RU114727U1 - EXHAUST GAS NOISE MUFFLER - Google Patents
EXHAUST GAS NOISE MUFFLER Download PDFInfo
- Publication number
- RU114727U1 RU114727U1 RU2011143561/06U RU2011143561U RU114727U1 RU 114727 U1 RU114727 U1 RU 114727U1 RU 2011143561/06 U RU2011143561/06 U RU 2011143561/06U RU 2011143561 U RU2011143561 U RU 2011143561U RU 114727 U1 RU114727 U1 RU 114727U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- section
- pipe
- inlet
- perforation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
1. Глушитель шума выпуска отработавших газов, содержащий корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя, при этом на боковой стенке впускного патрубка, размещенной во впускной камере, выполнен участок сквозной перфорации, а его выходной торец заглушен, на боковой стенке промежуточного патрубка, сообщающего промежуточную камеру с выпускной камерой, в зоне ее расположения во впускной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом его выходной торец заглушен, отличающийся тем, что на боковой стенке промежуточного патрубка, сообщающего впускную камеру с промежуточной, в зоне ее расположения в промежуточной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом центр тяжести части полости внутреннего участка патрубка, охваченного участком сквозной перфорации, смещен от середины камеры в сторону перегородки, образующей промежуточную камеру, на боковой стенке выпускного патрубка, в зоне ее расположения в выпускной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом центр тяжести части полости внутреннего участка патрубка, охваченного участком сквозной перфорации, смещен от середины камеры в сторону перегородки, образующей промежуточную камеру. ! 2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что длины L1 и L2 соответственно впускной и выпускной камер составляют (0,37…0,39)L и (0,35…0,37)L, � 1. An exhaust silencer containing an oval cross-section housing with end walls, in which the inlet, intermediate and outlet chambers are formed, separated by partitions, as well as the inlet, outlet and intermediate pipes connecting the cavities of these chambers, the axes of the latter being displaced in the cross-section the plane of the muffler relative to the small central axis of the oval of the cross-section of the muffler, while on the side wall of the inlet pipe located in the inlet chamber, a through-perforation section is made, and its outlet end is plugged, on the side wall of the intermediate pipe connecting the intermediate chamber with the outlet chamber, in the zone its location in the inlet chamber is a section of through perforation, while its outlet end is plugged, characterized in that on the side wall of the intermediate pipe connecting the inlet chamber with the intermediate one, in the area of its location in the intermediate chamber, a section of through perforation is made, while the center of gravity of a part of the cavity of the inner section of the nozzle, covered by the section of through perforation, is displaced from the middle of the chamber towards the partition forming the intermediate chamber, on the side wall of the outlet nozzle, in the area of its location in the outlet chamber there is a section of through perforation, while the center of gravity of part of the the section of the branch pipe, covered by the section of through perforation, is displaced from the middle of the chamber towards the partition that forms the intermediate chamber. ! 2. The muffler according to claim 1, characterized in that the lengths L1 and L2, respectively, of the inlet and outlet chambers are (0.37 ... 0.39) L and (0.35 ... 0.37) L, �
Description
Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к многокамерным, в частности, трехкамерным глушителям шума выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС).The utility model relates to mechanical engineering, in particular engine manufacturing, and in particular to multi-chamber, in particular, three-chamber silencers, exhaust gas exhaust gases of internal combustion engines (hereinafter ICE).
При работе камерного глушителя в месте расширения газопровода (т.е. в месте появления собственно камеры) создается скачкообразно увеличенное волновое сопротивление - "волновая пробка", что в определенных диапазонах частот звукового спектра препятствует беспрепятственному прохождению звука через глушитель без заметного ослабления, т.е. обеспечивается уменьшение уровня акустической энергии, излучаемой в окружающую среду. В такой конструкции глушителя (типа центральной расширительной камеры) имеется заданная граничная частота, начиная только с которой глушитель начинает эффективно работать (заглушать шум). В это же время, характеристика заглушения такого глушителя представляет собой не восходящую наклонную линию, указывающую на рост величины заглушения акустической энергии с увеличением частоты звукового спектра выхлопа, а кривую, как с ярко выраженными максимумами заглушения в отдельных частотных диапазонах, так и ярко выраженными "провалами" на отдельных дискретных частотах, или полосах частот в характеристике заглушения. В ряде случаев на частотах "провалов" в характеристике заглушения наблюдается не только нулевое заглушение шума, но даже некоторое усиление шума выхлопа на этих частотах. Именно эти многочисленные "провалы" являются характерным "акустическим дефектом" конструкций камерных глушителей шума. Частоты на которых наблюдаются указанные "провалы", соответствуют частотам кратных гармоник полудлин волн, укладывающихся в трехмерном пространстве расширительной камеры глушителя между противолежащими жесткими стенками камеры глушителя. Для уменьшения числа таких провалов (сведения их к минимуму) и применяют различные конструктивные элементы в глушителях, например, внутреннее введение срезов патрубков газопровода в полость камеры глушителя в зоны, где эти кратные полудлинновые гармоники не будут возбуждаться, или же возбудившись - не будут выводиться (передаваться) из полости камеры дальше по выхлопной трассе газопровода в окружающую среду. Такими зонами исключения (существенного ослабления) возбуждения или передачи энергии низших собственных акустических мод камеры являются узлы (минимумы) колебаний звуковых давлений, распределенных по трехмерному пространству камеры на данных собственных модах.When the chamber muffler is operating in the place of expansion of the gas pipeline (that is, in the place where the chamber itself appears), an abruptly increased wave impedance is created - the “wave plug”, which in certain frequency ranges of the sound spectrum prevents the unhindered passage of sound through the muffler without noticeable attenuation, i.e. . provides a reduction in the level of acoustic energy emitted into the environment. In such a design of the muffler (such as a central expansion chamber), there is a predetermined cutoff frequency, starting only with which the muffler starts to work effectively (to drown out the noise). At the same time, the damping characteristic of such a muffler is not an ascending inclined line, indicating an increase in the damping of acoustic energy with an increase in the frequency of the exhaust sound spectrum, but a curve, both with pronounced damping maxima in individual frequency ranges and pronounced “dips” "on individual discrete frequencies, or frequency bands in the damping characteristic. In some cases, at the frequencies of "dips" in the damping characteristic, not only zero damping of the noise is observed, but even some amplification of the exhaust noise at these frequencies. It is these numerous “dips” that are a characteristic “acoustic defect” in the design of chamber silencers. The frequencies at which the indicated “dips” are observed correspond to the frequencies of multiple harmonics of the half-lengths of the waves that fit into the three-dimensional space of the expansion chamber of the muffler between the opposite rigid walls of the muffler chamber. To reduce the number of such dips (to minimize them), various structural elements are used in the silencers, for example, the internal introduction of sections of the gas pipe nozzles into the cavity of the silencer chamber in areas where these multiple half-long harmonics will not be excited, or, if excited, will not be output ( transmitted) from the cavity of the chamber further along the exhaust route of the gas pipeline into the environment. Such zones of exclusion (significant attenuation) of the excitation or energy transfer of the lower eigenmodes of the camera are the nodes (minima) of the sound pressure oscillations distributed over the three-dimensional space of the camera on these eigenmodes.
Принцип ослабления возбуждения и/или передачи звуковой энергии низших собственных резонансных мод из полости камеры в газопровод реализован в известном однокамерном глушителе шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, авторское свидетельство СССР №1092290, МКИ F01N 1/00, БИ №18/84, содержащем по меньшей мере одну цилиндрическую камеру с торцевыми стенками и соосными патрубками. Отличительной особенностью известного глушителя является то, что для повышения акустической эффективности заглушения шума расширительной камерой, при одновременном достижении низких гидродинамических сопротивлений, динамические (акустические) срезы подводящего и отводящего патрубков камеры (т.е. условно удлиненные на 0,2…0,4D от своего статического геометрического положения, за счет присоединенной массы колеблющегося газа на концевых участках патрубков, где D - диаметр проходного сечения соответствующего патрубка) размещены в узловых зонах низших собственных резонансных продольных форм (первой и второй) колебаний газового объема в камере глушителя, т.е. реализующихся по длине расширительной камеры, в зонах, где величина звукового давления на указанной акустической моде близка к нулю, что предотвращает (существенно ослабляет) дальнейшую передачу звуковой энергии этих форм (мод) колебаний наружным концевым срезом отводящего патрубка в окружающую среду.The principle of attenuation of the excitation and / or transmission of sound energy of the lower eigen resonant modes from the chamber cavity to the gas pipeline is implemented in the well-known single-chamber exhaust silencer for an internal combustion engine, USSR author's certificate No. 1092290, MKI F01N 1/00, BI No. 18/84, containing at least one cylindrical chamber with end walls and coaxial nozzles. A distinctive feature of the well-known muffler is that to increase the acoustic efficiency of damping noise by the expansion chamber, while achieving low hydrodynamic drags, dynamic (acoustic) sections of the inlet and outlet pipes of the chamber (i.e., conditionally elongated by 0.2 ... 0.4D from its static geometric position, due to the attached mass of the oscillating gas at the end sections of the pipes, where D is the diameter of the passage section of the corresponding pipe) are placed in the nodal zones of lower intrinsic resonant longitudinal forms (first and second) of gas volume oscillations in the silencer chamber, i.e. realized along the length of the expansion chamber, in areas where the sound pressure value on the specified acoustic mode is close to zero, which prevents (significantly weakens) the further transmission of sound energy of these forms (modes) of vibrations by the external end section of the outlet pipe into the environment.
Такая конструкция известного глушителя в ряде случаев хорошо вписывается, в частности, в концепцию спортивных автомобилей, некоторых стационарных энергетических установок с предъявляемой достаточно ограниченной невысокой величиной заглушения шума. Однако, ее акустической эффективности явно недостаточно для легковых автомобилей массового производства, поскольку здесь предъявляются значительно более жесткие требования национальных и международных стандартов по предельно допустимому значению уровней внешнего и внутреннего шума транспортных средств, предохраняющих окружающую среду от чрезмерного акустического загрязнения.Such a design of a well-known muffler in some cases fits well, in particular, in the concept of sports cars, some stationary power plants with a fairly limited low noise suppression. However, its acoustic efficiency is clearly not enough for mass-produced cars, since it imposes significantly more stringent requirements of national and international standards on the maximum permissible value of the levels of external and internal noise of vehicles that protect the environment from excessive acoustic pollution.
Дальнейшим совершенствованием рассмотренного типа глушителя является конструкция многокамерного глушителя, описанная в авторском свидетельстве СССР №1420193, МКИ F01N 1/00, БИ №32/88 (или более подробно см. Волгин С.Н. и др.Further improvement of the considered type of silencer is the design of a multi-chamber silencer described in the USSR author's certificate No. 1420193, MKI F01N 1/00, BI No. 32/88 (or for more details see Volgin S.N. et al.
Цветной иллюстрированный альбом. Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112 и их модификации. Москва, "Третий Рим", 1998, с.30-31), обладающая существенно более высокой эффективностью заглушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, как по величине, так и более широким частотным диапазоном полосы заглушения, которая, в частности, в настоящее время применяется в ряде моделей автомобилей серийного производства ОАО "АВТОБАЗ". Указанный выше глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания является трехкамерным, содержит корпус с торцевыми стенками и соосными впускным и выпускным патрубками, причем динамические срезы последних размещены внутри центральной камеры корпуса. Корпус глушителя выполнен овальным и снабжен по меньшей мере одной поперечной перегородкой с образованием камер с торцевыми стенками. Одна из камер (центральная) выполнена более длинной, длина ее равна длине большей оси овала корпуса. Внутренние срезы патрубков размещены в одной из камер и расположены на расстоянии 1/4L от торцевых стенок последней, где L - длина камеры. Длина большей оси овала корпуса составляет (1,6…2,5)d, где d - диаметр патрубка. Часть патрубка, проходящего через камеру, выполнена перфорированной, при этом неперфорированная часть патрубка от его внутреннего среза составляет L/2.Color illustrated album. Cars VAZ-2110, VAZ-2111, VAZ-2112 and their modifications. Moscow, "Third Rome", 1998, pp. 30-31), which has a significantly higher efficiency of damping the noise of the exhaust of an internal combustion engine, both in magnitude and in a wider frequency range of the muffling band, which, in particular, is currently used in a number of models of cars of serial production of OJSC "AUTOBAZ". The above silencer for the exhaust of an internal combustion engine is three-chamber, contains a housing with end walls and coaxial inlet and outlet pipes, the dynamic sections of the latter being placed inside the central chamber of the housing. The silencer housing is oval and provided with at least one transverse partition to form chambers with end walls. One of the chambers (central) is made longer, its length is equal to the length of the larger axis of the body oval. The internal sections of the nozzles are placed in one of the chambers and are located at a distance of 1 / 4L from the end walls of the latter, where L is the length of the chamber. The length of the major axis of the body oval is (1.6 ... 2.5) d, where d is the diameter of the pipe. Part of the pipe passing through the chamber is perforated, while the non-perforated part of the pipe from its inner cut is L / 2.
Некоторые конструктивные недостатки глушителя, проявляющиеся в процессе его эксплуатации, при необходимости дальнейшего совершенствования конструкции для соответствия более жестким перспективным требованиям транспортных средств по предельным значениям уровней их внешнего шума, а также анализ совершенства конструкции позволяют утверждать об имеющихся потенциальных возможностях ее дальнейшего улучшения. В частности, во всех известных вариантах рассмотренной конструкции глушителя, представленных на фиг.1-3 описания видно, что наиболее энергоемкая первая продольная низшая собственная резонансная форма колебаний (и все последующие нечетные формы) из средней (центральной) камеры глушителя, могут свободно пропускаться в окружающую среду через выпускной патрубок 5. Это же самое наблюдается и со второй повысотной (радиальной) собственной модой колебаний объема камеры. Резонансная передача звука из камеры в окружающую среду происходит и на четвертой продольной собственной моде колебаний объема камеры (f4=4c/2L, где f - частота, с - скорость звука, L - длина средней камеры).Some design flaws of the muffler, which are manifested during its operation, if necessary, further improve the design to meet the more stringent perspective requirements of vehicles with limit values of their external noise levels, as well as an analysis of the design perfection, allow us to state the potential for its further improvement. In particular, in all known variants of the considered silencer design shown in Figs. 1-3, it can be seen that the most energy-intensive first longitudinal lowest intrinsic resonance waveform (and all subsequent odd forms) from the middle (central) silencer chamber can be freely passed into environment through the exhaust pipe 5. The same thing is observed with the second high-rise (radial) intrinsic mode of oscillation of the chamber volume. The resonant sound transmission from the camera to the environment also occurs at the fourth longitudinal eigenmode of the chamber volume oscillations (f 4 = 4c / 2L, where f is the frequency, c is the speed of sound, L is the length of the middle chamber).
Крайние (боковые) камеры глушителя, фиг.1, согласно графическому описанию известного из общего уровня техники глушителя, представляющие собой идентичные торцевые резонаторы концентричного типа, настроены на один и тот же резонансный частотный диапазон заглушения шума, что приводит к неоправданному дублированию подавления звука идентичных резонансных режимов, что в конечном итоге, ограничивает (заужает) полосу заглушения глушителя, а так же, в данном случае, способствует нежелательному взаимному резонансному взаимодействию идентичных боковых (торцевых) камер и не позволяет использовать каждую из камер для целенаправленного шумоподавления конкретного отдельного (отличительного) резонансного диапазона в заданной частотной области звукового спектра.The extreme (side) muffler chambers, Fig. 1, according to the graphic description of a muffler known from the general prior art, which are identical end-face end resonators, are tuned to the same resonant frequency range of noise suppression, which leads to unjustified duplication of sound suppression of identical resonant modes, which ultimately limits (narrows) the muffler muffler, and also, in this case, contributes to the unwanted mutual resonant interaction of identical Shackle (end) chambers and prevents the use of each of the cells targeted for noise reduction particular individual (distinguishing) the resonance range in predetermined frequency domain of the audio spectrum.
В современных конструкциях глушителей шума автомобильных ДВС для повышения ослабления передачи звука на указанных собственных резонансных модах типа расширительной цилиндрической камеры с внутренними трубами широко используют звукопоглощающие набивки полостей камер волокнистыми пористыми материалами. В качестве примера можно привести конструкции глушителей шума автомобильных ДВС, описанные в свидетельствах на полезные модели №15494, МПК7 F01N 1/24, 2000 г., №26595, МПК7 F01N 1/00, 2002 г., №27408, МПК F01N 1/08, 2003 г., №28733, МПК7 F01N 1/00, 2003 г. В частности, большинством автомобильных фирм производящих легковые автомобили, используется конструкция одного из глушителей шума системы выхлопа двигателя внутреннего сгорания с заполнением полости камеры (из нескольких камер) глушителя набивкой из базальтового волокна. Обладая достаточно высокими термостойкими и звукопоглощающими характеристиками, такая волокнисто-пористая звукопоглощающая набивка, в большинстве случаев, ослабляет нежелательные дефектные резонансные высокочастотные "свисты" глушителя, в первую очередь, на "малогабаритных" 4ой продольной и 2ой радиальной собственных модах колебаний воздушного объема камеры. Однако, такая конструкция имеет и ряд существенных недостатков, основные из которых следующие:In modern designs of noise suppressors of automobile ICEs, sound-absorbing gaskets of chamber cavities with fibrous porous materials are widely used to increase the attenuation of sound transmission on these intrinsic resonance modes, such as an expansion cylindrical chamber with internal pipes. An example is the design of silencers for automobile ICEs described in the utility model certificates No. 15494, MPK7 F01N 1/24, 2000, No. 26595, MPK7 F01N 1/00, 2002, No. 27408, MPK F01N 1 / 08, 2003, No. 28733, MPK7 F01N 1/00, 2003. In particular, the majority of automobile companies producing cars use the design of one of the silencers of the exhaust system of an internal combustion engine with filling the cavity of the chamber (from several chambers) with stuffing from basalt fiber. Having sufficiently high heat-resistant and sound-absorbing characteristics, such a fibrous-porous sound-absorbing packing, in most cases, attenuates unwanted defective resonant high-frequency “whistles” of the muffler, primarily on the “small-sized” 4th longitudinal and 2nd radial eigenmodes of oscillation of the air chamber volume. However, this design has a number of significant drawbacks, the main of which are as follows:
- Пористая набивка из волокнистого базальтового волокна активно впитывает и накапливает в полости химически агрессивный конденсат, содержащийся в выхлопных газах, что вызывает ускоренную внутреннюю коррозию стенок и перегородок корпуса глушителя, существенно сокращая срок его эксплуатации. Следует здесь же отметить, что именно внутренняя коррозия, а не механические нагрузки являются основной причиной разрушения глушителей автомобильных ДВС;- Porous packing of fibrous basalt fiber actively absorbs and accumulates chemically aggressive condensate contained in the exhaust gases in the cavity, which causes accelerated internal corrosion of the walls and partitions of the silencer body, significantly reducing its service life. It should be noted here that it is internal corrosion, and not mechanical loads, that are the main cause of the destruction of silencers in automobile ICEs;
- Использование волокнистого базальтового волокна, вследствие вышеуказанной причины, вынуждает, в свою очередь, применять дорогостоящие нержавеющие хром-никелевые стали, использовать дополнительные устройства принудительного отсоса накопившегося конденсата из полости камеры различными диффузорными приемниками, что дополнительно усложняет конструкцию и делает ее более дорогой;- The use of fibrous basalt fiber, due to the above reasons, forces, in turn, to use expensive stainless chromium-nickel steels, use additional devices for forced suction of the accumulated condensate from the chamber cavity by various diffuser receivers, which additionally complicates the design and makes it more expensive;
- В процессе эксплуатации транспортного средства базальтовые волокна частично выдуваются потоком выхлопных газов из полости глушителя в окружающую среду, что ведет к вредному и опасному для здоровья человека засорению воздушной среды мелкими частицами базальтовых волокон;- During the operation of the vehicle, basalt fibers are partially blown away by the flow of exhaust gases from the silencer cavity into the environment, which leads to harmful and harmful to human health air pollution by small particles of basalt fibers;
- Заполнение расширительных камер глушителя волокнистой шумопоглощающей набивкой вызывает некоторую потерю эффективности заглушения низкочастотного шума, вследствие частичной потери объема полости расширительной камеры, заполняющей набивкой (как правило - на частоте низшей нулевой собственной моды полости камеры);- Filling the expansion chambers of the silencer with a fibrous noise-absorbing packing causes some loss in the efficiency of damping low-frequency noise due to the partial loss of the volume of the cavity of the expansion chamber filling the packing (as a rule, at the frequency of the lowest zero eigenmode of the chamber cavity);
- В процессе длительной эксплуатации устройства уменьшается пористость волокнистой набивки камеры из-за накапливающегося воздействия частиц углерода (сажи) и жидкого конденсата ("закоксовывание" пор), что влечет ухудшение звукопоглощающих характеристик волокнистой набивки и соответствующее снижение шумозаглушающей способности глушителя в целом;- During the long-term operation of the device, the porosity of the fibrous packing of the chamber decreases due to the accumulating effect of carbon particles (soot) and liquid condensate (“coking” of the pores), which entails a deterioration in the sound-absorbing characteristics of the fibrous packing and a corresponding decrease in the sound-damping ability of the silencer as a whole;
- Применение базальтовых волокон в технологии производства глушителей связано с вредными условиями производства, вследствие возможного попадания мелких частиц волокон через органы дыхания в организм человека.- The use of basalt fibers in the production technology of silencers is associated with harmful production conditions, due to the possible ingress of small particles of fibers through the respiratory system into the human body.
В связи с изложенными выше техническими, стоимостными и экологическими недостатками и проблемами, продолжаются совершенствоваться конструкции многокамерных резонаторных глушителей, лишенные в той или иной мере многих недостатков присущих глушителям, содержащим волокнистые шумопоглощающие набивки.In connection with the technical, cost, and environmental shortcomings and problems outlined above, the designs of multi-chamber resonator silencers continue to improve, lacking to one extent or another many of the disadvantages inherent in silencers containing fibrous sound-absorbing packings.
Известна конструкция глушителя шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, описанная в авторском свидетельстве СССР №1618898, МПК5 F01N, публ. 07.01.91, БИ №1. Глушитель содержит корпус с торцевыми стенками, первый и второй патрубки, установленные в торцевых стенках и частично помещенные внутри корпуса с размещением выходных срезов соответственно со стороны противоположных торцевых стенок и по разные стороны от срединной плоскости, перпендикулярной оси корпуса и проходящей через его геометрический центр, и поперечные перфорированные перегородки, причем первый патрубок пересекает перегородки и снабжен внутренним перфорированным участком, а второй размещен соосно корпусу и снабжен участком перфорации, размещенным между перегородками и помещенным в кожух.A known design of a silencer of exhaust noise of an internal combustion engine, described in the USSR copyright certificate No. 1618898, IPC5 F01N, publ. 01/07/91, BI No. 1. The silencer comprises a housing with end walls, first and second nozzles installed in the end walls and partially placed inside the housing with the output sections placed respectively from the opposite end walls and on different sides of the median plane perpendicular to the axis of the housing and passing through its geometric center, and transverse perforated partitions, the first pipe crossing the partitions and provided with an internal perforated section, and the second placed coaxially to the housing and provided with a section perforations placed between the partitions and placed in the casing.
Сложная геометрия одного из патрубков (два гиба по длине) усложняют конструкцию глушителя. Кроме того, анализ конструкции глушителя показывает, что в ней имеются потенциальные возможности повысить эффективность шумоглушения, а также уменьшить гидравлические (аэродинамические) сопротивления потоку проходящих по нему выхлопных газов, путем дальнейшей оптимизации конструкции и взаимного расположения отдельных элементов шумоглушения.The complex geometry of one of the pipes (two bends in length) complicates the design of the muffler. In addition, an analysis of the design of the silencer shows that it has the potential to increase the efficiency of sound attenuation, as well as to reduce the hydraulic (aerodynamic) resistance to the flow of exhaust gases passing through it, by further optimizing the design and the relative position of the individual elements of sound attenuation.
Близким по технической сущности является глушитель шума выпуска, описанный в патенте РФ №56961 на полезную модель, МПК F01N 1/02, F01N 1/08, опубликованном 27.09.2006, который содержит корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточный патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя.Close in technical essence is the exhaust silencer described in the patent of the Russian Federation No. 56961 for a utility model, IPC F01N 1/02, F01N 1/08, published September 27, 2006, which contains an oval cross-section housing with end walls in which the inlet is formed, the intermediate and exhaust chambers, separated by partitions, as well as connecting the cavities of these chambers of the inlet, outlet and intermediate pipes, the axes of the latter being offset in the cross section of the transverse plane of the muffler relative to the small central axis of the oval of the cross section of the gloom shitel.
К недостаткам рассмотренного глушителя можно отнести сложную и трудоемкую технологию изготовления перфорированный труб, значительный расход дефицитного металла и завышенную массу изделия.The disadvantages of the considered muffler include the complex and labor-intensive technology for manufacturing perforated pipes, a significant consumption of scarce metal and an overestimated mass of the product.
В качестве прототипа выбран глушитель шума выпуска, известный из патента на полезную модель №65972, МПК F01N 1/08, патентообладатель ООО «Производство Стройиндустрия», опубликованного 27.08.2007, который содержит корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя, отличающийся тем, что объемы полостей впускной и выпускной камер соответственно составляют 0,24±0,05 и 0,30±0,05 суммарного внутреннего объема полостей глушителя. В частном варианте конструктивного исполнения длина большой оси овала корпуса глушителя H1=(4,6÷4,7)d, длина малой оси овала корпуса H2=(2,9÷3,1)d, длина корпуса L=(11,6÷11,8)d, длина впускной камеры L1=(0,22÷0,24)L, длина выпускной камеры L2=(0,47÷0,49)L, где d - диаметр патрубков. Оси промежуточных патрубков расположены эквидистантно относительно оси корпуса глушителя.As a prototype, an exhaust silencer was selected, known from utility model patent No. 65972, IPC F01N 1/08, patent holder of Stroyindustriya Production LLC, published on 08.27.2007, which contains an oval cross-section housing with end walls, in which an inlet is formed, the intermediate and exhaust chambers, separated by partitions, as well as connecting the cavities of these chambers of the inlet, outlet and intermediate pipes, the axes of the latter being offset in the cross section of the transverse plane of the muffler relatively small centrally axis of the oval cross section of the muffler, characterized in that the volumes of cavities inlet and outlet chambers are respectively 0.24 ± 0.05 and 0.30 ± 0.05 of the total internal volume of the silencer cavities. In a particular embodiment, the design is the length of the major axis of the oval of the silencer body H 1 = (4.6 ÷ 4.7) d, the length of the minor axis of the oval of the body H 2 = (2.9 ÷ 3.1) d, the length of the housing L = (11 , 6 ÷ 11.8) d, the length of the inlet chamber L 1 = (0.22 ÷ 0.24) L, the length of the exhaust chamber L 2 = (0.47 ÷ 0.49) L, where d is the diameter of the nozzles. The axles of the intermediate pipes are equidistant relative to the axis of the silencer body.
Анализ конструкции глушителя представленного в прототипе определенно позволяет сделать вывод о том, что в ней имеются потенциальные возможности дальнейшего улучшения как акустических, газодинамических, так и массо-габаритных показателей. Подробно это будет рассмотрено ниже.Analysis of the design of the silencer presented in the prototype definitely allows us to conclude that it has the potential to further improve both acoustic, gas-dynamic, and mass-dimensional parameters. This will be discussed in detail below.
Техническим результатом заявляемой полезной модели, который объективно проявляется при ее использовании, является уменьшение материалоемкости, при одновременном увеличении эффективности снижения шума выхлопа.The technical result of the claimed utility model, which is objectively manifested when using it, is to reduce material consumption, while increasing the efficiency of reducing exhaust noise.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели, охарактеризованный независимым п.1 формулы полезной модели, достигается за счет того, что в известной конструкции глушитель шума выпуска отработавших газов, содержащей корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя, при этом на боковой стенке впускного патрубка, размещенной во впускной камере, выполнен участок сквозной перфорации, а его выходной торец заглушен, на боковой стенке промежуточного патрубка, сообщающего промежуточную камеру с выпускной камерой, в зоне ее расположения во впускной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом его выходной торец заглушен, на боковой стенке промежуточного патрубка, сообщающего впускную камеру с промежуточной, в зоне ее расположения в промежуточной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом центр тяжести части полости внутреннего участка патрубка, охваченного участком сквозной перфорации, смещен от середины камеры в сторону перегородки, образующей промежуточную камеру, на боковой стенке выпускного патрубка, в зоне ее расположения в выпускной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом центр тяжести части полости внутреннего участка патрубка, охваченного участком сквозной перфорации, смещен от середины камеры в сторону перегородки, образующей промежуточную камеру.The specified technical result in the implementation of the utility model, characterized by an independent claim 1 of the formula of the utility model, is achieved due to the fact that in the known design, the exhaust silencer includes an oval cross-section housing with end walls, in which the inlet, intermediate and exhaust chambers are formed , separated by partitions, as well as connecting the cavities of these chambers of the inlet, outlet and intermediate pipes, the axes of the latter being muffled in the cross section For a relatively small central axis of the oval cross-section of the muffler, a perforation section is made on the side wall of the inlet pipe located in the inlet chamber and its outlet end is muffled, on the side wall of the intermediate pipe communicating with the intermediate chamber with the exhaust chamber, in the zone location in the inlet chamber, a section of through perforation is made, while its outlet end is muffled, on the side wall of the intermediate pipe communicating the inlet chamber with the intermediate, in the area of its distribution position in the intermediate chamber, a through-perforation section is made, while the center of gravity of a portion of the cavity of the inner portion of the nozzle covered by the through-perforation section is shifted from the middle of the chamber toward the partition forming the intermediate chamber on the side wall of the outlet pipe, in the area of its location in the outlet chamber a perforation section, wherein the center of gravity of a part of the cavity of the inner portion of the pipe covered by the perforation section is offset from the middle of the chamber toward the partition, Braz intermediate chamber.
В частных случаях конструктивного исполнения длины L1 и L2 соответственно впускной и выпускной камер составляют (0,37…0,39)L и (0,35…0,37)L, где L - длина полости глушителя, а длина L3 промежуточной камеры составляет (0,25…0,27)L. Отношение суммарной площади проходного сечения S1 отверстий участка сквозной перфорации промежуточного патрубка в промежуточной камере к площади поперечного сечения патрубка S составляет (0,64…0,66). Отношение суммарной площади проходного сечения S2 отверстий участка сквозной перфорации выходного патрубка к площади поперечного сечения патрубка S составляет (0,65…0,67). Длина полости глушителя L составляет (10,7…10,9)d, где d - внутренний диаметр патрубков. Центр тяжести части полости промежуточного патрубка, охваченной участком сквозной перфорации, расположенного в промежуточной камере, смещен на расстояние «а»=(0,6…0,8)L3 от поверхности торцевой стенки, образующей промежуточную камеру. Центр тяжести части полости выпускного патрубка, охваченной участком сквозной перфорации, размещен на расстоянии «в»=(0,55…0,75)L2 от заглушенного выходного торца впускного патрубка. Входной срез промежуточного патрубка, сообщающего промежуточную камеру с выпускной камерой, расположен на расстоянии «с»=(0,5…0,7)L3 от поверхности торцевой стенки, образующей промежуточную камеру.In special cases of the design, the lengths L1 and L2 of the inlet and outlet chambers, respectively, are (0.37 ... 0.39) L and (0.35 ... 0.37) L, where L is the length of the silencer cavity and the length L3 of the intermediate chamber is (0.25 ... 0.27) L. The ratio of the total passage area S1 of the holes of the through-hole section of the intermediate pipe in the intermediate chamber to the cross-sectional area of the pipe S is (0.64 ... 0.66). The ratio of the total area of the passage section S2 of the holes of the through perforation section of the outlet pipe to the cross-sectional area of the pipe S is (0.65 ... 0.67). The length of the silencer cavity L is (10.7 ... 10.9) d, where d is the inner diameter of the pipes. The center of gravity of the part of the cavity of the intermediate pipe, covered by a section of through perforation located in the intermediate chamber, is shifted by a distance of "a" = (0.6 ... 0.8) L3 from the surface of the end wall forming the intermediate chamber. The center of gravity of the part of the cavity of the exhaust pipe covered by the through-perforation section is placed at a distance of "в" = (0.55 ... 0.75) L2 from the muffled outlet end of the inlet pipe. The input slice of the intermediate pipe communicating the intermediate chamber with the exhaust chamber is located at a distance of "c" = (0.5 ... 0.7) L3 from the surface of the end wall forming the intermediate chamber.
При таком конструктивном исполнении становится возможным, в сравнением с прототипом, уменьшить длину полости глушителя и, как показали проведенные экспериментальные исследования, повысить его основные функциональные показатели, а именно - акустические и газодинамические качества конструкции, при примерно одинаковом (в сравнении с прототипом) весовом показателе изделия.With this design, it becomes possible, in comparison with the prototype, to reduce the length of the silencer cavity and, as experimental studies have shown, to increase its main functional indicators, namely, the acoustic and gas-dynamic properties of the structure, with approximately the same weight (in comparison with the prototype) weight products.
Рассмотренные выше конструктивные изменения в заявляемом техническом решении, в сравнении с прототипом полезной модели, достигнуты методом интуитивно-логического анализа проблемы, обозначенной представленным выше уровнем техники и сопоставительной аналитической работы по формированию новых конструктивных признаков с улучшенными конструктивно-технологическими приемами эмпирическим путем, а также в процессе практических исследований макетных и опытных образцов устройства.The design changes discussed above in the claimed technical solution, in comparison with the prototype of the utility model, are achieved by the intuitive-logical analysis of the problem indicated by the above-described prior art and comparative analytical work on the formation of new design features with improved structural and technological methods empirically, as well as in the process of practical research of prototype and prototype devices.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".Comparison of the claimed technical solution with the prior art in scientific, technical and patent documentation as of the priority date in the main and related sections shows that the set of essential features of the claimed solution was not known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.
Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо, воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". При этом промышленный выпуск полезной модели возможен на стандартном оборудовании с применением известных, хорошо отработанных технологий.The proposed technical solution can be manufactured industrially, efficiently, feasibly, reproducibly, therefore, meets the patentability condition "industrial applicability". At the same time, the industrial production of a utility model is possible on standard equipment using well-known, well-established technologies.
Другие особенности и преимущества заявляемой полезной модели станут понятны из следующего детального описания, приведенного исключительно в форме не ограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие предпочтительный вариант реализации, на котором показана схема предлагаемого глушителя шума выпуска и его отдельных составляющих элементов.Other features and advantages of the claimed utility model will become apparent from the following detailed description, given solely in the form of a non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, illustrating a preferred embodiment, which shows a diagram of the proposed exhaust silencer and its individual components.
На фиг.1 изображена схема заявляемого глушителя шума выпуска отработавших газов;Figure 1 shows a diagram of the inventive exhaust silencer;
На фиг.2 показан вид А на торцевую стенку глушителя (вид слева);Figure 2 shows a view And on the end wall of the muffler (left view);
На фиг.3 показано поперечное сечение Б-Б глушителя по фиг.1;Figure 3 shows a cross section bB of the muffler of figure 1;
На фиг.4 показано поперечное сечение В-В глушителя по фиг.1;Figure 4 shows a cross section bb of the silencer of figure 1;
На фиг.5 показан сборочный модуль глушителя, включающий входящие в его конструкцию патрубки и поперечные перегородки;Figure 5 shows the assembly module of the muffler, including the pipes and transverse partitions included in its design;
На фиг.6 отдельно показан промежуточный патрубок, соединяющий впускную и промежуточную камеры;Figure 6 separately shows the intermediate pipe connecting the inlet and intermediate chambers;
На фиг.7 отдельно показан впускной патрубок с заглушенным выходным торцем;Fig. 7 separately shows an inlet pipe with a muffled outlet end;
На фиг.8 отдельно показан выпускной патрубок;On Fig separately shows the exhaust pipe;
На фиг.9 отдельно показан промежуточный патрубок соединяющий промежуточную камеру с выпускной, с заглушенным выходным торцем.Figure 9 separately shows the intermediate pipe connecting the intermediate chamber with the outlet, with a muffled outlet end.
На фиг.1L - длина полости глушителя, L1 и L2 - длины соответственно впускной и выпускной камер, L3 - длина промежуточной камеры, d - внутренний диаметр патрубков - в данной конструкции он одинаков для всех патрубков.In Fig.1L - the length of the silencer cavity, L1 and L2 - the lengths of the inlet and outlet chambers, L3 - the length of the intermediate chamber, d - the inner diameter of the nozzles - in this design it is the same for all nozzles.
Представленный на фиг.1 глушитель шума выпуска отработавших газов, содержит корпус 1 овального поперечного сечения с торцевыми стенками 2 и 3, в котором образованы впускная 4, промежуточная 5 и выпускная 6 камеры, разделенные перегородками 7 и 8, а также соединяющие полости этих камер впускной 9, выпускной 10 и промежуточные 11 и 12 патрубки. Оси Х-Х и Y-Y последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси O-O овала поперечного сечения глушителя. На боковой стенке впускного патрубка 9, размещенной во впускной камере 4, выполнен участок 13 сквозной перфорации, а его выходной торец заглушен. На боковой стенке промежуточного патрубка 12, сообщающего промежуточную камеру 5 с выпускной камерой 6, в зоне ее расположения во впускной камере 6 выполнен участок 14 сквозной перфорации, при этом его выходной торец заглушен. На боковой стенке промежуточного патрубка 11, сообщающего впускную камеру 4 с промежуточной камерой 5, в зоне ее расположения в промежуточной камере 5 выполнен участок сквозной перфорации 15, при этом центр тяжести -Ц1- части полости внутреннего участка патрубка 11, охваченного участком перфорации 15, смещен от середины камеры в сторону перегородки 8, образующей промежуточную камеру 5. При этом, под термином «полость патрубка» подразумевается участок трубопроводного элемента, в котором находится (транспортируется) газовая среда (отработавшие газы ДВС), обладающая определенными диссипативными, массовыми и динамическими характеристиками. На боковой стенке выпускного патрубка 12, в зоне ее расположения в выпускной камере 6 выполнен участок сквозной перфорации 16, при этом центр тяжести - Ц2- части полости внутреннего участка патрубка 12, охваченного участком перфорации 16, смещен от середины камеры 6 в сторону перегородки 8, образующей промежуточную камеру 5. Длины L1 и L2 соответственно впускной 4 и выпускной 6 камер составляют (0,37…0,39)L и (0,35…0,37)L, где L - длина полости глушителя, а длина L3 промежуточной камеры 5 составляет (0,25…0,27)L. Отношение суммарной площади проходного сечения S1 отверстий участка сквозной перфорации 15 промежуточного патрубка 11 в промежуточной камере 5 к площади поперечного сечения патрубка 11 -S- составляет (0,64…0,66). Отношение суммарной площади проходного сечения -S2- отверстий участка сквозной перфорации 16 выпускного патрубка 10 к площади поперечного сечения патрубка 10 -S- составляет (0,65…0,67). Длина полости глушителя L составляет (10,7…10,9)d, где d - внутренний диаметр патрубков. Центр тяжести -Ц1- части полости промежуточного патрубка 11, охваченной участком сквозной перфорации 15, расположенного в промежуточной камере 5, смещен на расстояние «а»=(0,6…0,8)L3 от поверхности торцевой стенки 3, образующей промежуточную камеру 5. Центр тяжести -Ц2- части полости выпускного патрубка 10, охваченной участком сквозной перфорации 16, размещен на расстоянии «в»=(0,55…0,75)L2 от заглушенного выходного торца впускного патрубка 9. Входной срез промежуточного патрубка 12, сообщающего промежуточную камеру 5 с выпускной камерой 6, расположен на расстоянии «с»=(0,5…0,7)L3 от поверхности торцевой стенки 3, образующей промежуточную камеру 5.The exhaust silencer shown in FIG. 1 comprises an oval cross-section housing 1 with end walls 2 and 3, in which inlet 4, intermediate 5 and exhaust 6 chambers are separated by partitions 7 and 8, as well as connecting cavities of these inlet chambers 9, outlet 10 and intermediate pipes 11 and 12. The axes X-X and Y-Y of the latter are offset in the cross section of the muffler's transverse plane with respect to the small central axis O-O of the muffler's cross-section oval. On the side wall of the inlet pipe 9, located in the inlet chamber 4, a section 13 of through perforation is made, and its outlet end is plugged. On the side wall of the intermediate pipe 12, communicating the intermediate chamber 5 with the exhaust chamber 6, in the area of its location in the inlet chamber 6, a section 14 of through perforation is made, while its output end is plugged. On the side wall of the intermediate pipe 11, which communicates the inlet chamber 4 with the intermediate chamber 5, a section of through perforation 15 is made in the zone of its location in the intermediate chamber 5, while the center of gravity -C1 of the part of the cavity of the inner section of the pipe 11 covered by the perforation section 15 is displaced from the middle of the chamber towards the partition 8 forming the intermediate chamber 5. Moreover, the term "pipe cavity" refers to the portion of the pipeline element in which the gas medium is located (transported) (spent PS ICE), has a certain dissipative, massive and dynamic performance. On the side wall of the exhaust pipe 12, in the area of its location in the exhaust chamber 6, a section of through perforation 16 is made, while the center of gravity - C2 - of the cavity of the inner section of the pipe 12 covered by the perforation 16 is offset from the middle of the chamber 6 towards the partition 8, forming the intermediate chamber 5. The lengths L1 and L2, respectively, of the inlet 4 and outlet 6 chambers are (0.37 ... 0.39) L and (0.35 ... 0.37) L, where L is the length of the silencer cavity and the length L3 of the intermediate chamber 5 is (0.25 ... 0.27) L. The ratio of the total passage area S1 of the holes of the through perforation section 15 of the intermediate pipe 11 in the intermediate chamber 5 to the cross-sectional area of the pipe 11 -S- is (0.64 ... 0.66). The ratio of the total passage area -S2- of the holes of the through-perforation section 16 of the exhaust pipe 10 to the cross-sectional area of the pipe 10 -S- is (0.65 ... 0.67). The length of the silencer cavity L is (10.7 ... 10.9) d, where d is the inner diameter of the pipes. The center of gravity -C1- of the part of the cavity of the intermediate pipe 11, covered by a section of through perforation 15 located in the intermediate chamber 5, is shifted by a distance "a" = (0.6 ... 0.8) L3 from the surface of the end wall 3 forming the intermediate chamber 5 The center of gravity —C2 — of the part of the cavity of the outlet pipe 10 covered by the through-perforation section 16 is located at a distance “B” = (0.55 ... 0.75) L2 from the muffled outlet end of the inlet pipe 9. The inlet slice of the intermediate pipe 12 communicating an intermediate chamber 5 with an exhaust chamber 6, located on p the distance "c" = (0.5 ... 0.7) L3 from the surface of the end wall 3, forming an intermediate chamber 5.
Работает глушитель обычным образом.The muffler works in the usual way.
Отработавшие газы, совместно с шумовой энергией газового потока, при реализации рабочего процесса ДВС, подводятся к глушителю по трубопроводной магистрали системы выпуска, распространяются по впускному патрубку 9 и через отверстия участка сквозной перфорации 13 поступают в полость впускной камеры 4 глушителя. В зонах отверстий сквозной перфорации в полости камеры 4 вследствие резкого расширения акустического волновода и обусловленного этим скачкообразного изменения волнового сопротивления, определяемого соотношением суммарной площади проходных сечений отверстий участка сквозной перфорации 13 впускного патрубка 9 к площади проходного сечения камеры 4, звуковые волны частично отражаются обратно к источнику излучения (выпускному клапану - на чертежах не показан). Данному процессу способствует также то, что выходной торец впускного патрубка 9 заглушен (например, герметично сплющен, или в него вмонтирована заглушка), что перекрывает прямую передачу неослабленного в глушителе звука из впускного патрубка 9 в выпускной патрубок 10. Далее, отработавшие газы и неотраженная часть энергии звуковых волн передается и транспортируется по направлению к выходному срезу промежуточного патрубка 11 и отверстиям участка сквозной перфорации 15. Кроме передачи звуковой энергии через выходной открытый срез патрубка 11, происходит также передача звуковой энергии через его концевой участок сквозной перфорации (боковой срез) с соответствующими фрикционными потерями звуковой энергии при прохождении звуковых волн через отверстия участка сквозной перфорации 15. Кроме того, участок 15 выполняет положительную шумодемпфирующую функцию по подавлению собственных резонансных колебаний газа в патрубке 11, как участка волновода (трубы) определенной длины с открытыми с двух сторон концами. Вследствие скачкообразного изменения волнового сопротивления, определяемого соотношением проходных сечений промежуточной камеры 5 и промежуточного патрубка 11, аналогичным образом звуковые волны частично отражаются в сторону источника излучения (к выпускному клапану), чему способствует заглушенный выходной торец промежуточного патрубка 12 и частично передаются из полости камеры 5 через открытый срез промежуточного патрубка 12 и участок сквозной перфорации 14 в полость выпускной камеры 6. Здесь, вследствие процесса резкого расширения на пути распространения по акустическому волноводу в полости камеры 6 отработавшие газы теряют часть звуковой энергии и, далее, частично передаются к открытому срезу выпускного патрубка 10 и отверстиям участка сквозной перфорации 14 и, вследствие резкого сужения проходного сечения патрубка 10, как передающего элемента акустического волновода, частично отражаются в сторону источника излучения (к выпускному клапану) и частично проходят по выпускному патрубку 10, теряя при этом часть звуковой энергии, которая в процессе фрикционных резонансных колебаний газа в отверстиях участка сквозной перфорации 16 частично превращается в тепловую. Далее по выпускному патрубку 10 и выпускной трубе (на чертежах не показана) отработавшие газы и существенно заглушенная звуковая энергия выводятся в атмосферу.The exhaust gases, together with the noise energy of the gas stream, during the internal combustion engine workflow, are led to the muffler through the pipeline of the exhaust system, distributed through the inlet pipe 9 and through the openings of the through perforation section 13 enter the cavity of the inlet chamber 4 of the muffler. In the zones of holes of through perforation in the cavity of the chamber 4 due to a sharp expansion of the acoustic waveguide and the resulting abrupt change in wave resistance, determined by the ratio of the total area of the passage sections of the holes of the section of the through perforation 13 of the inlet pipe 9 to the area of the passage section of the chamber 4, the sound waves are partially reflected back to the source radiation (to the exhaust valve - not shown in the drawings). This process is also facilitated by the fact that the outlet end face of the inlet pipe 9 is plugged (for example, hermetically flattened, or a plug is mounted in it), which blocks the direct transmission of sound not weakened in the muffler from the inlet pipe 9 to the exhaust pipe 10. Further, the exhaust gases and non-reflected part energy of sound waves is transmitted and transported towards the output slice of the intermediate pipe 11 and the holes of the through perforation 15. In addition to the transmission of sound energy through the output open cut of the pipe 11, sound energy is also transmitted through its end-to-end perforation section (side cut) with the corresponding frictional losses of sound energy when sound waves pass through the holes of the through-perforation section 15. In addition, section 15 performs a positive noise-damping function in suppressing natural resonant gas vibrations in the pipe 11 as a section of a waveguide (pipe) of a certain length with ends open on both sides. Due to the abrupt change in wave resistance, determined by the ratio of the passage sections of the intermediate chamber 5 and the intermediate pipe 11, in a similar way, sound waves are partially reflected towards the radiation source (to the exhaust valve), which is facilitated by the muffled output end of the intermediate pipe 12 and partially transmitted from the cavity of the camera 5 through open cut of the intermediate pipe 12 and the section of the through perforation 14 into the cavity of the exhaust chamber 6. Here, due to the process of sharp expansion on the propagation paths along the acoustic waveguide in the cavity of the chamber 6, the exhaust gases lose some of the sound energy and, then, are partially transferred to the open cut of the exhaust pipe 10 and the holes of the through perforation section 14 and, due to the sharp narrowing of the passage section of the pipe 10, as a transmitting element of the acoustic waveguide, partially reflected towards the radiation source (to the exhaust valve) and partially pass through the exhaust pipe 10, while losing some of the sound energy, which in the process of friction resonance natural oscillations gas through perforation holes in portion 16 is partially converted into heat. Further, through the exhaust pipe 10 and the exhaust pipe (not shown in the drawings), the exhaust gases and substantially damped sound energy are discharged into the atmosphere.
Оценка акустических качеств опытных образцов заявляемой конструкции глушителя была проведена на автомобилях ЛАДА-2121 и 2115.Assessment of the acoustic qualities of the prototypes of the inventive design of the silencer was carried out on cars LADA-2121 and 2115.
Результаты замеров показали, что, по своим шумозаглушающим свойствам, опытные образцы систем выпуска 21214, пр-ва ОАО «АвтоВАЗагрегат», в сравнении с серийной системой выпуска пр-ва ОАО «АвтоВАЗагрегат»:The measurement results showed that, in terms of their sound-damping properties, prototypes of exhaust systems 21214, manufactured by AvtoVAZagregat OJSC, in comparison with the serial production system of manufactured by AvtoVAZagregat OJSC:
- более эффективны (до 3.6 дБА) в диапазонах оборотов ДВС 1500…1850 и 2300…2700 мин-1;- more effective (up to 3.6 dBA) in the engine speed ranges 1500 ... 1850 and 2300 ... 2700 min -1 ;
- обладают большей шумозаглушающей способностью на основной частоте рабочего процесса 2n/60 Гц - до 5.5 дБА.- have greater sound-damping ability at the main frequency of the working process 2n / 60 Hz - up to 5.5 dBA.
Результаты замеров показали, что, по своим шумозаглушающим свойствам, опытные образцы систем выпуска 2115, пр-ва ОАО «АвтоВАЗагрегат», в сравнении с серийной системой выпуска пр-ва ОАО «АвтоВАЗагрегат» более эффективны (до 5.1 дБА) практически во всем диапазоне оборотов двигателя.The measurement results showed that, in terms of their sound-damping properties, prototypes of 2115 exhaust systems manufactured by AvtoVAZagreg OJSC are more efficient (up to 5.1 dBA) in almost the entire rev range compared to the serial production system of AvtoVAZagreg OJSC engine.
Опытные системы выпуска обладают большей шумозаглушающей способностью:Experienced exhaust systems have greater sound dampening ability:
- на частотах рабочего процесса: 2n/60 Гц - до 6.5 дБА, 4n/60 - до 12.8 дБА - в диапазоне оборотов двигателя 1500…3200 мин-1 и до 5.2 дБА - в диапазоне оборотов двигателя 4200…5000 мин-1 и 6n/60 - до 20 дБА - в диапазоне оборотов двигателя 1500…2300 мин-1 и до 8.8 дБА - в диапазоне оборотов двигателя 3500…4500 мин-1;- at the frequencies of the working process: 2n / 60 Hz - up to 6.5 dBA, 4n / 60 - up to 12.8 dBA - in the engine speed range of 1500 ... 3200 min -1 and up to 5.2 dBA - in the engine speed range of 4200 ... 5000 min -1 and 6n / 60 - up to 20 dBA - in the engine speed range of 1500 ... 2300 min -1 and up to 8.8 dBA - in the engine speed range of 3500 ... 4500 min -1 ;
- в 1/3-октавных полосах с центрами: 400 Гц - до 11.8 дБА - в диапазоне оборотов двигателя 2000…5000 мин-1 и 1000 Гц - до 9.3 дБА - практически во всем диапазоне оборотов двигателя.- in 1/3 octave bands with centers: 400 Hz - up to 11.8 dBA - in the engine speed range of 2000 ... 5000 min -1 and 1000 Hz - up to 9.3 dBA - in almost the entire engine speed range.
Эффект достигнут за счет того, что в сравнении с прототипом в конструкцию предлагаемого глушителя дополнительно введены два эффективных элемента шумоглушения - участки сквозной перфорации 15 и 16, в которых теряется существенное количество звуковой энергии, в результате преобразования ее в тепловую. Это позволило уменьшить длину камеры глушителя при сохранении весовых параметров. В сравнении со штатными основными глушителями системы выпуска отработавших газов автомобилей производства ОАО «АВТОБАЗ», г.Тольятти, предлагаемая конструкция глушителя имеет существенно улучшенные массогабаритные показатели, более технологична и менее трудоемка в изготовлении.The effect is achieved due to the fact that, in comparison with the prototype, two effective silencing elements are additionally introduced into the design of the proposed muffler - sections of through perforation 15 and 16, in which a significant amount of sound energy is lost as a result of its conversion into heat. This allowed to reduce the length of the silencer chamber while maintaining weight parameters. Compared with the standard main silencers of the exhaust system of automobiles manufactured by AVTOBAZ OJSC, Togliatti, the proposed silencer design has significantly improved overall dimensions, more technological and less laborious to manufacture.
Использование заявленного технического решения позволяет создать недорогую и компактную конструкцию эффективного глушителя шума выпуска отработавших газов ДВС. Разумеется, полезная модель не ограничивается описанным выше конкретным конструктивным примером ее осуществления, показанным на прилагаемых фигурах. Остаются возможными несущественные изменения различных элементов или материалов, из которых эти элементы выполнены, либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объема притязаний, обозначенного независимым пунктом формулы полезной модели.Using the claimed technical solution allows you to create an inexpensive and compact design of an effective silencer for the exhaust gas exhaust engine. Of course, the utility model is not limited to the specific constructive example of its implementation described above, shown in the accompanying figures. Minor changes of various elements or materials from which these elements are made, or their replacement with technically equivalent ones, which do not go beyond the scope of claims indicated by the independent claim of the utility model formula, remain possible.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011143561/06U RU114727U1 (en) | 2011-10-27 | 2011-10-27 | EXHAUST GAS NOISE MUFFLER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011143561/06U RU114727U1 (en) | 2011-10-27 | 2011-10-27 | EXHAUST GAS NOISE MUFFLER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU114727U1 true RU114727U1 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=46032005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011143561/06U RU114727U1 (en) | 2011-10-27 | 2011-10-27 | EXHAUST GAS NOISE MUFFLER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU114727U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2697207C1 (en) * | 2018-10-18 | 2019-08-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Internal combustion engine exhaust noise silencer |
| RU2697205C1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-08-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Internal combustion engine exhaust noise silencer |
| RU197501U1 (en) * | 2020-01-31 | 2020-05-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Ульяновский автомобильный завод" | EXHAUST SILENCER |
-
2011
- 2011-10-27 RU RU2011143561/06U patent/RU114727U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2697205C1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-08-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Internal combustion engine exhaust noise silencer |
| RU2697207C1 (en) * | 2018-10-18 | 2019-08-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Internal combustion engine exhaust noise silencer |
| RU197501U1 (en) * | 2020-01-31 | 2020-05-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Ульяновский автомобильный завод" | EXHAUST SILENCER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2306430C2 (en) | Tubular muffler | |
| CN103075605A (en) | Double-cavity resonant type muffler | |
| RU114727U1 (en) | EXHAUST GAS NOISE MUFFLER | |
| RU2310762C2 (en) | Gas flow conical noise silencer | |
| CN210829439U (en) | Low-flow-resistance broadband composite gas circuit silencer | |
| RU2281405C1 (en) | Multisectional silencer | |
| RU2192548C2 (en) | Internal combustion engine multichamber muffler | |
| CN112610300A (en) | Low-flow-resistance broadband composite gas circuit silencer | |
| RU2306431C2 (en) | Tubular rectangular muffler | |
| RU55037U1 (en) | MULTI-CAMERA NOISE MUFFLER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| RU55873U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST SILENCER | |
| RU56963U1 (en) | MULTI-CHAMBER NOISE SILENCER EXHAUST GASES OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE OF A WHEELED VEHICLE | |
| RU61350U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST SILENCER | |
| JP2006283625A (en) | Muffler reducing high frequency noise | |
| RU2191268C2 (en) | Internal combustion engine muffler | |
| RU2333370C1 (en) | Silencer | |
| RU2460889C1 (en) | Automotive ice exhaust gas silencer | |
| RU81769U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST SILENCER | |
| RU81768U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST SILENCER | |
| RU195483U1 (en) | Muffler | |
| RU2322592C2 (en) | Internal combustion engine multichamber exhaust muffler | |
| RU154807U1 (en) | COMBINED NOISE MUFFLER OF POWER PLANTS | |
| RU2172846C2 (en) | Internal combustion engine exhaust muffler | |
| RU50254U1 (en) | MULTI-CAMERA NOISE EXHAUST SILENCER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| RU56960U1 (en) | MULTI-CAMERA NOISE MUFFLER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20131028 |