RU206876U1

RU206876U1 - Silencer of exhaust gas exhaust of a power plant on a fuel cell of a vehicle

Info

Publication number: RU206876U1
Application number: RU2020143580U
Authority: RU
Inventors: Юлия Михайловна Аверина; Данила Викторович Матвеев; Алексей Николаевич Трапезников; Сергей Владимирович Назаренко; Фаиль Фаритович Насыбуллин; Антон Алексеевич Хохонов
Original assignee: Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2021-09-30

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкции глушителя шума выпуска для силовой установки транспортного средства, построенной на технологии топливных элементов. Глушитель шума выпуска отработавших газов силовой установки на топливных элементах транспортного средства содержит цилиндрический корпус (1) с передней и задней торцевыми крышками (2) и (3), в котором посредством поперечных перегородок (4) образованы три камеры: входная (5), центральная (6) и выходная (7), соосно расположенные впускной патрубок (8) и выпускной патрубок (9), имеющие перфорированные отверстия. Поперечные перегородки (4) также имеют перфорированные отверстия. В конце впускного патрубка (8) установлен конусообразный рассекатель (10), угол которого направлен в сторону встречных выхлопных газов. Выходная камера (7) оснащена звукопоглощающим материалом (12). Технический результат заключается в снижении повышенных звуковых частот выхлопных газов силовой установки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely to the design of an exhaust silencer for a power plant of a vehicle, built on fuel cell technology. The silencer of the exhaust gas exhaust of the power plant on the fuel cells of the vehicle contains a cylindrical body (1) with front and rear end caps (2) and (3), in which three chambers are formed by means of transverse partitions (4): inlet (5), central (6) and outlet (7), coaxially located inlet (8) and outlet (9), having perforated holes. The transverse baffles (4) also have perforated holes. At the end of the inlet pipe (8), a cone-shaped diffuser (10) is installed, the angle of which is directed towards the oncoming exhaust gases. The outlet chamber (7) is equipped with a sound-absorbing material (12). The technical result consists in reducing the increased sound frequencies of the exhaust gases of the power plant. 3 C.p. f-ly, 1 dwg.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкции глушителя шума выпуска для силовой установки транспортного средства, построенной на технологии топливных элементов.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely to the design of an exhaust silencer for a power plant of a vehicle, built on fuel cell technology.

При работе силовой установки на топливных элементах, скорость потока образовавшихся выхлопных газов меньше скорости потока газов двигателей внутреннего сгорания, в связи с этим, конструкцию глушителя шума проектируют с учетом меньшего противодавления, а большое значение уделяют погашению повышенных звуковых частот, образующихся при особенностях работы конструкции подачи топлива (газа) в силовую установку.When the power plant is operating on fuel cells, the flow rate of the generated exhaust gases is less than the flow rate of gases of internal combustion engines, in this regard, the design of the noise muffler is designed taking into account the lower backpressure, and great attention is paid to the suppression of the increased sound frequencies generated by the peculiarities of the operation of the feed structure fuel (gas) into the power plant.

Известен глушитель системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с передней и задней торцевыми стенками и элементами внутреннего насыщения корпуса, входной и выходной патрубки и хвостовую трубу, выполненную в виде Г-образного колена, крепящуюся на выходном патрубке, при этом колено повернуто относительно нормали к горизонтальной поверхности дороги на угол, заключенный в диапазоне 40-50°. На конце Г-образного колена выполнен косой срез, при этом плоскость среза параллельна горизонтальной поверхности дороги (см. патент на полезную модель RU №73918, МПК F01N 1/00, опубликовано 10.06.2008 г).Known muffler of the exhaust system of an internal combustion engine, containing a housing with front and rear end walls and elements of internal saturation of the housing, inlet and outlet pipes and a tail pipe made in the form of an L-shaped elbow, attached to the outlet pipe, while the elbow is rotated relative to the normal to horizontal road surface at an angle in the range of 40-50 °. At the end of the L-shaped bend, an oblique cut is made, while the cut plane is parallel to the horizontal surface of the road (see utility model patent RU No. 73918, IPC F01N 1/00, published on June 10, 2008).

Известен глушитель системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с передней и задней торцевыми стенками и элементами внутреннего насыщения корпуса, входной и выходной патрубки и хвостовую трубу, крепящуюся на выходном патрубке, причем глушитель устанавливается за кабиной автомобиля вертикально относительно поверхности дороги. На срезе хвостовой трубы установлена открывающаяся под воздействием отработавших газов крышка (см. патент на полезную модель RU №85950, МПК F01N 1/00, опубликовано 20.08.2009 г.).Known muffler for the exhaust system of an internal combustion engine, containing a housing with front and rear end walls and elements of internal saturation of the housing, inlet and outlet pipes and a tail pipe attached to the outlet pipe, and the muffler is installed behind the car cab vertically relative to the road surface. A cover opening under the influence of exhaust gases is installed on the tail pipe cut (see patent for utility model RU No. 85950, IPC F01N 1/00, published on 20.08.2009).

Известен также глушитель шума выпуска ДВС, содержащий цилиндрический корпус с впускным и выпускным патрубками, поперечные перегородки, при этом по центру корпуса установлена продольная перфорированная перегородка, к которой поочередно с противоположных сторон закреплены глухие поперечные перегородки, перекрывающие половину проходного сечения корпуса (см. патент на полезную модель RU №7449, МПК F01N 1/00, опубликовано 16.08.1998 г.).There is also known an internal combustion engine exhaust silencer containing a cylindrical body with inlet and outlet pipes, transverse partitions, while a longitudinal perforated partition is installed in the center of the body, to which blind transverse partitions are alternately fixed from opposite sides, overlapping half of the flow section of the body (see patent on utility model RU No. 7449, IPC F01N 1/00, published on 08.16.1998).

Применение данных технических решений, близких по конструктиву к заявляемому решению, невозможно в виду их недостаточного снижения повышенных звуковых частот, что является недостатком этих технических решений.The use of these technical solutions, which are close in design to the claimed solution, is impossible due to their insufficient reduction of the increased sound frequencies, which is a disadvantage of these technical solutions.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению и взятый за прототип является глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы три камеры: входная, центральная и выходная, соосные входной и выходной патрубки, подключенные к входной и выходной камерам посредством составленных из однотипных сквозных отверстий перфорированных участков и свободные срезы которых размещены в центральной камере, входной и выходной патрубки имеют одинаковое проходное сечение, суммарная площадь проходных сечений отверстий в каждом из перфорированных участков составляет 0,5±0,02 площади проходного сечения патрубка, при этом оба перфорированных участка имеют одинаковое по своей геометрической форме построение отверстий (см. патент на полезную модель RU №55873, МПК F01N 1/00, опубликовано 27.08.2006 г.).The closest in terms of the totality of essential features to the claimed technical solution and taken as a prototype is an exhaust noise muffler of an internal combustion engine, containing a cylindrical body with end walls, in which three chambers are formed by means of transverse partitions: inlet, central and outlet, coaxial inlet and outlet pipes, connected to the inlet and outlet chambers by means of perforated sections composed of the same type of through holes and whose free sections are located in the central chamber, the inlet and outlet nozzles have the same flow area, the total area of the flow areas of the holes in each of the perforated sections is 0.5 ± 0.02 the area of the flow section of the pipe, while both perforated sections have the same geometric shape of the structure of the holes (see patent for a useful model RU No. 55873, IPC F01N 1/00, published on August 27, 2006).

Недостатком известного технического решения является недостаточное снижение повышенных звуковых частот.The disadvantage of the known technical solution is the insufficient reduction of the increased sound frequencies.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является снижение повышенных звуковых частот выхлопных газов силовой установки.The problem to be solved by the claimed technical solution is to reduce the increased sound frequencies of the exhaust gases of the power plant.

Для решения поставленной задачи в глушителе шума выпуска отработавших газов силовой установки на топливных элементах транспортного средства, содержащем цилиндрический корпус с передней и задней торцевыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы три камеры: входная, центральная и выходная, соосно расположенные впускной и выпускной патрубки, имеющие перфорированные отверстия, в конце впускного патрубка установлен конусообразный рассекатель, угол которого направлен в сторону встречных выхлопных газов, а выходная камера оснащена звукопоглощающим материалом. В частном случае поперечные перегородки установлены таким образом, что длины входной, центральной и выходной камер выдерживаются в пропорции 1:3:3,5, торцевые стенки глушителя выполнены в виде крышек, а поперечные перегородки имеют перфорированные отверстия.To solve the set problem in the exhaust noise muffler of the power plant on the fuel cells of the vehicle, containing a cylindrical body with front and rear end walls, in which three chambers are formed by means of transverse partitions: inlet, central and outlet, coaxially located inlet and outlet pipes, having perforated holes, a cone-shaped divider is installed at the end of the inlet pipe, the angle of which is directed towards the oncoming exhaust gases, and the outlet chamber is equipped with sound-absorbing material. In a particular case, the transverse partitions are installed in such a way that the lengths of the inlet, central and outlet chambers are maintained in a ratio of 1: 3: 3.5, the end walls of the muffler are made in the form of covers, and the transverse partitions have perforated holes.

Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что в конце впускного патрубка установлен конусообразный рассекатель, угол которого направлен в сторону встречных выхлопных газов, а выходная камера оснащена звукопоглощающим материалом, позволяет снизить повышенные звуковые частоты выхлопных газов силовой установки.The set of essential features, consisting in the fact that at the end of the intake manifold, a cone-shaped diffuser is installed, the angle of which is directed towards the oncoming exhaust gases, and the outlet chamber is equipped with sound-absorbing material, allows to reduce the increased sound frequencies of the exhaust gases of the power plant.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображен глушитель шума выпуска отработавших газов силовой установки на топливных элементах транспортного средства в разрезе.The claimed technical solution is illustrated by a drawing, which shows a muffler for exhaust noise of a power plant on fuel cells of a vehicle in section.

Глушитель шума выхлопных газов силовой установки представляет собой сварную конструкцию и содержит цилиндрический корпус 1 с передней и задней торцевыми стенками 2 и 3, в котором посредством поперечных перегородок 4 образованы три камеры: входная 5, центральная 6 и выходная 7, соосно расположенные впускной патрубок 8 и выпускной патрубок 9, имеющие перфорированные отверстия. Поперечные перегородки 4 установлены таким образом, что длины входной 5, центральной 6 и выходной 7 камер выдерживаются в пропорции 1:3:3,5. Торцевые стенки 2 и 3 глушителя выполнены в виде крышек. Поперечные перегородки 4 также имеют перфорированные отверстия. В конце впускного патрубка 8 установлен конусообразный рассекатель 10, угол которого направлен в сторону встречных выхлопных газов. На конце выпускного патрубка 9 установлено Г-образное колено 11. Выходная камера 7 оснащена звукопоглощающим материалом 12.The silencer of the exhaust gases of the power plant is a welded structure and contains a cylindrical body 1 with front and rear end walls 2 and 3, in which three chambers are formed by means of transverse partitions 4: inlet 5, central 6 and outlet 7, coaxially located inlet pipe 8 and outlet pipe 9 having perforated holes. The transverse partitions 4 are installed in such a way that the lengths of the inlet 5, central 6 and outlet 7 chambers are maintained in a ratio of 1: 3: 3.5. The end walls 2 and 3 of the muffler are made in the form of covers. The transverse partitions 4 also have perforated holes. At the end of the intake pipe 8, a cone-shaped diffuser 10 is installed, the angle of which is directed towards the oncoming exhaust gases. An L-shaped bend 11 is installed at the end of the outlet pipe 9. The outlet chamber 7 is equipped with sound-absorbing material 12.

Глушитель шума выпуска отработавших газов силовой установки на топливных элементах транспортного средства установки работает следующим образом.The exhaust noise muffler of the power plant on the fuel cells of the vehicle of the installation works as follows.

При работе силовой установки отработавшие газы с повышенными звуковыми частотами поступают во впускной патрубок 8. Часть газа через перфорированные отверстия впускного патрубка 8 попадают во входную камеру 5, а другая часть рассекателем 10 перенаправляется в камеру 6. Здесь происходит потеря скорости и перенаправление газовых потоков, а энергия звуковых частот переходит в тепловую. Переход газов из входной камеры 5 в центральную камеру 6 осуществляется через перфорированные отверстия поперечных перегородок 4. Рассекатель 10 не создает критического противодавления, так как силовая установка не нагнетает большого давления. Далее газы аккумулируются в центральной камере 6, часть газов направляются к выпускному патрубку 9, а другая часть через перфорированные отверстия перегородки 4 направляются в выходную камеру 7, где звукопоглощающим материалом 12 происходит снижение шума газов. Далее через перфорированные отверстия выпускного патрубка 9 газы перенаправляются наружу через Г-образное колено 11.During operation of the power plant, the exhaust gases with increased sound frequencies enter the inlet pipe 8. Part of the gas through the perforated openings of the inlet pipe 8 enters the inlet chamber 5, and the other part is redirected by the splitter 10 to the chamber 6. Here there is a loss of speed and redirection of gas flows, and the energy of sound frequencies turns into heat. The passage of gases from the inlet chamber 5 to the central chamber 6 is carried out through the perforated openings of the transverse partitions 4. The splitter 10 does not create a critical back pressure, since the power plant does not generate much pressure. Further, the gases are accumulated in the central chamber 6, part of the gases are directed to the outlet pipe 9, and the other part is directed through the perforated holes of the partition 4 to the outlet chamber 7, where the noise of the gases is reduced by the sound-absorbing material 12. Further, through the perforated openings of the outlet pipe 9, the gases are redirected outward through the L-shaped elbow 11.

Основное подавление повышенных звуковых частот происходит с помощью рассекателя 10 и звукопоглощающего материала 12.The main suppression of increased sound frequencies occurs with the help of a splitter 10 and sound-absorbing material 12.

Заявляемое техническое решение позволяет снизить повышенные звуковые частоты выхлопных газов силовой установки, и при этом тем самым повысить безопасность при эксплуатации конструкции.The claimed technical solution makes it possible to reduce the increased sound frequencies of the exhaust gases of the power plant, and thereby increase the safety during the operation of the structure.

Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.The claimed technical solution is possible for implementation on standard technological equipment.

Данная полезная модель разработана в рамках выполнения работ по Соглашению от «05» июня 2018 г. №074-11-2018-008 между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Публичным акционерным обществом «КАМАЗ».This utility model was developed as part of the work under the Agreement dated June 05, 2018 No. 074-11-2018-008 between the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation and Public Joint Stock Company KAMAZ.

Claims

1. Silencer of exhaust gas exhaust of a power plant on fuel cells of a vehicle, containing a cylindrical body with front and rear end walls, in which three chambers are formed by means of transverse partitions: inlet, central and outlet, coaxially located inlet and outlet pipes having perforated holes characterized in that a cone-shaped diffuser is installed at the end of the inlet pipe, the angle of which is directed towards the oncoming exhaust gases, and the outlet chamber is equipped with sound-absorbing material.

2. The silencer of claim. 1, characterized in that the transverse partitions are installed in such a way that the lengths of the inlet, central and outlet chambers are maintained in a ratio of 1: 3: 3.5.

3. The muffler of claim. 1, characterized in that the end walls of the muffler are made in the form of covers.

4. Silencer according to claim. 1, characterized in that the transverse partitions have perforated holes.