RU2015357C1

RU2015357C1 - Exhaust silencer for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2015357C1
Authority: RU
Inventors: Т.И. Михайленко; Н.А. Мальцева; Т.А. Капранова
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Владимирский тракторный завод"
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 1994-06-30

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: case of the silencer is a rectangular parallelepiped made of two parts: bottom high part and top low part. Outlet opening is provided in face of the bottom part. Round opening of a baffle and the inlet opening are the same. The outlet opening is slot-shaped and arranged within resonant chamber perpendicularly to the inlet opening. EFFECT: enhanced silencing. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к глушителям шума выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, and in particular to silencers of exhaust emissions of an internal combustion engine.

Широко известны глушители, основанные на снижении звуковой энергии за счет явлений интерференции и дифракции звуковых волн. Особенно эффективны такие глушители для снижения шума выпуска маломощных высокооборотных двигателей, имеющих в спектре выпуска высокочастотные составляющие, длины волн которых сопоставимы с габаритами глушителя. Mufflers are widely known, based on the reduction of sound energy due to the phenomena of interference and diffraction of sound waves. Such silencers are especially effective for reducing the noise of the output of low-power high-speed engines having high-frequency components in the output spectrum, the wavelengths of which are comparable with the dimensions of the silencer.

Известен принятый за прототип глушитель, включающий трубчатый наружный корпус, к которому прикреплены торцовые крышки, внутреннюю трубу, имеющую зоны перфорации. Между корпусом и трубой проходят две перфорированные перегородки. Внутри трубы установлены два конических отражателя, находящихся вблизи соответствующей перегородки. Known adopted for the prototype silencer, including a tubular outer casing to which end caps are attached, an inner pipe having perforation zones. Between the body and the pipe are two perforated partitions. Two conical reflectors are installed inside the pipe, located near the corresponding partition.

Уровень шума выпуска понижается за счет прохода отработавших газов через многочисленные отверстия и многократного отражения от торцовых крышек, корпуса, перегородок, отражателей. Эффективность данного глушителя связана с длиной пути, проходимого волнами в глушителе, с количеством препятствий, встречающихся на пути распространения волн, а также с изменением направления движения потока. The noise level of the exhaust is reduced due to the passage of exhaust gases through numerous openings and multiple reflections from the end caps, housing, partitions, reflectors. The effectiveness of this silencer is associated with the length of the path traveled by the waves in the silencer, with the number of obstacles encountered in the path of wave propagation, as well as with a change in the direction of flow.

Недостатком прототипа является малая эффективность снижения шума выпуска для маломощных двигателей, связанная со сложностью размещения в небольших габаритах глушителей этих элементов. The disadvantage of the prototype is the low efficiency of reducing exhaust noise for low-power engines, associated with the difficulty of placing the silencers of these elements in small dimensions.

С целью повышения эффективности снижения шума выпуска путем увеличения длины пути, проходимого звуковыми волнами от впускного отверстия, увеличения препятствий на пути звуковых волн корпус глушителя, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, выполнен из двух нижней высокой и верхней низкой половинок, впускное отверстие выполнено в торце нижней половинки, круглое отверстие перегородки выполнено равным впускному, а выпускное отверстие - щелевидной формы и расположено в резонаторной камере перпендикулярно впускному отверстию. In order to increase the efficiency of reducing exhaust noise by increasing the length of the path traveled by sound waves from the inlet, increasing the obstacles to the sound waves, the silencer body, which is in the shape of a rectangular parallelepiped, is made of two lower high and upper low halves, the inlet is made at the end of the lower half , the circular opening of the partition is made equal to the inlet, and the outlet is slit-shaped and is located in the resonator chamber perpendicular to the inlet.

Такое конструктивное решение позволяет увеличить путь, проходимый звуковыми волнами, по сравнению с прототипом, получить дополнительное снижение за счет расширения и сужения потока при переходе его из одной камеры в другую, а также за счет резкого изменения распространения потока, так как выпускное отверстие, имеющее щелевидную форму, расположено перпендикулярно впускному. This design solution allows you to increase the path traveled by sound waves, compared with the prototype, to obtain an additional reduction due to the expansion and contraction of the stream when it passes from one chamber to another, as well as due to a sharp change in the distribution of the stream, since the outlet has a slit-like shape, perpendicular to the inlet.

На фиг. 1 представлен глушитель шума в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a sectional silencer; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Корпус глушителя имеет форму прямоугольного параллелепипеда и состоит из двух половинок: нижней 1, имеющей большую высоту, и верхней 2. В торце нижней половинки 1 корпуса имеется круглое впускное отверстие 3 и перпендикулярное ему щелевидное выпускное отверстие 4. Внутри глушителя в нижней половинке расположена перфорированная труба 5, имеющая заглушку 6, расположенную по центру трубы вблизи перегородки 7. Труба 5 закрепляется в корпусе с помощью перегородки 7, разделяющей корпус глушителя на расширительную и резонаторную камеры. В перегородке 7 выполнено отверстие 8, равное по диаметру впускному отверстию 3. The silencer body has the shape of a rectangular parallelepiped and consists of two halves: the lower 1, which has a large height, and the upper 2. At the end of the lower half 1 of the body there is a round inlet 3 and a slit-shaped outlet perpendicular to it 4. A perforated pipe is located inside the muffler in the lower half 5, having a plug 6, located in the center of the pipe near the partition 7. The pipe 5 is fixed in the housing with the help of the partition 7, dividing the silencer housing into an expansion chamber and a resonator chamber. An opening 8 is made in the partition 7, which is equal in diameter to the inlet 3.

Глушитель работает следующим образом. Выхлопные газы через впускное отверстие 3 попадают в перфорированную трубу 5. Прямому распространению потока препятствует заглушка 6, отражаясь от которой звуковые волны теряют часть энергии. Через перфорацию трубы 5 выхлопные газы попадают в расширительную камеру, образованную половинками 1, 2 корпуса и перегородкой 7. Камера работает как акустический фильтр высоких частот. Потеря звуковой энергии наиболее значительна для частот, лежащих выше граничной частоты расширительной камеры. Из расширительной камеры поток выхлопных газов, несущий звуковые волны, через отверстие 8 в перегородке 7 проходит в резонаторную камеру. Звуковые волны, отражаясь от половинок 1, 2 корпуса, перегородки 7 и трубы 5 теряют часть своей энергии. Дополнительное снижение звуковой энергии происходит также за счет резкого сужения и расширения потока при переходе его через отверстие 8. Интенсивное снижение звуковой энергии происходит на частоте 2000 Гц, на которую настроена резонаторная камера объемом и количеством перфораций в трубе 5. Снижение уровня звука на частоте 2000 Гц, которая является определяющей уровень шума выхлопных газов высокооборотных двигателей, значительно ска- зывается на среднем уровне звука выхлопа. Из резонаторной камеры через щелевидное отверстие 4, расположенное в нижней половине корпуса, выхлопные газы удаляются наружу. Щелевидная форма отверстия, а также его расположение по отношению к впускному отверстию способствуют дополнительному снижению звуковой энергии. The muffler works as follows. Exhaust gases through the inlet 3 fall into the perforated pipe 5. The direct flow propagation is prevented by a plug 6, reflecting from which sound waves lose some of the energy. Through the perforation of the pipe 5, the exhaust gases enter the expansion chamber formed by the halves 1, 2 of the housing and the partition 7. The chamber acts as an acoustic high-pass filter. The loss of sound energy is most significant for frequencies lying above the cutoff frequency of the expansion chamber. From the expansion chamber, the exhaust gas flow carrying sound waves passes through the opening 8 in the partition 7 into the resonator chamber. Sound waves, reflected from the halves 1, 2 of the body, the partition 7 and the pipe 5 lose some of their energy. An additional decrease in sound energy also occurs due to a sharp narrowing and expansion of the flow when it passes through the hole 8. An intensive decrease in sound energy occurs at a frequency of 2000 Hz, to which the resonator chamber is configured with the volume and number of perforations in the pipe 5. Decrease in sound level at a frequency of 2000 Hz , which determines the noise level of exhaust gases of high-speed engines, significantly affects the average level of exhaust sound. From the resonator chamber through the slit-shaped hole 4 located in the lower half of the housing, the exhaust gases are removed to the outside. The slit-like shape of the hole, as well as its location with respect to the inlet, further reduces sound energy.

На основании предложенного решения были разработаны рабочие чертежи и изготовлены опытные образцы глушителей для двигателя МД4. Предварительные результаты испытаний показали эффективность глушителя на двигателе МД4, статическое сопротивление в системе выпуска с глушителем равно 250 мм вод. ст. Based on the proposed solution, working drawings were developed and prototypes of silencers for the MD4 engine were made. Preliminary test results showed the efficiency of the silencer on the MD4 engine, the static resistance in the exhaust system with a silencer is 250 mm of water. Art.

Claims

INTERNAL COMBUSTION ENGINE RELEASE NOISE MUFFLER, comprising a housing with inlet and outlet openings, a perforated pipe with a plug and a baffle with a round hole installed inside the housing in the inlet, dividing the housing into the expansion and resonator chambers and the retaining pipe at one level and the baffle, and characterized in that, in order to increase the efficiency of reducing exhaust noise, the housing is made in the form of a rectangular parallelepiped of two lower high and upper none the short halves, the inlet is made at the end of the lower half, the round bore of the septum is made equal to the inlet, and the outlet is slit-shaped and is located in the resonator chamber perpendicular to the inlet.