RU1768771C - Глушитель шума выхлопа двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : глушитель шума содержит корпус 1 с патрубками 2,3, разделенный при помощи поперечных перегородок 4,5,6 на впускную 7, выпускную 8, первую и вторую центральные 9 камеры, выполненные переменного поперечного сечени , установленные в периферийных отверсти х средней перегородки 5 трубки 10 различной длины со скошенными выпускными концами, центральную трубку 11, соедин ющую первую центральную 9 и выпускную 8 камеры, впускной 13 и выпускной 14 завихрители, выполненные спиральной формы и снабженные отверсти ми 15, рассекатель 16, причем плотность отверстий перфорации 15 завихрителей 13,14 выполнена увеличивающейс  на единицу длины в сторону патрубка 3, направление закрутки завихрителей 13,14 выполнено протиповоложным, спирали завихрителей 13,14 выполнены в виде попеременно размещенных витков конусной 17 и цилиндрической 18 формы, а внутренние витки 18 спиралей завихрителей 13, 14 размещены частично в смежных камерах 9,8 соответственно . 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

А-А

4

О СО х|

XI

.„i

(риг. 2

Изобретение относитс  к двигателест- роению, а именно к глушител м шума выхлопа двигателей внутреннего сгорани .

Известен глушитель шума выхлопа двигател  внутреннего сгорани , содержащий корпус с торцевыми стенками, центральный выпускной патрубок, щелевое тангенциальное выпускное отверстие и шумопоглощаю- щий элемент, выполненный в виде спирали, причем впускной патрубок снабжен завих- рителем, выполненным в виде продольных щелей, а спираль шумопоглощающего элемента выполнена перфорированной с суммарной площадью отверстий равной или большей площади сечени  впускного патрубка и с количеством витков равным по меньшей мере одному.

Также известен глушитель шума выхлопа , содержащий цилиндрический корпус, снабженный впускным, выпускным патрубками и разделенный на впускную, выпускную , центральные камеры при помощи перегородок, причем средн   перегородка снабжена периферийными трубками равной длины со скошенными концами, обращенными скосами к центру камеры л центральной трубкой, соединенной с выпускной камерой и снабженной перфорацией, выполненной на входном конце патрубка, а также установленные в крайних перегородках щелевые завихрители.

Недостатками данных глушителей  вл ютс  низка  эффективность шумоглушени  выхлопа и узкий диапазон глушени  шумов, повышенное гидравлическое сопротивление , что значительно ухудшает процессы газообмена в двигателе.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности шумоглушени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что глушитель шума выхлопа двигател  внутреннего сгорани , содержащий корпус с впускными и выпускными патрубками, разделенный при помощи поперечных перегородок на впускную, выпускную, первую и вторую центральные камеры, установленные в периферийных отверсти х средней перегородки трубки различной длины со скошенными выпускными концами, обращенными скосами к оси корпуса, центральную трубку, соедин ющую первую центральную и выпускную камеры и имеющую на входном конце перфорацию, впускной и выпускной завихрители, выполненные в форме усеченного конуса и обращенные малым основанием в сторону впускного патрубка, камеры выполнены переменного сечени , завихрители -спиральной формы и снабжены отверсти ми перфорации, впускной завихритель снабжен конусным рассекателем, причем плотность отверстий перфорации завихрителей выполнена увеличивающейс  на единицу длины в сторону выпускного патрубка; направление закрутки впускного и выпускного завихрителей выполнено противоположным; спирали завихрителей выполнены в виде попеременно размещенных витков конусной и цилиндрической формы, а внутрен0 ние витки спиралей завихрителей частично размещены в смежных камерах.

На фиг.1 схематически представлен глушитель , продольный р-азрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1,

5Глушитель шума выхлопа содержит корпус 1 с впускными 2 и выпускными 3 патрубками , разделенный при помощи поперечных перегородок 4,5,6 на впускную 7, выпускную 8, первую и вторую централь0 ные 9 камеры, установленные в периферийных отверсти х средней перегородки 5 трубки 1C различной длины со скошенными выпускными концами, обращенные скосами к оси корпуса 1, центральную трубку 11,

5 соедин ющую первую центральную 9 и выпускную 8 камеры и имеющую на входном конце перфорацию 12, впускной 13 и выпускной 14 завихрители выполненные спиральной формы и снабженные отверсти ми

0 перфорации 15, впускной завихритель 13 снабжен конусным рассекателем 16, причем плотности отверсти  перфорации 15 завихрителей 13,14 выполнены увеличивающимис  на единицу длины в сторону выпускного

5 патрубка 3; направление закрутки впускного 13 и выпускного 14 завихрителей выполнено протиповоложным; спирали завихрителей 13,14 выполнены в виде попеременно размещенных витков конусной 17

0 и цилиндрической 18 формы, а внутренние витки 18 спиралей завихрителей 13,14 частично размещены в смежных камерах 9,8 соответственно.

Глушитель шума выхлопа работает сле5 дующим образом,

Поток отработавших газов, характеризующийс  высокой скоростью и перепадами давлени , из выпускного коллектора двигател  через впускной патрубок 2 попадает во

0 впускную камеру 7,

При этом волна сжати , отража сь от конца впускного патрубка 2 волной разрежени  направл етс  в цилиндр двигател  и дополнительно отсасывает отработавшие

5 газы с цилиндров, что улучшает процесс газообмена и удельные показатели двигател . Отражению волны сжати  с наименьшими потер ми способствует переход от впускного патрубка 2 к корпусу 1, выполненный Б виде конфузора. Основной поток, соудар  сь со стенками конусного рассекател  16 камеры 7 переменного проходного сечени , перегородкой 4 отражаетс  и частично интерференционно заглушаетс , При этом соответствии формы камеры 7 и структуры потока уменьшаетс  объем отрывных зон и соответственно гидравлическое сопротивление . Распростран  сь по спиралевидному каналу завихрител  13, траектори  газового потока плавно искривл етс , а сам поток расшир етс  и закручиваетс .

При этом в момент прохождени  зон высокого давлени , согласно эффекту взаимодействи  волн с отверстием в канале, в последнем образуетс  отраженна  волна разр жени , котора  дойд  до входного канала завихрител  13, дополнительно отсасывает газовый поток из камеры 7, тем самым понижа  противодавление выпуску, а поток раздел етс  на две части, Перва  основна  часть потока проходит дальше по спиралевидному каналу, а втора  часть через отверсти  перфорации 15 расшир етс  в смежный канал, причем постепенное увеличение отверстий перфорации 15 на единице витка 18 спирали способствует лучшему сглаживанию перепадов давлени  и скорости.

Отношение суммарной площади отверстий перфорации витка 17,18 спирали завихрител  13 и площади входного канала, образованной между витками 17 и 18, выбрано так, что выполн етс  выше указанной эффект.

Распростран  сь по каналу завихрител  13, газовый поток тер ет часть своей энергии из-за трени  о стенки канала, в качестве которого выступает вс  наружна  и внутренн   поверхность витков 17,18, а также из-за взаимодействи  потока с распространившимс  через отверсти  перфорации 15 зон высокого давлени .

В витках 17,18 спирали завихрител  13 слои газового потока, расположенные дальше от оси завихрител  12 распростран ютс  по более длинной дуге окружности витков 17,18, что приводит к их отставанию от более ближних слоев газа, этому также способствует то  вление, что дальние слои из-за действи  на частицы газа центробежной силы претерпевают большие трени  о стенки канала. Все это приводит к сдвигу слоев газового потока по фазе. В конечном итоге эти  влени  обеспечивают глушение шума самим же потоком. Вышеуказанные  влени  завис т еще от формы канала, образованного витками 17,18.

Выбира  определенные комбинации конических 17 и цилиндрических 18 форм витков достигаетс  более эффективное шумог- лушение определенных частот звука.

Далее поток выхлопных газов поступает в первую центральную камеру 9, где вращающийс  поток раздел етс  на зоны различного давлени . При этом турбулентное перемешивание, облада  способностью поглощать звуковую волну, приводит к снижению уровн  шума.

Далее периферийна  часть (с более высоким давлением), через резонансные трубки 10 со скошенными концами поступает во вторую центральную камеру 9, при этом происход т процессы интерференционного

и резонаторного заглушени .

Далее поток, огиба  стенки второй центральной камеры 9 и перегородку 6, через входной канал попадает в завихритель 14, размещенный с противоположным направлением закрутки газового потока относительно завихрител  13. При этом измен етс  направление потока и звукова  волна тер ет свою величину.

При распространении потока в завихрителе 14 используютс  аналогичные процессы , рассмотренные при течении газового потока в завихрителе 13, которые позвол ют значительно снизить пульсации давлени . Завихренный поток поступает в

выпускную камеру 8, где турбулентное перемешивание поглощает звуковую волну, а вращающийс  поток под действием центробежной силы отбрасываетс  к стенкам камеры 8, создава  разрежение в центральной

зоне этой камеры и кинетическа  энерги  газа используетс  на эжекцию потока через отверсти  перфорации 12 центральной трубки 11, протекающа  с расширением, охлаждением потока и способствующа  глубокому расширению и гашению шума выхлопа,

Далее поток, соудар  сь со стенками выпускной камеры 8, принимает овальную форму, частично отража сь интерференционно глушитс . При этом соответствии формы камеры и структуры потока уменьшает объем отрывных зон и соответственно гидравлическое сопротивление выпускной системы .

Потом поток попадает в выпускной патрубок 3 и выбрасываетс  в атмосферу.

Более полное использование газодинамических процессов отражени , расширени , перемешивани , разделени ,

интерференционного и резонаторного заглушени , изменени  направлени  движени  газового потока, эжекции, диссипации энергии, расширение и охлаждение способствуют гашению шума выхлопа двигател  в

широком диапазоне работы, что в конечном итоге повышает эффективность глушител .

Техническим преимуществом глушител   вл етс  более полное использование газодинамических процессов дл  глушени  шума выхлопа.

Общественно-полезным преимуществом за вл емого изобретени   вл етс  повышение эффективности глушител  шума выхлопа двигател  внутреннего сгорани .

Claims (3)

1. Глушитель шума выхлопа двигател  внутреннего сгорани , содержащий корпус с впускными и выпускными патрубками, разделенный при помощи поперечных пе регородок на впускную, выпускную, первую и вторую центральные камеры, установленные в периферийных отверсти х средней -перегородки трубки различной длины со скошенными выпускными концами, обращенными скосами к оси корпуса, центральную трубку, соедин ющую первую центральную и выпускную камеры и имеющую на входном конце перфорацию, впуск-

7

12 1 5

ной и выпускной завихрители, выполненные в форме усеченного конуса и обращенные малым основанием в сторону впускного патрубка , отличающийс  тем, что, с целью 5 повышени  эффективности шумоглушени , камеры выполнены переменного поперечного сечени , завихрители - спиральной формы и снабжены отверсти ми перфорации , впускной завихритель снабжен конус- 10 ным рассекателем, причем плотность отверстий перфорации завихрителей выполнена увеличивающейс  на единицу длины в сторону выпускного патрубка, а направление закрутки впускного и выпуск- 15 ного завихрителей выполнено противоположным .

2.Глушитель по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что спирали завихрителей выполнены в виде попеременно размещенных

20 витков конусной и цилиндрической формы.

3.Глушитель по пп.1 и 2, отличающий с   тем, что внутренние витки спиралей заверителей частично размещены в смежных камерах.

Л

//