RU2023173C1

RU2023173C1 - Silencer

Info

Publication number: RU2023173C1
Application number: RU92009756/06A
Authority: RU
Inventors: М.И. Фесина; А.В. Соколов
Original assignee: Научно-технический центр производственного объединения "АвтоВАЗ"
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: automotive industry. SUBSTANCE: silencer has cylindrical housing 1 bounded by end walls 2 and 3 on which intake branch pipe 4 and exhaust branch pipe 5 are mounted. Inner shears of these branch pipes are arranged in zones of lowest natural forms of oscillations of gas space enclosed in silencer chamber, as well as perforated partition 9 with holes. Tops of partition 9 are mounted at areas where cylindrical housing 1 is secured with its end walls 2 and 3; partition 9 is located on either side from CG of gas space enclosed in chamber 8 of silencer, symmetrically to it. Partition 9 may be located symmetrically relative to the plane passing through CG perpendicularly to longitudinal axis of housing 1 of the silencer. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к глушителям шума газового потока, преимущественно двигателя внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, and in particular to silencers of a gas stream, mainly an internal combustion engine.

Известен глушитель шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцовыми стенками, поперечную перфорированную перегородку и входной и выходной патрубки, внутренние срезы которых расположены в корпусе по обе стороны перегородки, при этом срезы патрубков расположены на равных расстояниях от перегородки, причем срез одного патрубка размещен по оси корпуса на равном расстоянии от торцовых стенок, а срез другого - на равном расстоянии между срезом первого и торцовой стенкой в центре тяжести условного квадранта поперечного сечения глушителя. Known exhaust silencer for an internal combustion engine, comprising a housing with end walls, a transverse perforated partition and an inlet and outlet pipe, the inner sections of which are located in the housing on both sides of the partition, while the sections of the nozzles are located at equal distances from the partition, and a section of one nozzle placed along the axis of the body at an equal distance from the end walls, and the slice of the other - at an equal distance between the slice of the first and the end wall in the center of gravity of the conventional quadrant river section of the muffler.

Такое выполнение глушителя позволяет максимально расширить полосу заглушения за счет размещения срезов патрубков в узлах низших форм (второй формы и всех нечетных - 1,3...) колебаний газа в камере, соответствующих точкам, где колебания звукового давления минимальны. Повышению эффективности шумоглушения способствует также реализация благоприятных условий для рассеивания колебательной энергии на перегородке, которая размещена в пучности четвертой низшей собственной формы колебаний газа в камере. This embodiment of the muffler allows you to maximize the muffler band due to the location of the pipe cuts in the nodes of the lower forms (the second form and all odd - 1.3 ...) gas vibrations in the chamber corresponding to the points where the sound pressure fluctuations are minimal. The implementation of favorable conditions for the dispersion of vibrational energy on the partition, which is located in the antinode of the fourth lowest intrinsic form of gas oscillations in the chamber, also helps to increase the efficiency of sound attenuation.

Однако несимметричное расположение перегородки относительно центра тяжести объема газа, заключенного в камере глушителя, приводит к некоторому искажению звукового поля в камере за счет ее ограниченной звукопрозрачности и в конечном итоге к расстройке глушителя. Чтобы этого не происходило приходится применять компенсаторы искажения поля в камере. В данном случае функцию компенсатора выполняет дополнительная перегородка с перфорационными отверстиями, установленная параллельно имеющейся перегородке и симметрично ей относительно плоскости, перпендикулярной оси корпуса и проходящей через его геометрический центр. В конечном итоге усложняются конструкция и настройка глушителя, повышается материалоемкость и гидросопротивление. However, the asymmetric location of the partition relative to the center of gravity of the volume of gas enclosed in the silencer chamber leads to some distortion of the sound field in the chamber due to its limited sound transparency and, ultimately, to the muffler detuning. To prevent this from happening, one has to use field distortion compensators in the camera. In this case, the function of the compensator is performed by an additional partition with perforations installed parallel to the existing partition and symmetrically to it relative to a plane perpendicular to the axis of the housing and passing through its geometric center. In the end, the design and tuning of the muffler are complicated, the material consumption and hydraulic resistance are increased.

Цель изобретения - повышение эффективности глушителя за счет расширения частотного диапазона глушения при уменьшении гидросопротивлений. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the silencer by expanding the frequency range of jamming while reducing hydraulic resistance.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном глушителе шума, преимущественно для двигателя внутреннего сгорания, содержащем цилиндрический корпус с торцовыми стенками, перфорированную перегородку, размещенную в полости корпуса, входной и выходной патрубки, внутренние срезы которых расположены в корпусе по обе стороны от перегородки, последняя размещена по обе стороны от центра тяжести газового объема цилиндрического корпуса, а ее вершины укреплены в местах соединения торцовых стенок с корпусом. При этом перегородка может быть размещена симметрично относительно плоскости, проходящей через центр тяжести газового объема корпуса перпендикулярно продольной его оси. The essence of the invention lies in the fact that in the known silencer, mainly for an internal combustion engine containing a cylindrical body with end walls, a perforated partition placed in the cavity of the housing, inlet and outlet pipes, the inner sections of which are located in the housing on both sides of the partition, the latter is placed on both sides of the center of gravity of the gas volume of the cylindrical body, and its vertices are strengthened at the junction of the end walls with the body. In this case, the partition can be placed symmetrically with respect to the plane passing through the center of gravity of the gas volume of the housing perpendicular to its longitudinal axis.

При таком конструктивном исполнении эффективно ослабляются все возбуждаемые в камере глушителя низшие собственные продольные и повысотные формы колебаний воздушного объема, заключенного в камере, поскольку в конструкции реализована перфорированная перегородка, простирающаяся по всей длине и высоте камеры с максимально развитой площадью поверхности, что делает возможным использовать максимально возможный коэффициент перфорации, что дает существенные преимущества по снижению гидросопротивлений. При этом, за счет симметричного размещения перегородки относительно центра тяжести объема колеблющегося в камере газа, не происходит расстройки глушителя (смещение в камере узлов и пучностей эпюр колебаний звуковых давлений на низших собственных резонансных формах колебаний объема газа в камере). При таком конструктивном исполнении отпадает необходимость использования в камере дорогостоящих звукопоглощающих материалов типа базальтового волокна, металлический шерсти и т.п., обладающих такими отрицательными качествами, как нестабильность звукопоглощающих характеристик, из-за закоксовывания твердыми и смолистыми веществами, содержащимися в выхлопных газах, недолговечность вследствие выдувания их из камеры газовым потоком и агрессивного воздействия на них химически активного конденсата, содержащегося в выхлопных газах, с соответственным его накоплением в материале. With this design, all the lower intrinsic longitudinal and altitude modes of vibration of the air volume enclosed in the chamber, which are excited in the silencer chamber, are effectively attenuated, since the structure has a perforated partition that extends along the entire length and height of the chamber with the most developed surface area, which makes it possible to use the maximum possible coefficient of perforation, which gives significant advantages in reducing hydraulic resistance. At the same time, due to the symmetrical placement of the partition relative to the center of gravity of the volume of gas oscillating in the chamber, muffler detuning does not occur (displacement of nodes and antinodes in the chamber of sound pressure oscillation diagrams at lower intrinsic resonance forms of gas volume oscillations in the chamber). With this design, there is no need to use expensive sound-absorbing materials in the chamber such as basalt fiber, metal wool, etc., having such negative qualities as the instability of sound-absorbing characteristics, due to coking by solid and resinous substances contained in the exhaust gases, short-life due to blowing them out of the chamber by a gas stream and the aggressive effect of chemically active condensate contained in the exhaust gases on them with respectively of its accumulation in the material.

На фиг.1-4 показаны варианты конструкции глушителя; на фиг.5 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.6 - вид слева по фиг.1. Figure 1-4 shows the design options of the muffler; figure 5 is a section aa in figure 1; figure 6 is a left view of figure 1.

Глушитель содержит цилиндрический корпус 1, ограниченный торцовыми стенками 2 и 3, на которых смонтированы соответственно впускной 4 и выпускной 5 патрубки, внутренние срезы 6 и 7 которых размещены в узловых зонах низших собственных форм колебаний газового объема, заключенного в камере 8 глушителя, а также перфорированную перегородку 9. Вершины перегородки 9 установлены в местах закрепления цилиндрического корпуса 1 с его торцовыми стенками 2 и 3, при этом перегородка 9 размещена по обе стороны от центра "Ц" тяжести газового объема, заключенного в камере 8 глушителя и симметрично центру "Ц". На фиг. 2,3 и 4 перегородка 9 размещена симметрично плоскости Х-Х, проходящей через центр "Ц", перпендикулярно продольной оси 0-0 корпуса 1 глушителя. The muffler comprises a cylindrical body 1, bounded by end walls 2 and 3, on which inlet 4 and outlet 5 pipes are mounted, respectively, the internal sections 6 and 7 of which are located in the nodal zones of the lower intrinsic modes of gas volume enclosed in the chamber 8 of the muffler, as well as perforated the partition 9. The tops of the partition 9 are installed in the places of fastening of the cylindrical body 1 with its end walls 2 and 3, while the partition 9 is placed on both sides of the center of gravity of the gas volume enclosed in the chamber 8 of the muffler and symmetrically to the center "C". In FIG. 2,3 and 4, the partition 9 is placed symmetrically to the plane XX, passing through the center "C", perpendicular to the longitudinal axis 0-0 of the body 1 of the muffler.

Поток выхлопных газов от двигателя через впускной патрубок 4 проникает в камеру 8, где расширяется, теряя скорость и звуковую энергию, после чего через отверстия 10 перфорации в перегородке 9 газ поступает к срезу 7 выпускного 5 патрубка. Через этот патрубок газ выводится из камеры 8 в атмосферу. При этом максимальное расширение полосы заглушения достигается за счет размещения срезов 6 и 7 патрубков 4 и 5 в узлах низших форм колебаний газа в камере 8, соответствующих точкам, где колебания звукового давления минимальны. The flow of exhaust gases from the engine through the inlet pipe 4 penetrates into the chamber 8, where it expands, losing speed and sound energy, and then through the perforation holes 10 in the partition 9, the gas enters the cut 7 of the outlet 5 pipe. Through this pipe gas is discharged from the chamber 8 into the atmosphere. In this case, the maximum expansion of the silencing band is achieved by placing sections 6 and 7 of the nozzles 4 and 5 in the nodes of the lower forms of gas vibrations in the chamber 8, corresponding to the points where the sound pressure fluctuations are minimal.

Повышению эффективности шумоглушения способствует также реализация благоприятных условий для рассеивания колебательной энергии на перегородке, поскольку она размещена диагонально и в проекциях по всей длине и высоте глушителя и при этом имеет значительное число достаточно малых отверстий 10 (реализация большого суммарного периметра отверстий), что способствует эффективному рассеиванию энергии колебаний за счет активных (вихревых) сопротивлений (потерь), возникающих в отверстиях 10 перегородки 9 при продавливании пульсаций, обусловленных возбужденными в камере 8 низшими продольными и повысотными формами (собственными резонансными) газового объема в камере 8 глушителя. Конструкция глушителя может иметь несколько перегородок 9, размещенных симметрично плоскости Х-Х. Механизм шумоглушения здесь аналогичен уже описанному, но эффект при этом может быть усилен. При этом не нарушается настройка глушителя, т.е. звуковое поле симметрично центру "Ц" или плоскости Х-Х. The implementation of favorable conditions for the dispersion of vibrational energy on the partition also contributes to increasing the efficiency of sound attenuation, since it is placed diagonally and in projections along the entire length and height of the silencer and at the same time has a significant number of sufficiently small openings 10 (the implementation of a large total perimeter of the openings), which contributes to efficient dispersion oscillation energy due to active (vortex) resistances (losses) arising in the holes 10 of the partition 9 when punching ripples, due to excited in the chamber 8 lower longitudinal and altitudinal forms (intrinsic resonance) of the gas volume in the chamber 8 of the muffler. The design of the silencer may have several partitions 9, placed symmetrically to the plane XX. The noise suppression mechanism here is similar to that already described, but the effect can be enhanced. In this case, the silencer setting is not violated, i.e. the sound field is symmetrical to the center "C" or the plane XX.

Таким образом, в сравнении с глушителем, имеющим поперечные перфорированные перегородки, в предлагаемой конструкции при большем коэффициенте перфорации можно выполнить значительно больше отверстий перфорации 10 и не нарушить симметрию звукового поля в камере 8 глушителя. Thus, in comparison with a silencer having transverse perforated partitions, in the proposed design with a larger perforation coefficient, significantly more perforation holes 10 can be made and the sound field symmetry in the silencer chamber 8 not broken.

Claims

1. NOISE MUFFLER mainly for an internal combustion engine, comprising a cylindrical body with end walls, a perforated partition located in the cavity of the housing, inlet and outlet pipes, the inner sections of which are located in the housing on both sides of the partition, characterized in that the partition is placed on both sides from the center of gravity of the gas volume of the cylindrical body, and its vertices are fixed at the junction of the end walls with the body.

2. The muffler according to claim 1, characterized in that the partition is placed symmetrically with respect to the plane passing through the center of gravity of the gas volume of the housing perpendicular to its longitudinal axis.