává z tělesa 13 tlumiče výfuku kruhového průřezu, který je rozdělen v podélné ose na plochou reflexní komoru 3, spojenou spojovacím potrubím 5 s 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 = % m v², tj. polovina hmotnosti výfukových plynů násobená čtvercem rychlosti výfukových plynů, tím energie výfukových plynů ío 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 14 výfukových plynů úhlovou rychlostí r.ro, proto se obvodová rychlost proudu výfukového plynu směrem k ose rotace snižuje a pozvolna přechází na vstupu do spojovacího potrubí 5 ve šroubovitý proud 15 výfukových plynů.

Na základě experimentů je spojovací potrubí 5 v ploché reflexní komoře 3 opatřeno prodloužením 4 o délku x = 1/5 až 1/2 výšky ploché reflexní komory 3, kde průřez vstupního perforovaného potrubí 10 a průřez výstupního perforovaného potrubí 7 jsou vyústěny o délku y = 1/5 až 1/10 svého průměru od stěny ploché reflexní komory 3. Prodloužené vyústění spojovacího potrubí 5 do uklidňovací komory 9 je nasměrováno radiálním vyústěním 8 tak, aby proud 16 výfukových plynů směřoval na opačnou stranu než je vstup proudu 17 výfukových plynů do vstupního perforovaného potrubí 10. Proud výfukových plynů vstupujících do absorpční komory 6 vstupním perforovaným potrubím 10 je dělen na množství dílčích výfukových proudů 18, 19 obr. 3, vznikajících v jednotlivých perforovaných otvorech 11, rovnoměrně rozložených na povrchu vstupního perforovaného potrubí 10, kdy průřez perforovaného otvoru 11 je 1/50 až 1/100 průřezu vstupního perforovaného potrubí 10, dílčí výfukové proudy 18 vystupující ze vstupního perforovaného potrubí 10 na přivrácené straně k povrchu absorpčního materiálu 12 po velmi krátké dráze pronikají do absorpčního materiálu 12 rozloženého podél vnitřního obvodu absorpční komory 6, kdejsou 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 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 uklidňovací komorou 9 bez perforací a odvádí proud 21 výfukových plynů do volné atmosféry. Vnitř35 ní povrch absorpčního materiálu 12 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

Vynález 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

PATENTOVÉ NÁROKY

5 1. Tlumič výfuku spalovacích motorů u něhož jsou výfukové plyny vedeny kolmo do jeho tělesa (13) složeného z ploché reflexní komory (3), spojovacího potrubí (5), ploché uklidňovací komory (9) a absorpční komory (6), které jsou rozloženy za sebou ve společné ose, vyznačující se tím, že vstup výfukových plynů z výfukového potrubí (1) do ploché reflexní komory (3) je vyústěn tangenciálním výstupem (2) pro vytvoření rotace výfukových plynů, při10 čemž plochá reflexní komora (3) je s uklidňovací komorou (9) propojena spojovacím potrubím (5) vedoucím výfukové plyny po šroubové dráze.
2. Tlumič výfuku spalovacích motorů podle nároku 1, vyznačený tím, že spojovací potrubí (5) je v ploché reflexní komoře (3) opatřeno prodloužením (4) a výstupní průřez spojovali čího potrubí (5) v uklidňovací komoře (9) je opatřen radiálním vyústěním (8) usměrňujícím proud výfukových plynů na opačnou stranu průřezu vstupního perforovaného potrubí (10).
3. Tlumič výfuku spalovacích motorů podle nároků 1 a 2, vyznačený tím, že před stěnou ploché reflexní komory (3) je vyústěno vstupní perforované potrubí (10) a výstupní perfo20 rované potrubí (7), přičemž průřez otvoru perforování je 1/50 až 1/100 průřezu vstupního perforovaného potrubí (10) a součet průřezů perforovaných otvorů rovnoměrně rozložených po vstupním perforovaném potrubí (10) je roven dvojnásobku průřezu vstupního perforovaného potrubí (10), stejné jsou poměry průřezů ve výstupním perforovaném potrubí (7), přičemž výstupní perforované potrubí (7) a vstupní perforované potrubí (10) se nachází v jedné rovině se spojovacím

25 potrubím (5) v prostoru tělesa (13), tlumiče výfuku, naproti sobě, mezi plochou reflexní komorou (3) a uklidňovací komorou (9).