RU2099546C1

RU2099546C1 - Silencer for internal combustion engine with two exhaust manifolds

Info

Publication number: RU2099546C1
Application number: RU95111541A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Гатауллин; Д.Х. Валеев; Ф.М. Валиев; Н.И. Мангушев
Original assignee: Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-12-20
Also published as: RU95111541A

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: silencer has housing 1 of round cross-section wherein diffusers 2 and 3 with inlet branch pipes 4 are mounted. Common resonator chamber 5, contractions 6 and 7, and common exhaust branch pipe 8 are arranged in series downstream of the diffusers. The cross-sections of the spaces of diffusers 2 and 3 and contractions 6 and 7 are rectangular and the spaces are separated with perforated baffles arranged along lines converging diffusers 2 and 3 and contractions 6 and 7, respectively. Two inlet branch pipes go into two diffusers 2 and 3 of rectangular cross- section and interconnected at exit 11. Between the outer surface of diffusers 2 and 3 and housing of silencer 1 is space 12 with slot spaces 13 at the exits of diffusers 2 and 3 connected with common resonator chamber 13. The inlet edges of contractions 6 and 7 tightly abut against the walls of the housing of silencer 1. The outer sides of contractions 6 and 7 define a space together with the housing of silencer 1. The space is in communication with the outlet branch pipe through a slot space at the exits of contractions 6 and 7. Contractions 6 and 7 have a common wall. EFFECT: improved silencing. 4 dwg

Description

Изобретение применяется в области двигателестроения, и в частности в двигателях внутреннего сгорания для глушения шума выхлопных газов. The invention is applied in the field of engine building, and in particular in internal combustion engines for damping exhaust gas noise.

Известен глушитель шума выхлопных газов Попова (см. а. с. N 1574851, публ. БИ N 24, 1988), позволяющий повысить эффективность глушителя шума путем расширения его функциональных возможностей, содержащий корпус, W-образные диафрагмы, разделительную трубу, кольцевые зазоры, расширительную камеру, конфузорно-диффузорную обечайку, выхлопной патрубок. Known silencer exhaust gas Popov (see and.with. N 1574851, publ. BI N 24, 1988), which improves the efficiency of the silencer by expanding its functionality, containing a housing, W-shaped diaphragms, a separation pipe, annular gaps, expansion chamber, confuser-diffuser shell, exhaust pipe.

Известен также глушитель шума (см. а.с. N 1574850, публ. БИ N 24, 1988), взятый за прототип, содержащий впускной патрубок, впускную камеру, лопаточный завихритель, трубу сепаратора, центральный диффузорный канал с щелевыми перфорациями на конце, диффузорные насадки различной длины, образующие кольцевые сопла (каналы), тангенциальный выпускной патрубок. Указанное изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения и снизить сопротивление путем разделения, закручивания и эжектирования газов. Однако в этом изобретении большое гидравлическое сопротивление, создаваемое лопаточным завихрителем, технологически сложное конструктивное исполнение и недостаточно высокий эффект шумоглушения выхлопных газов. A noise muffler is also known (see AS No. 1574850, publ. BI N 24, 1988), taken as a prototype, containing an inlet pipe, an inlet chamber, a blade swirl, a separator tube, a central diffuser channel with slotted perforations at the end, diffuser nozzles of various lengths, forming annular nozzles (channels), tangential exhaust pipe. The specified invention allows to increase the efficiency of sound attenuation and reduce the resistance by separation, twisting and ejection of gases. However, in this invention, the large hydraulic resistance created by the scapular swirler, the technologically sophisticated design and the insufficiently high effect of noise attenuation of exhaust gases.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением является снижение уровня шума выхлопных газов, упрощение конструкции глушителя и уменьшение его гидравлического сопротивления. Поставленная задача решается тем, что в глушителе шума ДВС с двумя выхлопными коллекторами, содержащем корпус, внутри которого установлены два диффузора с двумя входными патрубками, за диффузорами последовательно установлены общая резонаторная камера, два конфузора и общий выходной патрубок, внутренние полости диффузоров и конфузоров разделены перфорированными перегородками, расположенными по лучам, сходящимися в полюсах соответственно диффузоров и конфузоров. Между наружной поверхностью диффузоров и корпусом глушителя образована полость со щелевыми зазорами у выходных кромок диффузоров, сообщенная с резонаторной камерой, входные кромки конфузоров касаются и плотно соединены со стенками корпуса глушителя, при этом наружная поверхность конфузора образует с корпусом глушителя полость, сообщенную с выходным патрубком, посредством щелевого зазора у выходных кромок конфузоров. The problem solved by the invention is to reduce the noise level of exhaust gases, simplifying the design of the muffler and reducing its hydraulic resistance. The problem is solved in that in the noise suppressor of the internal combustion engine with two exhaust manifolds, comprising a housing inside which two diffusers with two inlet pipes are installed, a common resonator chamber, two confusers and a common outlet pipe are sequentially installed behind the diffusers, the internal cavities of the diffusers and confusers are separated by perforated partitions located along beams converging at the poles of the diffusers and confusers, respectively. A cavity is formed between the outer surface of the diffusers and the silencer case at the outlet edges of the diffusers, which is in communication with the resonator chamber, the inlet edges of the confusers touch and are tightly connected to the walls of the silencer, and the outer surface of the confuser forms a cavity in communication with the silencer body, connected to the outlet pipe, by means of a gap gap at the outlet edges of the confusers.

На фиг. 1 представлен продольный разрез глушителя шума; на фиг. 2 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 is a longitudinal section through a silencer; in FIG. 2 is a section BB in FIG. one; in FIG. 3, section BB in FIG. one; in FIG. 4, section AA in FIG. one.

Глушитель шума ДВС содержит корпус 1 круглого сечения, внутри которого установлены диффузоры 2, 3 с входными патрубками 4. Последовательно за диффузорами 2, 3 установлена общая резонаторная камера 5, конфузоры 6, 7 и общий выхлопной патрубок 8. Внутренние полости диффузоров 2, 3 и конфузоров 6, 7 прямоугольного сечения разделены перфорированными перегородками 9, 10, расположенными по лучам, сходящимися в полюсах соответственно диффузоров 2, 3 и конфузоров 6, 7. Два входных патрубка переходят в два диффузора 2, 3 прямоугольного сечения и соединяются на срезе по кромке 11. The ICE noise suppressor comprises a circular cross-section housing 1, inside which diffusers 2, 3 with inlet pipes 4 are installed. A common resonator chamber 5, confusers 6, 7 and a common exhaust pipe 8 are installed sequentially behind the diffusers 2, 3. The internal cavities of the diffusers 2, 3 and confusers 6, 7 of rectangular cross-section are separated by perforated partitions 9, 10 located along beams converging at the poles of diffusers 2, 3 and confusers 6, 7, respectively. Two inlet pipes pass into two diffusers 2, 3 of rectangular cross-section and are connected to EZE along the edge 11.

Между наружной поверхностью диффузоров 2, 3 и корпусом глушителя 1 образована полость 12 гидравлического клапана акустического резонатора со щелевыми зазорами 13 у выходных кромок диффузоров 2, 3, сообщенная с общей резонаторной камерой 5. Входные кромки конфузоров 6, 7 касаются и плотно соединены со стенками корпуса глушителя 1, при этом наружные поверхности конфузоров 6, 7 образуют с корпусом глушителя 1 полость 14, сообщенную с выходным патрубком 8, посредством щелевого зазора 15 у выходных кромок конфузоров 6, 7. Конфузоры 6, 7 имеют общую стенку 16. Полость 14 гидравлического клапана является акустическим резонатором. Between the outer surface of the diffusers 2, 3 and the silencer body 1, a cavity 12 of the hydraulic valve of the acoustic resonator is formed with slotted gaps 13 at the output edges of the diffusers 2, 3, in communication with the common resonator chamber 5. The input edges of the confusers 6, 7 touch and are tightly connected to the walls of the housing silencer 1, while the outer surfaces of the confusers 6, 7 form a cavity 14 with the silencer body 1, connected to the outlet pipe 8, by means of a slit gap 15 at the output edges of the confusers 6, 7. The confusers 6, 7 have a common wall 16. olost hydraulic valve 14 is an acoustic resonator.

Работает глушитель шума следующим образом. A silencer works as follows.

Выхлопные газы, поступающие из двигателя с двумя раздельными выхлопными коллекторами в диффузоры 2, 3 по входным патрубкам 4, разделяются в них (диффузорах) на ряд плоских струй перфорированными перегородками 9 и взаимодействуют между собой через отверстия в перегородках диффузоров 2, 3 и на срезах перегородок 9. Далее выхлопные газы из диффузора 2, 3 поступают через общую резонаторную камеру 5 на вход конфузоров 6, 7 и вновь разделяются в конфузорах 6, 7 перфорированными перегородками 10 на ряд плоских струй, взаимодействующих между собой через отверстия в перегородках 10 конфузоров 6, 7 и на срезе перегородок 10. Выхлопные газы при прямом импульсе создают разрежение в полостях входного 12 и выходного 14 гидравлических клапанов, образованные соответственно между наружной поверхностью диффузоров 2, 3 и корпусом 1 глушителя, наружной поверхностью конфузоров 6, 7 и корпусом 1 глушителя. Разрежение в полостях входного 12 и выходного 14 клапанов нейтрализует обратные импульсы. При работе одного входного патрубка 4 и диффузора с конфузором другая часть (диффузор и конфузор) является резонатором для первой. The exhaust gases coming from an engine with two separate exhaust manifolds into diffusers 2, 3 at the inlet nozzles 4 are separated in them (diffusers) into a series of flat jets with perforated partitions 9 and interact with each other through openings in the partitions of diffusers 2, 3 and at sections of partitions 9. Next, the exhaust gases from the diffuser 2, 3 pass through a common resonator chamber 5 to the input of the confusers 6, 7 and are again separated in the confusers 6, 7 by perforated baffles 10 into a series of plane jets interacting with each other through a verst in the partitions 10 of the confusers 6, 7 and at the cut of the partitions 10. Exhaust gases with a direct impulse create a vacuum in the cavities of the inlet 12 and outlet 14 of the hydraulic valves formed respectively between the outer surface of the diffusers 2, 3 and the silencer body 1, the outer surface of the confusers 6, 7 and silencer housing 1. The vacuum in the cavities of the input 12 and output 14 valves neutralizes the reverse pulses. When one inlet pipe 4 and a diffuser with a confuser are working, the other part (diffuser and confuser) is the resonator for the first.

Эффект глушения шума выхлопных газов поршневых двигателей в предлагаемом глушителе достигается за счет того, что газовый поток разделяется в диффузоре на ряд плоских расширяющихся струй, чем достигается уменьшение масштаба турбулентности и понижение пульсаций газового потока. Неподавленные диффузором пульсации газа гасятся за счет объема резонаторной (акустической) камеры 5. Пульсации газового потока, прошедшие через диффузоры и резонаторную камеру 5, гасятся в конфузорах 6, 7 за счет разделения газового потока на ряд плоских сужающихся струй. Обратные импульсы (пульсации) газа подавляются разрежением, создаваемым в полостях входного 12 и выходного 14 гидравлических клапанов, за счет эжекций газа при прямом импульсе. The effect of damping the noise of exhaust gases of piston engines in the proposed muffler is achieved due to the fact that the gas flow in the diffuser is divided into a number of flat expanding jets, thereby achieving a reduction in the scale of turbulence and lower pulsation of the gas stream. Gas pulsations not suppressed by the diffuser are suppressed due to the volume of the resonator (acoustic) chamber 5. The pulsations of the gas stream passing through the diffusers and the resonator chamber 5 are quenched in confusers 6, 7 by dividing the gas stream into a series of planar tapering jets. The reverse impulses (pulsations) of the gas are suppressed by the vacuum created in the cavities of the inlet 12 and outlet 14 of the hydraulic valves, due to gas ejections with a direct impulse.

Пульсации газового потока в каналах диффузоров и конфузоров частично гасятся при взаимодействии струй между собой через отверстия в перегородках и на срезе перегородок. The pulsations of the gas flow in the channels of the diffusers and confusers are partially suppressed when the jets interact with each other through openings in the partitions and at the cut of the partitions.

Предлагаемое техническое решение приводит к улучшению акустических характеристик глушителя и не вносит в газовый поток прямых гидравлических сопротивлений (т.к. отсутствуют поперечные перегородки, резкие расширения, сужения и повороты газового потока) по газовоздушному тракту глушителя. The proposed technical solution leads to an improvement in the acoustic characteristics of the silencer and does not introduce direct hydraulic resistances into the gas stream (since there are no transverse partitions, sharp expansions, contractions and turns of the gas stream) along the gas-air path of the silencer.

Предлагаемый глушитель шума двигателей внутреннего сгорания технологически прост в изготовлении. The proposed silencer for internal combustion engines is technologically simple to manufacture.

Claims

A silencer of an internal combustion engine with two exhaust manifolds, comprising a housing inside which a diffuser with an inlet pipe is installed, characterized in that the muffler is provided at the inlet with an additional diffuser with a pipe and a common resonator chamber mounted in series behind the diffusers, confusers mounted coaxially with the diffusers, and outlet pipe, the internal cavity of the diffusers and confusers are separated by perforated partitions located along beams converging at the poles, respectively diffusers and confusers, between the outer surface of the diffusers and the silencer body a cavity is formed with slit gaps at the output edges of the diffusers, in communication with the resonator chamber, the input edges of the confusers touch and are tightly connected to the walls of the silencer, while the outer surface of the confusers forms a cavity communicated with the silencer body with an outlet nozzle by means of a gap at the outlet edges of the confusers.