RU2183277C2

RU2183277C2 - Muffler for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2183277C2
Application number: RU2000120945A
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Надарейшвили; А.Н. Афанасьев; Ю.В. Галевко; Ю.В. Манышев; П.В. Васильев
Original assignee: Надарейшвили Гиви Гурамович
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2002-06-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines; exhaust systems. SUBSTANCE: muffler has housing, perforated tube, perforation holes in tube made at preset step, noise absorbing material, washer, perforated partitions, additional housing, perforated partitions of tube, additional perforated partitions of tube and perforated partitions of additional housing. EFFECT: simplified design, improved efficiency of noise damping. 8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для снижения уровня шума отработанных газов в качестве глушителя для двигателя внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering and can be used to reduce the noise level of exhaust gases as a muffler for an internal combustion engine.

Известен глушитель для двигателя внутреннего сгорания (ДВС), включающий входной патрубок и выходной патрубок, выполненный в виде перфорированной трубы, установленные в корпусе с перфорированными перегородками, выходной патрубок окружен звукопоглощающим материалом (патент США 5266755, опубл. 1993 г.). A silencer for an internal combustion engine (ICE) is known, including an inlet pipe and an outlet pipe made in the form of a perforated pipe mounted in a housing with perforated partitions, the outlet pipe is surrounded by sound-absorbing material (US Pat. No. 5,266,755, publ. 1993).

Известное устройство имеет сложную конструкцию и недостаточную эффективность в работе, поскольку параметры перфорации не связаны с диаметром основного патрубка. The known device has a complex structure and lack of efficiency in operation, since the perforation parameters are not related to the diameter of the main pipe.

Известен глушитель для ДВС, включающий корпус с установленной в нем перфорированной трубой, окруженной звукопоглощающим материалом (патент ЕР 822322, опубл. 1998 г.). Known silencer for internal combustion engines, comprising a housing with a perforated pipe installed in it, surrounded by sound-absorbing material (patent EP 822322, publ. 1998).

Известный глушитель имеет достаточно сложную форму корпуса и использует дорогостоящие материалы, кроме того, недостаточно эффективен, поскольку параметры перфорации не связаны с диаметром патрубка. The known silencer has a rather complex body shape and uses expensive materials, in addition, it is not effective enough, since the perforation parameters are not related to the diameter of the nozzle.

Задачей настоящего изобретения является разработка глушителя, имеющего простую и технологичную конструкцию с высоким уровнем звукоподавления. The present invention is the development of a silencer having a simple and technological design with a high level of sound reduction.

Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении эффективности звукоподавления глушителя. The technical result consists in simplifying the design and increasing the sound suppression efficiency of the muffler.

Результат достигается тем, что в глушителе для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с установленной в нем перфорированной трубой диаметром d, окруженной звукопоглощающим материалом, характерный размер корпуса H=2,36-4,1d, длина корпуса L=10-17,39d, диаметр перфорационных отверстий d₁= 0,039-0,068d, шаг перфорации S=0,066-0,11d, и тем, что звукопоглощающий материал выполнен в виде стеклянного волокна, и/или базальтового волокна, и/или металлического волокна, и/или стеклянного холста, и/или стеклянной сетки, и/или полимерной пленки, и тем, что на входе перфорированной трубы установлена шайба диаметром d₂=0,39-0,68d, и тем, что корпус выполнен с цилиндрическим, или овальным, или многоугольным сечением, и тем, что в корпусе установлены не менее одной перфорированной перегородки, и тем, что перфорированная перегородка выполнена с диаметром перфорации d₁=0,039-0,068d и шагом перфорации S=0,066-0,11d, и тем, что перфорированная труба диаметром d окружена дополнительным перфорированным цилиндрическим корпусом диаметром d₃= 1,18-1,5d с диаметром и шагом перфорации цилиндрической части и стенок, идентичными аналогичным параметрам трубы, выполненной с внутренними перфорированными перегородками, пространство между которыми длиной L₁=8-13,91d заполнено звукопоглощающим материалом, и тем, что дополнительный перфорированный цилиндрический корпус выполнен с двумя внутренними перфорированными стенками, а перфорированная труба выполнена с двумя дополнительными внутренними перфорированными перегородками, пространство между которыми длиной L₂= 2-3,09d не заполнено звукопоглощающим материалом.The result is achieved in that in a silencer for an internal combustion engine comprising a housing with a perforated pipe of diameter d installed therein, surrounded by sound-absorbing material, a characteristic housing size H = 2.36-4.1d, body length L = 10-17.39d, the diameter of the perforations d ₁ = 0,039-0,068d, the perforation step S = 0,066-0,11d, and the fact that the sound-absorbing material is made in the form of glass fiber and / or basalt fiber and / or metal fiber and / or glass canvas , and / or glass mesh, and / or polymer film, and the fact that the input a perforated pipe installed washer diameter d ₂ = 0,39-0,68d, and in that the housing is formed with a cylindrical or oval, or polygonal cross-section, and in that mounted in the housing at least one perforated partition, and in that the perforated the partition is made with a perforation diameter d ₁ = 0,039-0,068d and a perforation step S = 0,066-0,11d, and the fact that the perforated pipe with a diameter d is surrounded by an additional perforated cylindrical body with a diameter d ₃ = 1,18-1,5d with a diameter and pitch perforation of the cylindrical part and the walls identical to the anal tech parameters pipe formed with internal perforated partition walls, the space between which the length L ₁ = 8-13,91d filled with sound-absorbing material, and in that the additional perforated cylindrical body is formed with two inner perforated walls, a perforated pipe is provided with two additional internal perforated partitions, the space between which length L ₂ = 2-3,09d is not filled with sound-absorbing material.

Конкретные, но не ограничивающие настоящее изобретение, примеры выполнения глушителя приведены на фиг.1-4, где изображены основной корпус, заполненный звукопоглощающим материалом (далее материалом), с перфорированной трубой, возможная совокупность слоев звукопоглощающего материала, основной корпус с перфорированной трубой, в которой установлена шайба, основной корпус с перфорированной перегородкой, основной и дополнительный корпусы с перфорированной трубой, заполненной материалом, основной корпус и дополнительный корпус с перфорированными перегородками и с перфорированной трубой, заполненной материалом частично. Specific, but not limiting, embodiments of the silencer are shown in FIGS. 1-4, which show a main body filled with sound-absorbing material (hereinafter material), with a perforated pipe, a possible combination of layers of sound-absorbing material, a main body with a perforated pipe, in which a washer, a main body with a perforated partition, a main and additional body with a perforated pipe filled with material, a main body and an additional body with perforations are installed partitions and with a perforated tube partially filled with material.

Глушитель содержит корпус 1, перфорированную трубу 2, перфорационные отверстия 3 трубы, шаг перфорации 4, звукопоглощающий материал 5, слои 5₁-5₆ звукопоглощающего материала, шайбу 6, перфорированные перегородки 7, дополнительный корпус 8, перфорированные перегородки 9 трубы 2, дополнительные перфорированные перегородки 10 трубы 2, перфорированные перегородки 11 дополнительного корпуса 8.The muffler contains a housing 1, a perforated pipe 2, perforation holes 3 of the pipe, perforation step 4, sound-absorbing material 5, layers 5 ₁ -5 _{6 of} sound-absorbing material, a washer 6, perforated partitions 7, an additional body 8, perforated partitions 9 of the pipe 2, additional perforated partitions 10 of the pipe 2, perforated partitions 11 of the additional housing 8.

Принцип действия глушителя частично основан на принципе поглощения звуковой энергии и превращения ее в тепловую энергию, частично на принципе акустического фильтра, при котором постоянная составляющая газового потока беспрепятственно пропускается в окружающую среду, а энергия пульсации возвращается источнику. Из приемной трубы на вход глушителя набегают волны с различными распределениями давления по сечению. Они частично отражаются и частично проникают в глушитель и распространяются в нем уже в виде волн, специфичных для данного глушителя. Эти волны затухают при распространении вследствие поглощения звуковой энергии в звукопоглощающем материале. На выходе из глушителя затухающая волна частично отражается, а частично проникает в выпускную трубу. The principle of operation of the muffler is partially based on the principle of absorption of sound energy and its conversion into thermal energy, partly on the principle of an acoustic filter, in which the constant component of the gas stream is freely passed into the environment, and the pulsation energy is returned to the source. Waves with various pressure distributions over the cross-section run from the intake pipe to the silencer inlet. They partially reflect and partially penetrate the muffler and propagate in it already in the form of waves specific for the muffler. These waves decay during propagation due to absorption of sound energy in sound-absorbing material. At the outlet of the muffler, the damped wave is partially reflected, and partially penetrates the exhaust pipe.

Газовая струя поступает в перфорированную трубу 2 и через перфорационные отверстия 3 в материал, где поглощается звуковая энергия и гасится тепловая. Диаметр и шаг перфорации подобраны с эффектом максимального преобразования звуковой энергии в тепловую, а слои материала - с максимальным поглощением этой энергии. Шайба 6 на входе трубы 2 работает как диффузор и на ее выходе скорость и энергия волны понижается, что способствует преобразованию звуковой энергии в тепловую. Перегородки 7 в корпусе также способствуют снижению энергии волны. Использование дополнительного корпуса 8 с перфорированными стенками и заполнение трубы 2 материалом между перегородками 9 позволяют значительно снизить энергию звуковой волны. Еще больший эффект дает использование комбинации перегородок 10 в трубе 2 и соответствующих перегородок 11 с материалом между ними в дополнительном корпусе 8. Общая совокупность признаков позволяет добиться очень значительного эффекта шумоподавления, а комбинация признаков позволяет достигать высокого результата при незначительных затратах. При этом конструкция глушителя в целом достаточно проста и технологична. Таким образом достигается значительное повышение эффективности звукоподавления глушителя при упрощении конструкции. The gas stream enters the perforated pipe 2 and through the perforation holes 3 into the material, where sound energy is absorbed and thermal energy is extinguished. The diameter and pitch of the perforation are selected with the effect of maximum conversion of sound energy into thermal energy, and the layers of the material with the maximum absorption of this energy. The washer 6 at the inlet of the pipe 2 works as a diffuser and at its output the speed and energy of the wave decreases, which contributes to the conversion of sound energy into thermal energy. Partitions 7 in the housing also contribute to reducing wave energy. Using an additional housing 8 with perforated walls and filling the pipe 2 with material between the partitions 9 can significantly reduce the energy of the sound wave. An even greater effect is obtained by the use of a combination of partitions 10 in the pipe 2 and corresponding partitions 11 with the material between them in the additional housing 8. The total set of features allows to achieve a very significant noise reduction effect, and the combination of features allows to achieve high results at low cost. At the same time, the design of the muffler as a whole is quite simple and technologically advanced. Thus, a significant increase in the efficiency of sound suppression of the muffler is achieved while simplifying the design.

Claims

1. A muffler for an internal combustion engine, comprising a housing with a perforated pipe of diameter d installed therein, surrounded by sound-absorbing material, characterized in that the characteristic housing size is H = 2.36-4.1d, the housing length is L = 10-17.39d, the diameter of the perforations d ₁ = 0,039-0,068d, the perforation step S = 0,066-0,11d.

2. A muffler according to claim 1, characterized in that the sound-absorbing material is made in the form of glass fiber and / or basalt fiber and / or metal fiber and / or glass canvas and / or glass mesh and / or polymer film.

3. The muffler according to claim 1, characterized in that a washer with a diameter of d ₂ = 0.39-0.68d is installed at the inlet of the perforated pipe.

4. The muffler according to claim 1, characterized in that the housing is made with a cylindrical or oval or polygonal section.

5. The muffler according to claim 1, characterized in that at least one perforated partition is installed in the housing.

6. The muffler according to claim 5, characterized in that the perforated partition is made with a perforation diameter d ₁ = 0.039-0.068d and a perforation step S = 0.066-0.11d.

7. Silencer according to paragraphs. 1-6, characterized in that the perforated pipe with a diameter of d is surrounded by an additional perforated cylindrical body with a diameter of d ₃ = 1.18-1.5d with a diameter and pitch of perforation of the cylindrical part and walls identical to those of a pipe made with internal perforated partitions, space between which a length L ₁ = 8-13.91d is filled with sound-absorbing material.

8. The silencer according to claim 7, characterized in that the additional perforated cylindrical body is made with two internal perforated walls, and the perforated pipe is made with two additional internal perforated partitions, the space between which of length L ₂ = 2-3.09d is not filled with sound-absorbing material .