RU125627U1

RU125627U1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE RELEASE SILENCER

Info

Publication number: RU125627U1
Application number: RU2012138827/06U
Authority: RU
Inventors: Алексей Николаевич Захаров; Александр Игоревич Смирнов
Original assignee: Алексей Николаевич Захаров; Александр Игоревич Смирнов
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2013-03-10

Abstract

1. Глушитель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с передней и задней торцевыми стенками, поперечную перегородку корпуса с отверстием в центре, разделяющую корпус на впускную и выпускную камеры, впускной и выпускной перфорированные патрубки, звукопоглощающий материал, заполняющий выпускную камеру, причем срезы впускного и выпускного патрубков, расположенные внутри глушителя, жестко крепятся к поперечной перегородке соосно ее отверстию, а внутри выпускного патрубка жестко установлен переходной патрубок, выполненный в виде усеченного конуса, входящего через отверстие поперечной перегородки во впускной патрубок и крепящегося большим основанием внутри выпускного патрубка, отличающийся тем, что в выпускной камере глушителя над выпускным перфорированным патрубком вдоль всей его длины соосно с ним установлен акустически прозрачный жесткий опорный каркас, обеспечивающий гарантированный зазор между внешней поверхностью выпускного перфорированного патрубка и звукопоглощающим материалом, при этом длина опорного каркаса равна длине выпускной камеры глушителя.2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что опорный каркас выполнен в виде перфорированной цилиндрической оболочки.3. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что опорный каркас выполнен из крупноячеистой сетки, свернутой в виде цилиндрической оболочки.4. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что опорный каркас выполнен в виде соосных следующих друг за другом цилиндрических жестких колец, жестко соединенных, по меньшей мере, двумя симметрично расположенными относительно колец продольными жесткими стержневыми элементами.5. Глушитель п�1. The silencer of the exhaust exhaust of an internal combustion engine, comprising a housing with front and rear end walls, a transverse partition of the housing with a hole in the center, dividing the housing into the inlet and outlet chambers, inlet and outlet perforated nozzles, sound-absorbing material filling the exhaust chamber, and sections of the intake and exhaust pipes located inside the muffler are rigidly attached to the transverse baffle coaxially to its opening, and inside the exhaust pipe the adapter pipe is rigidly mounted shaped in the form of a truncated cone entering through the opening of the transverse baffle into the inlet pipe and fastened with a large base inside the exhaust pipe, characterized in that in the exhaust chamber of the muffler above the perforated exhaust pipe along its entire length an acoustically transparent rigid support frame is installed coaxially with it, which ensures guaranteed the gap between the outer surface of the outlet perforated pipe and sound-absorbing material, while the length of the supporting frame is equal to the length of the exhaust to silencing amers. 2. Silencer according to claim 1, characterized in that the supporting frame is made in the form of a perforated cylindrical shell. A muffler according to claim 1, characterized in that the supporting frame is made of coarse mesh rolled up in the form of a cylindrical shell. Silencer according to claim 1, characterized in that the supporting frame is made in the form of coaxial successive cylindrical rigid rings rigidly connected by at least two longitudinally rigid rod elements symmetrically positioned relative to the rings. Silencer

Description

Заявляемая полезная модель относится к области технической акустики и может быть использована при производстве глушителей для снижения шума выпуска двигателей внутреннего сгорания, в частности, автомобилей.The inventive utility model relates to the field of technical acoustics and can be used in the manufacture of silencers to reduce the noise emission of internal combustion engines, in particular automobiles.

Известны аналоги заявляемого технического решения, например, глушитель, описанный в патенте RU №26595, МПК F01N 1/00, опубликованный 10.12.2002 г., содержащий корпус с передней и задней торцевыми стенками, две поперечные перегородки, соосные впускной и выпускной перфорированные патрубки, при этом внутренний срез впускного патрубка выполнен сужающимся в виде конфузора, а впускная и выпускная камера заполнены звукопоглощающей набивкой. Недостатком аналога является относительно невысокая эффективность снижения шума.Known analogues of the claimed technical solution, for example, a muffler, described in patent RU No. 26595, IPC F01N 1/00, published December 10, 2002, comprising a housing with front and rear end walls, two transverse partitions, coaxial inlet and outlet perforated pipes, while the inner section of the inlet pipe is made tapering in the form of a confuser, and the inlet and outlet chamber are filled with sound-absorbing packing. A disadvantage of the analogue is the relatively low noise reduction efficiency.

В качестве прототипа, как наиболее близкого к заявляемому техническому решению, выбран глушитель шума выпуска, описанный в патенте RU №62432, МПК F01N 1/00, опубликованный 10.04.2007 г., который содержит корпус с передней и задней торцевыми стенками, поперечную перегородку корпуса с отверстием в центре, впускной и выпускной перфорированные патрубки и звукопоглощающий материал, установленный в выпускной камере. При этом внутренние срезы впускного и выпускного патрубков жестко крепятся к поперечной перегородке соосно ее отверстию, а внутри выпускного патрубка жестко установлен переходной патрубок в форме усеченного конуса, жестко крепящийся большим основанием внутри выпускного патрубка и входящий через отверстие перегородки во впускной патрубок. Меньшее сечение переходного патрубка может быть развальцовано, либо на нем устанавливается сопло Вентури. Прототип имеет более высокую, чем у аналога, акустическую эффективность (снижение шума в потоке отработавших газов), однако прототипу и аналогу присущ существенный недостаток, на котором следует остановиться более подробно. Дело в том, что в обоих известных глушителях звукопоглощающий материал, в качестве которого обычно используется базальтовое супертонкое волокно, прилегает к отверстиям перфорации патрубков глушителей. В процессе эксплуатации глушителей на автомобиле частицы сажи, содержащиеся в отработавших газах, осаждаются на звукопоглощающем материале, прилегающем к отверстиям перфорации, в результате чего отверстие закоксовывается и поглощение звука звукопоглощающим материалом резко снижается, что приводит к возрастанию внешнего шума автомобиля за счет снижения акустической эффективности глушителя. Восстановление акустических характеристик глушителя является трудоемким процессом (выжигание кокса высокотемпературным газовым потоком) и возможно только на специальном оборудовании, что, очевидно, требует дополнительных затрат.As a prototype, as the closest to the claimed technical solution, an exhaust silencer is described as described in patent RU No. 62432, IPC F01N 1/00, published April 10, 2007, which contains a housing with front and rear end walls, a transverse partition of the housing with a hole in the center, inlet and outlet perforated nozzles and sound-absorbing material installed in the outlet chamber. In this case, the internal sections of the inlet and outlet pipes are rigidly attached to the transverse baffle coaxially with its opening, and inside the outlet pipe, a transition pipe in the form of a truncated cone is rigidly mounted, rigidly fastened with a large base inside the exhaust pipe and entering through the opening of the partition into the inlet pipe. A smaller cross section of the adapter pipe may be expanded, or a Venturi nozzle may be installed on it. The prototype has a higher acoustic efficiency than the analogue (noise reduction in the exhaust gas stream), however, the prototype and analogue have a significant drawback, which should be discussed in more detail. The fact is that in both known silencers, a sound-absorbing material, which is usually used basalt superthin fiber, is adjacent to the perforation holes of the silencer tubes. During the operation of silencers in an automobile, the soot particles contained in the exhaust gases are deposited on a sound-absorbing material adjacent to the perforation holes, as a result of which the hole is coked and sound absorption by sound-absorbing material is sharply reduced, which leads to an increase in the external noise of the car due to a decrease in the acoustic efficiency of the silencer . The restoration of the acoustic characteristics of the silencer is a labor-intensive process (burning coke with a high-temperature gas stream) and is possible only on special equipment, which, obviously, requires additional costs.

Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение эксплуатационных характеристик глушителя путем исключения закоксовывания отверстий перфорации патрубков в зоне размещения звукопоглощающего материала.The problem solved by the utility model is to increase the operational characteristics of the muffler by eliminating the coking of the perforation holes of the pipes in the area of placement of sound-absorbing material.

Достигается это тем, что в глушителе шума выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с передней и задней торцевыми стенками, поперечную перегородку корпуса с отверстием в центре, разделяющую корпус на впускную и выпускную камеры, впускной и выпускной перфорированные патрубки, звукопоглощающий материал, заполняющий выпускную камеру, причем срезы впускного и выпускного патрубков, расположенные внутри глушителя, жестко крепятся к поперечной перегородке соосно ее отверстию, а внутри выпускного патрубка жестко установлен переходной патрубок, выполненный в виде усеченного конуса, входящего через отверстие поперечной перегородки во впускной патрубок и крепящегося большим основанием внутри выпускного патрубка, согласно полезной модели, в выпускной камере глушителя над выпускным перфорированным патрубком вдоль всей его длины соосно с ним установлен акустически прозрачный жесткий опорный каркас, обеспечивающий гарантированный зазор между внешней поверхностью выпускного перфорированного патрубка и звукопоглощающим материалом, при этом длина опорного каркаса равна длине выпускной камеры глушителя.This is achieved by the fact that in the exhaust silencer of the internal combustion engine comprising a housing with front and rear end walls, a transverse partition of the housing with a hole in the center, dividing the housing into the inlet and outlet chambers, inlet and outlet perforated nozzles, sound-absorbing material filling the exhaust chamber moreover, the sections of the inlet and outlet pipes located inside the muffler are rigidly attached to the transverse partition coaxially with its opening, and inside the exhaust pipe is rigidly mounted According to the utility model, an acoustically transparent rigid support frame is installed coaxially with the exhaust pipe along the entire length of the silencer inlet in the form of a truncated cone that enters through the opening of the transverse partition into the inlet pipe and is fastened with a large base inside the exhaust pipe, according to a utility model providing a guaranteed gap between the outer surface of the outlet perforated pipe and sound-absorbing material, while the length of the support tangent equal to the length of the muffler chamber outlet.

Кроме того, опорный каркас может быть выполнен в виде перфорированной цилиндрической оболочки.In addition, the supporting frame can be made in the form of a perforated cylindrical shell.

Кроме того, опорный каркас может быть выполнен из крупноячеистой сетки, свернутой в виде цилиндрической оболочки.In addition, the supporting frame can be made of coarse mesh, rolled in the form of a cylindrical shell.

Кроме того, опорный каркас может быть выполнен в виде соосных, следующих друг за другом цилиндрических жестких колец, жестко соединенных, по меньшей мере, двумя симметрично расположенными относительно колец продольными жесткими стержневыми элементами.In addition, the supporting frame can be made in the form of coaxial, successive cylindrical rigid rings rigidly connected by at least two longitudinally rigid rod elements symmetrically positioned relative to the rings.

Кроме того, опорный каркас может быть выполнен в виде пружины, витки которой жестко соединены, по меньшей мере, двумя симметрично расположенными относительно пружины продольными жесткими стержневыми элементами.In addition, the supporting frame can be made in the form of a spring, the turns of which are rigidly connected by at least two longitudinally rigid rod elements symmetrically positioned relative to the spring.

Суть полезной модели иллюстрируется на фиг.1, на которой приведен продольный разрез глушителя, фиг.2, на которой изображен опорный каркас, выполненный из скрепленных посредством стержневых элементов сосоных колец, и на фиг.3, на которой приведен опорный каркас, выполненный в виде пружины.The essence of the utility model is illustrated in figure 1, which shows a longitudinal section of a muffler, figure 2, which shows the supporting frame made of fastened by means of the rod elements of the pine rings, and figure 3, which shows the supporting frame made in the form springs.

Глушитель содержит корпус 1 с передней 2 и задней 3 торцевыми стенками, поперечную перегородку 4 с отверстием 5 в центре перегородки 4, разделяющую корпус глушителя на впускную 6 и выпускную 7 камеры, впускной 8 и выпускной 9 патрубки с перфорацией 10. Объем выпускной камеры 7 заполнен звукопоглощающим материалом 11. Срезы впускного 8 и выпускного 9 патрубков, расположенные внутри глушителя, жестко крепятся (посредством сварки) к поперечной перегородке 4 соосно ее отверстию 5. Внутри выпускного патрубка 9 жестко (посредством сварки) установлен переходной патрубок 12, выполненный в виде усеченного конуса, входящего через отверстие 5 перегородки 4 во впускной патрубок 8. Большим своим основанием переходной патрубок 12 крепится внутри выпускного патрубка. Меньшее основание переходного патрубка 12 может быть развальцовано для предотвращения срыва газового потока и образования вихревого звука. В выпускной камере 7 над выпускным перфорированным патрубком 9 вдоль всей его длины 1₀ соосно с ним установлен акустически прозрачный жесткий каркас (на фиг.1 не показан), обеспечивающий гарантированный зазор 13 требуемой величины, например, (10-15) мм между внешней поверхностью выпускного перфорированного патрубка 9 и звукопоглощающим материалом 11. Опорный каркас может быть выполнен в виде перфорированной цилиндрической оболочки (не показана), либо в виде крупноячеистой сетки, например, из металлической проволоки с размером ячейки 10×10 мм, свернутой в виде цилиндрической оболочки (не показана), либо в виде соосных жестких цилиндрических колец 14 (см. фиг.2), следующих друг за другом, жестко соединенных, по меньшей мере, двумя симметрично расположенными относительно колец продольными жесткими стержневыми элементами 15, либо в виде пружины 16, витки которой также жестко соединены, по меньшей мере, двумя жесткими стержневыми элементами 15 (см. фиг.3). Количество стержневых элементов 15, приведенных на фиг.2 и фиг.3 может быть равно 3, 4 и т.д. Длина опорного каркаса составляет величину 1₀. Опорный каркас служит для предотвращения контакта (прилегания) звукопоглощающего материала 11 к отверстиям перфорации 10 выпускного патрубка 9. Под термином «акустически прозрачный» авторы подразумевают то, что звук беспрепятственно проходит через опорный каркас в слой звукопоглощающего материала 11. Движение отработавших газов в глушителе показано стрелками.The muffler comprises a housing 1 with front 2 and rear 3 end walls, a transverse baffle 4 with an opening 5 in the center of the baffle 4, dividing the muffler body into inlet 6 and outlet 7 of the chamber, inlet 8 and outlet 9 of the nozzle with perforation 10. The volume of the exhaust chamber 7 is filled sound-absorbing material 11. Sections of the inlet 8 and outlet 9 of the nozzles located inside the muffler are rigidly attached (by welding) to the transverse partition 4 coaxially to its opening 5. Inside the exhaust nozzle 9 is rigidly (by welding) a transition discharge pipe 12 formed as a truncated cone, entering through a hole 5 in the partition 4 inlet 8. Greater its base transition tube 12 is mounted inside the outlet. The smaller base of the adapter pipe 12 may be expanded to prevent gas flow disruption and whirlwind formation. In the exhaust chamber 7 above the exhaust perforated nozzle 9 along its entire length 1 _0, an acoustically transparent rigid frame (not shown in FIG. 1) is installed coaxially with it, which ensures a guaranteed clearance 13 of the required size, for example, (10-15) mm between the outer surface exhaust perforated pipe 9 and sound-absorbing material 11. The supporting frame can be made in the form of a perforated cylindrical shell (not shown), or in the form of a coarse mesh, for example, from a metal wire with a mesh size of 10 × 10 mm bent in the form of a cylindrical shell (not shown), or in the form of coaxial rigid cylindrical rings 14 (see figure 2), following each other, rigidly connected by at least two longitudinally rigid rod elements 15 symmetrically located relative to the rings, or in the form of a spring 16, the turns of which are also rigidly connected by at least two rigid rod elements 15 (see figure 3). The number of rod elements 15 shown in figure 2 and figure 3 may be equal to 3, 4, etc. The length of the support frame is 1 ₀ . The supporting frame serves to prevent contact (abutment) of the sound-absorbing material 11 to the perforation holes 10 of the exhaust pipe 9. By the term “acoustically transparent”, the authors mean that the sound freely passes through the supporting frame into the layer of sound-absorbing material 11. The movement of exhaust gases in the muffler is shown by arrows .

Работает глушитель следующим образом. Выхлопные газы поступают от двигателя внутреннего сгорания (на фиг.1 не показан) через входной патрубок 8 во входную камеру 6. Благодаря перфорации 10, происходит затухание акустических колебаний во входной камере 6, представляющей собой акустический резонатор, настроенный на низко- и среднечастотные колебания. Далее выхлопные газы через конический переходной патрубок 12 попадают в выпускную камеру 7, объем которой заполнен звукопоглощающим материалом 11, в которой происходит затухание высокочастотных акустических колебаний. Через патрубок 9 выхлопные газы эвакуируются в окружающую атмосферу. Благодаря тому, что звукопоглощающий материал 11 не прилегает к отверстиям перфорации 10 за счет зазора 13, образованного опорным каркасом, частички сажи, содержащиеся в выхлопных газах, беспрепятственно переносятся через отверстия 10, что не приводит к их закоксовыванию, в результате чего существенно увеличивается срок эксплуатации глушителя с заявляемыми изготовителем акустическими характеристиками (снижением шума). Варьируя длиной переходного патрубка 12, диаметром его меньшего сечения, диаметром перфорации и ее шагом, может быть спроектирован высокоэффективный глушитель с малой величиной гидравлического сопротивления.The muffler works as follows. The exhaust gases come from an internal combustion engine (not shown in FIG. 1) through the inlet pipe 8 to the inlet chamber 6. Due to the perforation 10, acoustic vibrations are attenuated in the inlet chamber 6, which is an acoustic resonator tuned to low- and mid-frequency vibrations. Further, the exhaust gases through the conical transition pipe 12 enter the exhaust chamber 7, the volume of which is filled with sound-absorbing material 11, in which the damping of high-frequency acoustic vibrations occurs. Through pipe 9, exhaust gases are evacuated to the surrounding atmosphere. Due to the fact that the sound-absorbing material 11 does not adhere to the perforation holes 10 due to the gap 13 formed by the support frame, the soot particles contained in the exhaust gases are freely transferred through the openings 10, which does not lead to their coking, which significantly increases the service life silencers with acoustic performance declared by the manufacturer (noise reduction). Varying the length of the transition pipe 12, the diameter of its smaller section, the diameter of the perforation and its pitch, a highly efficient silencer with a small hydraulic resistance can be designed.

Авторы испытали опытный образец глушителя, который для дизельного двигателя мощностью 360 л.с. имеет величину снижения шума (по уровню) 28,5 дБ при величине сопротивления 7,5 кПа, что соответствует значениям лучших мировых образцов глушителей.The authors tested a prototype muffler, which is for a 360 hp diesel engine. has a noise reduction value (level) of 28.5 dB with a resistance value of 7.5 kPa, which corresponds to the values of the best world silencer samples.

Учитывая новизну и промышленную применимость заявляемого технического решения, авторы считают, что оно может быть защищено патентом на полезную модель.Given the novelty and industrial applicability of the proposed technical solution, the authors believe that it can be protected by a patent for a utility model.

Claims

1. The silencer of the exhaust exhaust of an internal combustion engine, comprising a housing with front and rear end walls, a transverse partition of the housing with a hole in the center, dividing the housing into the inlet and outlet chambers, inlet and outlet perforated nozzles, sound-absorbing material filling the exhaust chamber, and sections of the intake and exhaust pipes located inside the muffler are rigidly attached to the transverse baffle coaxially to its opening, and inside the exhaust pipe the adapter pipe is rigidly mounted shaped in the form of a truncated cone entering through the opening of the transverse baffle into the inlet pipe and fastened with a large base inside the exhaust pipe, characterized in that in the exhaust chamber of the muffler above the perforated exhaust pipe along its entire length an acoustically transparent rigid support frame is installed coaxially with it, which ensures guaranteed the gap between the outer surface of the outlet perforated pipe and sound-absorbing material, while the length of the supporting frame is equal to the length of the exhaust to silencing amers.

2. The muffler according to claim 1, characterized in that the supporting frame is made in the form of a perforated cylindrical shell.

3. The muffler according to claim 1, characterized in that the supporting frame is made of coarse mesh rolled up in the form of a cylindrical shell.

4. The muffler according to claim 1, characterized in that the supporting frame is made in the form of coaxial successive cylindrical rigid rings rigidly connected by at least two longitudinally rigid rod elements symmetrically positioned relative to the rings.

5. The muffler according to claim 1, characterized in that the supporting frame is made in the form of a spring, the turns of which are rigidly connected by at least two longitudinally rigid rod elements symmetrically positioned relative to the spring.