RU2192548C2 - Internal combustion engine multichamber muffler - Google Patents

Internal combustion engine multichamber muffler Download PDF

Info

Publication number
RU2192548C2
RU2192548C2 RU2001102681/06A RU2001102681A RU2192548C2 RU 2192548 C2 RU2192548 C2 RU 2192548C2 RU 2001102681/06 A RU2001102681/06 A RU 2001102681/06A RU 2001102681 A RU2001102681 A RU 2001102681A RU 2192548 C2 RU2192548 C2 RU 2192548C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
inlet
muffler
expansion chamber
silencer
Prior art date
Application number
RU2001102681/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.И. Фесина
Е.В. Филин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" filed Critical Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority to RU2001102681/06A priority Critical patent/RU2192548C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2192548C2 publication Critical patent/RU2192548C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: proposed muffler has cylindrical housing with end face walls in which inlet, outlet and several additional chambers are formed by cross partitions, inlet and outlet branch pipes arranged coaxially with housing cylinder and intermediate branch pipes whose spaces are connected to spaces of corresponding chambers by means of open cuts and through perforated sections. Muffler has also preliminary expansion chamber with inlet branch pipe adjoining muffler inlet chamber whose geometric parameters provide more effective noise damping in medium frequency sound range. Inlet branch pipe of preliminary expansion chamber of muffler is mounted in its side wall so that dynamic cut of inlet branch pipe is located at equal distances from end face wall and cross partition of preliminary expansion chamber at angle to axis of housing cylinder so that imaginary extension of section of inlet branch pipe along its axis does not intersect wall of housing inlet branch pipe and outlet dynamic cut of inlet branch pipe is located in node zone of minimum values of sound pressure levels of second radial natural resonance waveforms of sound pressure of volume of gas enclosed in space of muffler preliminary expansion chamber. Section of outlet branch pipe is arranged along axis of preliminary expansion chamber over its entire length and is provided with through perforation holes whose summary passage area is not less than 1.4 F where F is area of section of outlet cut of inlet branch pipe. EFFECT: improved acoustic efficiency of muffler. 9 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к многокамерным глушителям шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to mechanical engineering, in particular engine manufacturing, and in particular to multi-chamber silencers of exhaust noise of internal combustion engines.

При работе камерного глушителя в месте расширения газопровода (т.е. в месте появления собственно камеры) создается скачкообразно увеличенное волновое сопротивление - "волновая пробка", что в определенных диапазонах частот звукового спектра препятствует прохождению звука через глушитель с дальнейшим ослаблением излучения его в окружающую среду. В такой конструкции глушителя (типа центральной расширительной камеры) имеется заданная граничная частота, начиная с которой глушитель начинает эффективно работать (заглушать шум). Однако характеристика заглушения такого глушителя представляет собой не восходящую наклонную линию, указывающую на рост величины акустического заглушения с увеличением частоты звукового спектра выхлопа, а кривую с выраженными максимумами заглушения в отдельных частотных диапазонах и ярко выраженными "провалами" на отдельных дискретных частотах в характеристике заглушения. В ряде случаев на частотах "провалов" в характеристике заглушения наблюдается не только нулевое заглушение шума, но даже некоторое усиление шума выхлопа на этих частотах. Именно эти многочисленные "провалы" являются "акустическим дефектом" конструкций камерных глушителей шума. Частоты, на которых наблюдаются указанные "провалы", соответствуют кратным гармоникам полудлин волн, укладывающихся в трехмерном пространстве камеры глушителя между противолежащими жесткими стенками камеры глушителя. Для уменьшения числа таких провалов, сведения их к минимуму и применяют внутреннее введение срезов патрубков газопровода в полость камеры глушителя в зоны, где эти кратные полудлинновые гармоники не будут возбуждаться, или же возбудившись - не будут выводиться (передаваться) из полости камеры дальше по выхлопной трассе газопровода в окружающую среду. Такими зонами исключения возбуждения или передачи низших собственных мод камеры являются узлы (минимумы) колебаний звуковых давлений, распределенных по трехмерному пространству камеры на данных собственных модах. When a chamber muffler is operating in the place of expansion of the gas pipeline (that is, in the place where the camera itself appears), an abruptly increased wave impedance is created - a “wave plug”, which in certain frequency ranges of the sound spectrum prevents the passage of sound through the muffler with further attenuation of its radiation into the environment . In this design of the silencer (such as a central expansion chamber), there is a predetermined cutoff frequency, starting from which the silencer begins to work effectively (to drown out noise). However, the silencing characteristic of such a silencer is not an ascending inclined line, indicating an increase in acoustic silencing with increasing frequency of the exhaust sound spectrum, but a curve with pronounced silencing maxima in individual frequency ranges and pronounced “dips” at individual discrete frequencies in the silencing characteristic. In some cases, at the frequencies of “dips” in the damping characteristic, not only zero damping of noise is observed, but even some amplification of exhaust noise at these frequencies. It is these numerous “dips” that are the “acoustic defect” of the design of chamber silencers. The frequencies at which these "dips" are observed correspond to multiple harmonics of the half-lengths of the waves that fit in the three-dimensional space of the silencer chamber between the opposite rigid walls of the silencer chamber. To reduce the number of such dips, to minimize them, they also use the internal introduction of cuts of gas pipe nozzles into the cavity of the silencer chamber in areas where these multiple half-long harmonics will not be excited, or if they are excited, they will not be output (transmitted) from the chamber cavity further along the exhaust path gas pipeline to the environment. Such zones of excitation of excitation or transmission of the lower eigenmodes of the camera are the nodes (minima) of sound pressure oscillations distributed over the three-dimensional space of the camera on these eigenmodes.

Принцип ослабления возбуждения и/или передачи низших собственных резонансных мод из полости камеры в газопровод реализован в известном однокамерном глушителе шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, авторское свидетельство СССР 1092290, МКИ F 01 N 1/00, БИ 18/84, содержащем по меньшей мере одну цилиндрическую камеру с торцевыми стенками и соосными патрубками. Отличительной особенностью известного глушителя является то, что для обеспечения высокой акустической эффективности заглушения шума расширительной камерой, при одновременном достижении минимальных гидродинамических сопротивлений, динамические (акустические) срезы подводящего и отводящего патрубков камеры (т.е. условно удлиненные на 0,2...0,4d от своего статического геометрического состояния, где d - диаметр проходного сечения соответствующего патрубка) размещены в узловых зонах низших собственных резонансных продольных форм (первой и второй) колебаний газового объема в камере глушителя, т.е. в зонах, где величина звукового давления на указанной акустической моде близка к нулю, что предотвращает (ослабляет) передачу звуковой энергии этих форм (мод) колебаний наружным срезом отводящего патрубка в окружающую среду. The principle of attenuation of excitation and / or transmission of lower eigen resonance modes from the chamber cavity to the gas pipeline is implemented in the well-known single-chamber exhaust silencer for an internal combustion engine, USSR author's certificate 1092290, MKI F 01 N 1/00, BI 18/84, containing at least one cylindrical chamber with end walls and coaxial nozzles. A distinctive feature of the well-known muffler is that in order to ensure high acoustic efficiency of damping noise by the expansion chamber, while at the same time achieving minimal hydrodynamic resistance, dynamic (acoustic) sections of the inlet and outlet pipes of the chamber (i.e., conditionally elongated by 0.2 ... 0 , 4d from its static geometric state, where d is the diameter of the passage section of the corresponding pipe) are located in the nodal zones of the lower intrinsic resonant longitudinal forms (first and second) of gas volume oscillations in the silencer chamber, i.e. in areas where the sound pressure on the specified acoustic mode is close to zero, which prevents (weakens) the transmission of sound energy of these forms (modes) of vibrations by an external cut of the outlet pipe into the environment.

Такая конструкция известного глушителя в ряде случаев хорошо вписывается, в частности, в концепцию спортивных автомобилей, некоторых стационарных энергетических установок с достаточно ограниченной невысокой величиной заглушения шума, однако ее акустической эффективности для легковых автомобилей массового производства явно недостаточно, поскольку здесь предъявляются значительно более жесткие требования национальных и международных стандартов по предельно допустимому значению уровней внешнего и внутреннего шума транспортных средств, охраняющих окружающую среду от акустического загрязнения. This design of the well-known muffler in some cases fits well, in particular, in the concept of sports cars, some stationary power plants with a fairly limited low noise suppression, but its acoustic efficiency is not enough for mass-produced cars, since much more stringent national requirements are imposed here and international standards on the maximum permissible value of the levels of external and internal noise of transport vehicles STV protecting the environment from noise pollution.

Дальнейшим совершенствованием рассмотренного типа глушителя является конструкция многокамерного глушителя, описанная в авторском свидетельстве СССР 1420193, МКИ F 01 N 1/00, БИ 32/88 (или более подробно см. Волгин С.Н. и др. Цветной иллюстрированный альбом. Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112 и их модификации. Москва, "Третий Рим", 1998, с. 30-31), обладающая более высокой эффективностью заглушения шума выхлопа по величине и более широким диапазоном полосы заглушения, которая, в частности, в настоящее время применяется в ряде моделей автомобилей серийного производства ОАО "АВТОВАЗ". A further improvement of the considered type of muffler is the design of a multi-chamber muffler described in the USSR author's certificate 1420193, MKI F 01 N 1/00, BI 32/88 (or for more details see SN Volgin and others. Color illustrated album. VAZ- cars 2110, VAZ-2111, VAZ-2112 and their modifications. Moscow, "Third Rome", 1998, pp. 30-31), which has a higher efficiency of damping exhaust noise in magnitude and a wider range of the damping band, which, in particular, currently used in a number of serial production car models production of AvtoVAZ.

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержит корпус с торцевыми стенками и соосными впускным и выпускным патрубками, причем динамические срезы последних размещены внутри центральной камеры корпуса. Корпус глушителя выполнен овальным и снабжен по меньшей мере одной поперечной перегородкой с образованием камер с торцевыми стенками. Одна из камер (центральная) выполнена более длинной, длина ее равна длине большей оси овала корпуса. Внутренние срезы патрубков размещены в одной из камер и расположены на расстоянии 1/4L от торцевых стенок последней, где L - длина камеры. Длина большей оси овала корпуса составляет (1,6...2,5)d, где d - диаметр патрубка. Часть патрубка, проходящего через камеру, выполнена перфорированной, при этом неперфорированная часть патрубка от его внутреннего среза составляет L/2. The exhaust silencer of an internal combustion engine comprises a housing with end walls and coaxial inlet and outlet nozzles, the dynamic sections of the latter being located inside the central chamber of the housing. The silencer housing is oval and provided with at least one transverse partition to form chambers with end walls. One of the chambers (central) is made longer, its length is equal to the length of the larger axis of the body oval. The internal sections of the nozzles are placed in one of the chambers and are located at a distance of 1 / 4L from the end walls of the latter, where L is the length of the chamber. The length of the major axis of the body oval is (1.6 ... 2.5) d, where d is the diameter of the nozzle. Part of the pipe passing through the chamber is perforated, while the non-perforated part of the pipe from its internal cut is L / 2.

Некоторые конструктивные недостатки глушителя, проявляющиеся в процессе его эксплуатации, при необходимости дальнейшего совершенствования конструкции для соответствия более жестким перспективным требованиям транспортных средств по предельным значениям уровней их внешнего шума и анализ совершенства конструкции позволяют утверждать о потенциальных возможностях ее дальнейшего улучшения. В частности, во всех известных вариантах рассмотренной конструкции глушителя, представленных на фиг.1-3 описания видно, что наиболее энергоемкая первая (и все последующие нечетные) продольная низшая собственная резонансная форма колебаний из средней (центральной) камеры глушителя свободно пропускается в окружающую среду через выпускной патрубок 5. Это же самое наблюдается и со второй повысотной (радиальной) собственной модой колебаний объема камеры. Резонансная передача звука из камеры в окружающую среду происходит и на четвертой продольной собственной моде колебаний объема камеры (f4= 4c/2L, где f - частота, с - скорость звука, L - длина средней камеры). Some design flaws of the muffler, which appear during its operation, if necessary, further improve the design to meet the more stringent perspective requirements of vehicles in terms of the limit values of their external noise levels and analysis of the design perfection allow us to state the potential for its further improvement. In particular, in all known variants of the considered silencer design shown in Figs. 1-3, it can be seen that the most energy-intensive first (and all subsequent odd) longitudinal lower intrinsic resonance modes of vibration from the middle (central) chamber of the silencer are freely passed into the environment through exhaust pipe 5. The same thing is observed with the second high-rise (radial) intrinsic mode of oscillation of the chamber volume. The resonant transmission of sound from the camera to the environment also occurs at the fourth longitudinal eigenmode of the chamber volume oscillations (f4 = 4c / 2L, where f is the frequency, c is the speed of sound, L is the length of the middle chamber).

Крайние (боковые) камеры глушителя, фиг.1, согласно графическому описанию прототипа, представляющие собой идентичные торцевые резонаторы концентричного типа, настроены на один и тот же резонансный частотный диапазон заглушения шума, что приводит к неоправданному дублированию подавления идентичных резонансных режимов и, в конечном итоге, ограничивает (заужает) полосу заглушения, а так же, в данном случае, способствует нежелательному взаимному резонансному взаимодействию боковых (торцевых) камер и не позволяет использовать каждую из камер для целенаправленного шумоподавления конкретного отдельного резонансного диапазона в заданной частотной области звукового спектра. The extreme (side) chambers of the muffler, Fig. 1, according to the graphic description of the prototype, which are identical end-face concentric resonators, are tuned to the same resonant frequency range of noise suppression, which leads to unjustified duplication of suppression of identical resonant modes and, ultimately , limits (narrows) the muffling band, and also, in this case, promotes unwanted mutual resonant interaction of the side (end) cameras and does not allow each of the cameras to be used p for targeted noise reduction of a particular individual resonance range in a given frequency region of the sound spectrum.

В современных конструкциях глушителей шума автомобильных ДВС для повышения ослабления передачи звука на указанных резонансных модах типа расширительной цилиндрической камеры с внутренними трубами широко используют звукопоглощающие набивки полостей камер волокнистыми пористыми материалами. В частности, практически всеми автомобильными фирмами используется конструкция одного из глушителей шума системы выхлопа с заполнением полости камеры глушителя набивкой из базальтового волокна. Обладая достаточно высокими термостойкими и звукопоглощающими характеристиками, такая набивка, в большинстве случаев, ослабляет нежелательные дефектные резонансные высокочастотные "свисты" глушителя, в первую очередь, на 4-ой продольной и 2-ой радиальной собственных модах колебаний воздушного объема камеры. Однако такая конструкция имеет и ряд существенных недостатков, основные из которых следующие:
- Пористая набивка из волокнистого базальтового волокна активно впитывает и накапливает в полости химически агрессивный конденсат, содержащийся в выхлопных газах, что вызывает ускоренную внутреннюю коррозию корпуса глушителя, существенно сокращая срок его эксплуатации. Следует здесь же отметить, что именно внутренняя коррозия, а не механические нагрузки являются основной причиной разрушения глушителей автомобильных ДВС.
In modern designs of noise suppressors of automobile ICEs, sound-absorbing packing of chamber cavities with fibrous porous materials is widely used to increase the attenuation of sound transmission at the indicated resonance modes, such as an expansion cylindrical chamber with internal pipes. In particular, almost all automobile companies use the design of one of the exhaust silencers of the exhaust system with filling the cavity of the silencer chamber with basalt fiber packing. Having sufficiently high heat-resistant and sound-absorbing characteristics, such packing, in most cases, attenuates unwanted defective resonant high-frequency “whistles” of the muffler, primarily in the 4th longitudinal and 2nd radial eigenmodes of oscillation of the air volume of the chamber. However, this design has a number of significant drawbacks, the main of which are as follows:
- Porous packing of fibrous basalt fiber actively absorbs and accumulates chemically aggressive condensate contained in the exhaust gases in the cavity, which causes accelerated internal corrosion of the silencer housing, significantly reducing its service life. It should be noted here that it is internal corrosion, and not mechanical stress, that is the main cause of the destruction of silencers in automobile ICEs.

- Использование волокнистого базальтового волокна, вследствие вышеуказанной причины, вынуждает, в свою очередь, применять дорогостоящие нержавеющие хром-никелевые стали, использовать дополнительные устройства принудительного отсоса накопившегося конденсата из полости камеры различными диффузорными приемниками, что дополнительно усложняет конструкцию и делает ее более дорогой. - The use of fibrous basalt fiber, due to the above reason, forces, in turn, to use expensive stainless chromium-nickel steels, to use additional devices for forced suction of the accumulated condensate from the chamber cavity by various diffuser receivers, which additionally complicates the design and makes it more expensive.

- В процессе эксплуатации транспортного средства базальтовые волокна частично выдуваются потоком выхлопных газов из полости глушителя в окружающую среду, что ведет к вредному и очень опасному для здоровья человека засорению воздушной среды мелкими частицами базальтовых волокон. - During the operation of the vehicle, basalt fibers are partially blown away by the flow of exhaust gases from the silencer cavity into the environment, which leads to harmful and very dangerous for human health air pollution by small particles of basalt fibers.

- Заполнение расширительных камер глушителя волокнистой шумопоглощающей набивкой вызывает некоторую потерю эффективности заглушения низкочастотного шума, вследствие частичной потери объема полости камеры, заполняющей набивкой (на частоте низшей нулевой собственной моды полости камеры). - Filling the expansion chambers of the silencer with a fibrous sound-absorbing packing causes some loss in the efficiency of damping low-frequency noise due to the partial loss of the volume of the chamber cavity filling with the packing (at the frequency of the lowest zero eigenmode of the chamber cavity).

- В процессе длительной эксплуатации устройства уменьшается пористость волокнистой набивки камеры из-за воздействия частиц углерода (сажи) и жидкого конденсата ("закоксовывание"), что влечет ухудшение звукопоглощающих характеристик волокнистой набивки и снижение шумозаглушающей способности глушителя в целом. - During the long-term operation of the device, the porosity of the fibrous packing of the chamber decreases due to exposure to carbon particles (soot) and liquid condensate ("coking"), which leads to a deterioration in the sound-absorbing characteristics of the fibrous packing and a decrease in the sound-damping capacity of the silencer as a whole.

- Применение базальтовых волокон в технологии производства глушителей связано с вредными условиями производства, вследствие возможного попадания мелких частиц волокон через органы дыхания в организм человека. - The use of basalt fibers in the production technology of silencers is associated with harmful production conditions, due to the possible ingress of small particles of fibers through the respiratory system into the human body.

В связи с вышеизложенными проблемами, продолжаются совершенствоваться конструкции многокамерных резонаторных глушителей, лишенные многих недостатков, присущих глушителям, содержащим волокнистые шумопоглощающие набивки. In connection with the above problems, the designs of multi-chamber resonator silencers continue to be improved, devoid of many of the disadvantages inherent in silencers containing fibrous sound-absorbing gaskets.

В качестве прототипа принят основной глушитель шума выхлопа системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания автомобилей модельного ряда ВАЗ-2110, см. Волгин С.Н. и др. Цветной иллюстрированный альбом. Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112 и их модификации. М., "Третий Рим", 1998, с. 30-31. As a prototype, the main silencer of the exhaust noise of the exhaust system of the internal combustion engine of the VAZ-2110 series cars was adopted, see Volgin S.N. et al. Color illustrated album. Cars VAZ-2110, VAZ-2111, VAZ-2112 and their modifications. M., "Third Rome", 1998, p. 30-31.

Глушитель содержит четыре последовательных камеры для подавления шума в широкочастотном диапазоне. Он содержит овальный корпус, ограниченный плоскими торцевыми стенками. Камеры в корпусе образованы посредством трех поперечных перегородок и сообщаются между собой посредством перфорированных патрубков. В направлении газового потока камеры последовательно расположены следующим образом: входная, выходная и две дополнительные. При этом два патрубка - подводящий и отводящий, размещены соосно корпусу, а два промежуточных патрубка расположены аксиально и по обе стороны от оси корпуса глушителя. Для лучшей коррозионной стойкости корпус глушителя изготовлен из алюминированной стали и не имеет точек сварки. Все детали глушителя соединяются между собой завальцовкой. The silencer contains four serial cameras to suppress noise in the wide frequency range. It contains an oval body limited by flat end walls. The chambers in the housing are formed by means of three transverse partitions and communicate with each other by means of perforated nozzles. In the direction of the gas flow, the chambers are sequentially arranged as follows: inlet, outlet and two additional ones. In this case, two nozzles - inlet and outlet, are placed coaxially to the body, and two intermediate pipes are axially and on both sides of the axis of the silencer body. For better corrosion resistance, the silencer housing is made of aluminized steel and has no welding points. All parts of the muffler are interconnected by rolling.

Рассмотренный глушитель шума обладает высокой надежностью и долговечностью, но вместе с тем имеются необходимость и возможности повышения его акустической эффективности, за счет внедрения в конструкцию прототипа отдельных мероприятий по дополнительной акустической настройке конструкции камерного глушителя, для выполнения более жестких требований защиты окружающей среды от акустического загрязнения. Обусловлено это, в первую очередь тем, что свободные срезы подводящего, отводящего и промежуточных патрубков в камере глушителя размещены без недостаточно "тонкого" и подробного исследования акустического поля в полостях камер и учета акустических явлений, происходящих в его отдельных камерах и взаимодействий камер в результате возбуждения в них низших резонансных собственных форм колебаний газового объема, заключенного в соответствующей камере глушителя, что вызывает соответствующие акустические недостатки (дефекты) конструкции. В результате этого, в характеристике заглушения на отдельных частотах образуются соответствующие "шумозаглушающие провалы", или недостаточные заглушения, что приводит к снижению акустической эффективности конструкции в целом. Недостатком является и то, что вторая и третья (по ходу газового потока от двигателя в окружающую среду) камеры глушителя имеют одинаковый объем (длину), что приводит к дублированию частотного диапазона заглушения и склонности к взаимному резонансному взаимодействию и возбуждению камер. The considered silencer has high reliability and durability, but at the same time there is a need and opportunities to increase its acoustic efficiency due to the implementation of separate measures for additional acoustic tuning of the chamber silencer design to fulfill more stringent environmental protection requirements from acoustic pollution. This is primarily due to the fact that free sections of the inlet, outlet and intermediate pipes in the silencer chamber are placed without an insufficiently “thin” and detailed study of the acoustic field in the chamber cavities and allowance for acoustic phenomena occurring in its individual chambers and chamber interactions as a result of excitation in them the lower resonance eigenmodes of gas volume enclosed in the corresponding silencer chamber, which causes the corresponding acoustic design flaws (defects). As a result of this, corresponding “noise damping dips” or insufficient damping, which leads to a decrease in the acoustic efficiency of the structure as a whole, are formed in the characteristic of muffling at individual frequencies. The disadvantage is that the second and third (along the gas flow from the engine to the environment) silencer chambers have the same volume (length), which leads to duplication of the frequency range of the jamming and the tendency to mutual resonant interaction and excitation of the chambers.

Заявляемая конструкция глушителя предполагает повышение его акустической эффективности, за счет расширения частотного диапазона и увеличения степени заглушения, исключения дефектных диапазонов резонансной передачи звука на наиболее энергоемких низших продольных и радиальных собственных резонансных модах колебаний газового объема центральной камеры, ослабления взаимодействия отдельных камер, путем дополнительной акустической настройки глушителя. The inventive design of the silencer involves increasing its acoustic efficiency by expanding the frequency range and increasing the degree of damping, eliminating the defective ranges of resonant sound transmission at the most energy-intensive lower longitudinal and radial eigen resonant modes of oscillation of the gas volume of the central chamber, weakening the interaction of individual cameras, by additional acoustic tuning silencer.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном многокамерном глушителе шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащем цилиндрический корпус с торцевыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок последовательно образованы камеры: входная, выходная и несколько дополнительных, расположенные соосно цилиндру корпуса подводящий и отводящий патрубки, а также промежуточные патрубки, полости которых подключены к полостям соответствующих камер посредством своих открытых срезов и сквозных перфорированных участков, в корпусе глушителя сформирована снабженная входным патрубком предварительная расширительная камера, примыкающая к входной камере глушителя, геометрические параметры которой обеспечивают эффективное шумозаглушение камеры в среднечастотном звуковом диапазоне, причем входной патрубок предварительной расширительной камеры глушителя смонтирован в ее боковой стенке, таким образом, что внутренний динамический срез входного патрубка расположен на равных расстояниях (L1/2, где L1 - длина предварительной расширительной камеры) от торцевой стенки и поперечной перегородки предварительной расширительной камеры, под углом -α- к оси цилиндра корпуса так, что мнимое продолжение сечения входного патрубка вдоль его оси не пересекает стенку подводящего патрубка, а выходной динамический срез входного патрубка расположен в узловой зоне минимальных значений уровней звукового давления второй радиальной собственной резонансной формы колебаний звуковых давлений объема газа, заключенного в полости предварительной расширительной камеры глушителя, при этом участок отводящего патрубка расположен по оси предварительной расширительной камеры по всей ее длине и снабжен сквозными отверстиями перфорации, суммарная площадь проходного сечения которых не менее 1,4F, где F - площадь сечения выходного среза входного патрубка.The essence of the invention lies in the fact that in the well-known multi-chamber silencer of the exhaust noise of an internal combustion engine containing a cylindrical body with end walls, in which chambers are successively formed by transverse baffles: inlet, outlet and several additional, inlet and outlet pipes arranged coaxially to the cylinder of the body, and also intermediate pipes, the cavities of which are connected to the cavities of the respective chambers through their open sections and through perforated parts In the silencer case, a preliminary expansion chamber equipped with an inlet pipe is formed, adjacent to the silencer inlet chamber, the geometrical parameters of which provide effective sound attenuation of the chamber in the mid-frequency sound range, and the inlet pipe of the silencer pre-expansion chamber is mounted in its side wall, so that the internal dynamic slice inlet located at equal distances (L 1/2, where L 1 - length of the preliminary expansion chamber) of the torus wall and the transverse partition of the preliminary expansion chamber, at an angle -α- to the axis of the cylinder of the housing so that the imaginary continuation of the cross section of the inlet pipe along its axis does not intersect the wall of the inlet pipe, and the output dynamic section of the inlet pipe is located in the nodal zone of the minimum values of sound pressure levels the second radial intrinsic resonance form of sound pressure vibrations of the gas volume enclosed in the cavity of the preliminary expansion chamber of the muffler, while the portion of the outlet the tube is located along the axis of the preliminary expansion chamber along its entire length and is equipped with through-hole perforations, the total passage area of which is not less than 1.4F, where F is the cross-sectional area of the outlet section of the inlet pipe.

Введение в многокамерном глушителе предварительной, расширительной камеры, в виде входного торцового резонатора с боковым подводом трубопровода системы выпуска отработавших газов ДВС (далее - системы выхлопа) позволяет:
1. Исключить возбуждение низших нечетных собственных продольных форм колебаний (мод) газа в полости предварительной камеры за счет расположения оси входного патрубка посредине длины - L1 - (высоты) этой камеры (L1/2), при этом исключается необходимость учитывать влияние присоединительной массы (динамического удлинения) выходного среза входного патрубка в камере, так как это удлинение происходит в зоне по оси входного патрубка без бокового смещения по длине камеры.
The introduction in the multi-chamber silencer of a preliminary, expansion chamber, in the form of an input end resonator with a lateral inlet of the exhaust gas exhaust system pipe of the internal combustion engine (hereinafter referred to as the exhaust system) allows:
1. To exclude the excitation of lower odd eigen longitudinal modes of gas (mode) gas in the cavity of the preliminary chamber due to the location of the axis of the inlet pipe in the middle of the length - L 1 - (height) of this chamber (L 1/2 ), while eliminating the need to take into account the influence of the connecting mass (dynamic elongation) of the output section of the inlet pipe in the chamber, since this extension takes place in the zone along the axis of the inlet pipe without lateral displacement along the length of the chamber.

2. Криволинейная, например, овальная (или круглая) форма поперечного сечения предварительной камеры не способствует формированию ярко-поперечных, продольных и повысотных собственных мод колебаний объема газа в предварительной камере ввиду отсутствия параллельно расположенных противолежащих стенок (стенки криволинейны с радиусами заданной кривизны, в особенности, выражена кривизна в поперечном направлении сечения) что, таким образом, исключает нежелательное появление в характеристике заглушения глушителя резонансных полос пропускания звука. 2. The curvilinear, for example, oval (or round) cross-sectional shape of the preliminary chamber does not contribute to the formation of brightly transverse, longitudinal and elevation eigenmodes of gas volume fluctuations in the preliminary chamber due to the absence of parallel opposite walls (the walls are curvilinear with radii of a given curvature, in particular , the curvature in the transverse direction of the section is expressed), which thus eliminates the unwanted appearance of resonance bands in the muffler characteristic of the muffler ia sound.

3. Направление истекающей струи пульсирующего выхлопного газа из среза входного патрубка на противолежащую криволинейную стенку корпуса (камеры), обладающую в сравнении с плоской стенкой существенно более высокой изгибной жесткостью, позволяет намного слабее возбуждать нежелательный корпусной (структурный) шум, излучаемый непосредственно стенками корпуса, вследствие их газодинамического возбуждения и, таким образом, уменьшать общее шумовое излучение в окружающую среду корпуса глушителя. 3. The direction of the flowing stream of a pulsating exhaust gas from the inlet pipe section to the opposite curved wall of the body (chamber), which has a significantly higher bending stiffness in comparison with a flat wall, makes it possible to generate an unwanted body (structural) noise emitted directly from the walls of the body much weaker their gas-dynamic excitation and, thus, reduce the total noise emission into the environment of the silencer housing.

4. Тангенциальное, со смещением относительно продольной оси полости корпуса, размещение среза входного патрубка, позволяет обеспечивать эффективную закрутку истекающей струи газа и ее торможение в пристеночной контактной зоне криволинейной цилиндрической поверхности, в результате чего снижается динамическая (пульсирующая) составляющая расхода газового потока, уменьшается турбулизация и вихреобразование на острых кромках передающих отверстий перфорации подводящего патрубка многокамерного глушителя, что в свою очередь уменьшает генерирование высокочастотных свистов глушителя и улучшает его акустические (шумозаглушающие) качества; изогнутая поверхность боковой стенки тормозит (замедляет) газодинамический поток, направленный касательно к стенке свободным срезом входного патрубка, вследствие возникновения направленных процессов трения и рассеивания этой энергии (преобразование ее в тепловую). 4. Tangential, with a shift relative to the longitudinal axis of the cavity of the casing, the location of the inlet pipe cut allows for effective swirling of the expiring gas stream and its braking in the near-wall contact zone of the curved cylindrical surface, as a result of which the dynamic (pulsating) component of the gas flow rate decreases, turbulization decreases and vortex formation on the sharp edges of the transmission perforation holes of the inlet pipe of the multi-chamber silencer, which in turn reduces erirovanie high frequency whistler muffler and improves its acoustic (shumozaglushayuschie) quality; the curved surface of the side wall slows down (slows down) the gas-dynamic flow directed tangentially to the wall by a free cut of the inlet pipe due to the occurrence of directed processes of friction and dispersion of this energy (converting it into heat).

5. В отличие от центрального коаксиального (соосного) расположения осей подводящего патрубка и камеры, где газовый и звуковой потоки передаются и транспортируются вдоль проходного сечения подводящего патрубка, в заявляемой конструкции многокамерного глушителя с боковым тангенциальным вводом в камеру входного патрубка, звуковые волны (незаглушенный шум) из входного патрубка попадают вначале в полость расширительной камеры, отражаясь обратно к источнику (выхлопному клапану) в зоне скачкообразного изменения волновых сопротивлений (зонах изменений поперечных сечений волноводов), теряют частично энергию звука в процессах внезапного расширения и отражения, затем повторно теряют энергию звука от внезапного сужения и отражения при его вхождении (из полости камеры через перфорированные отверстия в подводящий патрубок) и распространяются по подводящему патрубку в другие камеры глушителя. Таким образом, многократно ослабленной энергия звука и пульсаций газа передается в следующую камеру многокамерного глушителя, где в ней целенаправленно заглушается в определенном частотном диапазоне на заданную величину. 5. In contrast to the central coaxial (coaxial) arrangement of the axes of the inlet pipe and the chamber, where gas and sound flows are transmitted and transported along the bore of the inlet pipe, in the inventive design of a multi-chamber silencer with a lateral tangential entry into the chamber of the inlet pipe, sound waves (damped noise ) initially enter the cavity of the expansion chamber from the inlet pipe, being reflected back to the source (exhaust valve) in the zone of abrupt change in wave resistances (zone changes in the cross-sections of the waveguides), partially lose the sound energy in the processes of sudden expansion and reflection, then they again lose the sound energy from sudden narrowing and reflection when it enters (from the chamber cavity through the perforated holes in the inlet pipe) and propagate through the inlet pipe to other muffler chambers . Thus, the energy of sound and gas pulsations that are repeatedly attenuated is transmitted to the next chamber of the multi-chamber silencer, where it is purposefully drowned out in a certain frequency range by a predetermined amount.

6. Расположение оси входного патрубка в дополнительной камере овального сечения под углом к оси цилиндра корпуса так, что мнимое продолжение сечения входного патрубка вдоль его оси не пересекает стенку подводящего патрубка, позволяет исключить прямую передачу высокочастотного звука в полость подводящего патрубка и, таким образом, увеличить шумозаглушающую способность глушителя в высокочастотном диапазоне. 6. The location of the axis of the inlet pipe in the additional chamber of oval cross section at an angle to the axis of the cylinder of the housing so that the imaginary continuation of the cross section of the inlet pipe along its axis does not intersect the wall of the inlet pipe, eliminates the direct transmission of high-frequency sound into the cavity of the inlet pipe and, thus, increase silencing ability of the muffler in the high-frequency range.

7. "Вдвижение" в полость предварительной расширительной камеры глушителя динамического среза входного патрубка в заданную зону полости, в которой находится узел давления второй "радиальной" (повысотной) собственной моды колебаний газового объема камеры, позволяет исключить (ослабить) возбуждение этой моды, а соответственно, и устранить резонансную передачу звука этой модой и улучшить шумозаглушающие характеристики глушителя в целом. 7. The “movement” into the cavity of the preliminary expansion chamber of the silencer of a dynamic cut of the inlet pipe into a predetermined zone of the cavity in which the pressure unit of the second “radial” (elevation) eigenmodes of oscillation of the gas volume of the chamber is located allows excluding (weakening) the excitation of this mode, and accordingly , and eliminate the resonant sound transmission by this mode and improve the sound-damping characteristics of the muffler as a whole.

8. Геометрические параметры предварительной расширительной камеры многокамерного глушителя, ее "частота настройки на максимальное звукопоглощение" (объем и линейные размеры камеры, проходное сечение среза входной трубы и общее проходное сечение отверстий перфорации подводящего патрубка) подбираются таким образом, чтобы максимальное заглушение, обеспечиваемое предварительной камерой глушителя, приходилось на частотный диапазон 300...400 Гц, в котором, как правило, глушители шума выхлопа автомобильных двигателей обладают недостаточным шумозаглушением, так как линейные размеры автомобильных глушителей соизмеримы с резонирующими половинками длин волн этого частотного спектра шума выхлопа (300...400 Гц); имеется в виду что, например, при распространенных габаритах глушителя ≈500 мм и, соответственно, полудлине волны, равной 500 мм (0,5 м), длина волны составит, соответственно, 1 м (0,5 м•2), а ее частота - 340 Гц (для t≅+20oC), то есть попадает в указанный диапазон 300...400 Гц.8. The geometric parameters of the preliminary expansion chamber of the multi-chamber silencer, its “frequency of adjustment for maximum sound absorption” (volume and linear dimensions of the chamber, the inlet cross section of the inlet pipe cut and the total cross section of the perforation holes of the inlet pipe) are selected so that the maximum damping provided by the pre camera silencer, accounted for the frequency range of 300 ... 400 Hz, in which, as a rule, exhaust silencers for automobile engines have insufficient noise jamming, since the linear dimensions of automobile mufflers are comparable with the resonating halves of the wavelengths of this frequency spectrum of exhaust noise (300 ... 400 Hz); it means that, for example, with the widespread dimensions of the muffler ≈500 mm and, accordingly, the half-length of the wave equal to 500 mm (0.5 m), the wavelength will be, respectively, 1 m (0.5 m • 2), and frequency - 340 Hz (for t≅ + 20 o C), that is, falls into the specified range 300 ... 400 Hz.

9. Закрепление подводящего патрубка глушителя на торцевой стенке предварительной расширительной камеры - благоприятное, целесообразное мероприятие, направленное на снижение корпусного шума вибрирующего торца глушителя, ограничивающее (связывающее) виброперемещения этой торцевой стенки, как звукоизлучающей диафрагмы и увеличивающее ее изгибную жесткость; в этом случае удается также реализовывать конструкцию четвертьволнового резонатора, образуемого неперфорированным участком центральной трубы (отводящем патрубком), герметично примыкающем к торцевой стенке корпуса. 9. Fixing the silencer inlet pipe to the end wall of the preliminary expansion chamber is a favorable, expedient measure aimed at reducing the body noise of the vibrating silencer end, limiting (connecting) the vibration displacement of this end wall as a sound-emitting diaphragm and increasing its bending stiffness; in this case, it is also possible to realize the design of the quarter-wave resonator formed by the non-perforated section of the central pipe (outlet pipe), which is tightly adjacent to the end wall of the housing.

10. Выбор суммарного проходного сечения отверстий перфораций участка отводящего патрубка, размещенного в предварительной камере, превышающего не менее чем в 1,4 раза площадь проходного сечения входного патрубка позволяет избежать образования участка повышенных гидравлических сопротивлений глушителя в целом и, таким образом, не вызывать дополнительных ухудшений мощностных, экономических и токсических показателей двигателя. 10. The choice of the total bore of the perforations of the section of the outlet pipe, placed in the preliminary chamber, exceeding at least 1.4 times the area of the bore of the inlet pipe allows you to avoid the formation of a section of increased hydraulic resistance of the muffler as a whole and, thus, not cause additional deterioration power, economic and toxic indicators of the engine.

11. Применение компоновки глушителя с боковым подводом входного патрубка к цилиндрическому корпусу глушителя позволяет применять более крупногабаритные глушители шума выхлопа, легко встраиваемые в выхлопную трассу под днищем кузова легкового автомобиля, располагаясь поперечно по отношению к продольной оси автомобиля. В этом случае, также реализуются возможности более гибкого варьирования расположением дополнительных глушителей по выхлопной трассе и применения более крупногабаритных дополнительных глушителей, за счет появления более длинных свободных участков соединительных трубопроводов, связывающих корпуса глушителей системы выхлопа при неизменной длине всей выхлопной трассы (длины автомобиля). 11. The use of a silencer layout with a lateral inlet pipe inlet to a cylindrical silencer body allows the use of larger exhaust silencers that are easily integrated into the exhaust route under the car’s underbody, located transversely to the longitudinal axis of the car. In this case, there are also opportunities for more flexible variation by the location of additional silencers along the exhaust route and the use of larger additional silencers, due to the appearance of longer free sections of connecting pipelines connecting the silencers of the exhaust system with a constant length of the entire exhaust route (vehicle length).

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на фиг.1 показан заявляемый глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания. Здесь же показаны: а) и б), соответственно первая и вторая низшие собственные повысотные (радиальные) формы колебаний газового объема, заключенного в полости предварительной расширительной камеры глушителя; с) - первая низшая собственная продольная форма колебаний газового объема, заключенного в полости предварительной камеры глушителя. The invention is illustrated in the drawings, where figure 1 shows the inventive silencer noise of an exhaust of an internal combustion engine. Shown here are: a) and b), respectively, the first and second lower intrinsic elevation (radial) modes of oscillation of the gas volume enclosed in the cavity of the preliminary expansion chamber of the muffler; c) - the first lowest intrinsic longitudinal waveform of the gas volume enclosed in the cavity of the preliminary chamber of the muffler.

На фиг. 2 показана дополнительная предварительная расширительная камера глушителя и, на фиг.3, ее поперечное сечение по А-А. In FIG. 2 shows an additional preliminary expansion chamber of the silencer and, in FIG. 3, its cross-section along AA.

На фиг. 4 показана зависимость общих уровней шума выхлопа, замеренных в 0,25 м от среза выхлопной трубы, от оборотов двигателя, работающего с полной нагрузкой. In FIG. Figure 4 shows the dependence of the total exhaust noise levels measured at 0.25 m on the exhaust pipe cut off from the engine rpm operating at full load.

На фиг.5 показана спектрограмма уровней шума выхлопа в 0,25 м от выхлопной трубы на основной частоте рабочего процесса 2n/60, Гц. Figure 5 shows a spectrogram of the exhaust noise levels 0.25 m from the exhaust pipe at the main frequency of the working process 2n / 60, Hz.

На фиг.6 показана спектрограмма уровней шума выхлопа в 0,25 м от выхлопной трубы глушителя на частоте 4n/60, Гц. Figure 6 shows a spectrogram of the exhaust noise levels at 0.25 m from the exhaust pipe of the muffler at a frequency of 4n / 60, Hz.

На фиг. 7 и 8 приведены 1/3 октавные спектры шума выхлопа на оборотах двигателя 2600 и 3800 в минуту (микрофон в 0,25 м от среза выхлопной трубы). In FIG. Figures 7 and 8 show 1/3 octave spectra of exhaust noise at engine speeds of 2600 and 3800 per minute (microphone 0.25 m from the exhaust pipe cut).

На фиг. 9 приведен спектр внешнего шума автомобиля в 7,5 м от его продольной оси на стандартном режиме интенсивного разгона на второй передаче со скорости 50 км/час (метод ГОСТ 27436-87, Правила 51-02 ЕЭК ООН). In FIG. Figure 9 shows the spectrum of the car’s external noise 7.5 m from its longitudinal axis in the standard mode of intensive acceleration in second gear at a speed of 50 km / h (method GOST 27436-87, UNECE Rules 51-02).

Многокамерный глушитель выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус 1 с торцевыми стенками 2 и 3, в котором посредством поперечных перегородок 4...7 последовательно образованы камеры: входная 8, выходная 9 и несколько дополнительных 10 и 11, расположенные соосно цилиндру корпуса подводящий 12 и отводящий 13 патрубки, а также промежуточные патрубки 14, полости которых подключены к полостям соответствующих камер посредством своих открытых срезов 15 и сквозных перфорированных участков 16. В корпусе 1 глушителя сформирована, снабженная входным патрубком 17, предварительная расширительная камера 18, примыкающая к входной камере 8 глушителя, геометрические параметры которой обеспечивают эффективное шумозаглушение камеры 18 в среднечастотном звуковом диапазоне, причем входной патрубок 17 предварительной расширительной камеры 18 глушителя смонтирован в ее боковой стенке, таким образом, что внутренний динамический срез 19 входного патрубка 17 расположен на равных расстояниях от торцевой стенки 3 и поперечной перегородки 7 предварительной расширительной камеры 18, под углом -α- к оси цилиндра корпуса так, что мнимое продолжение сечения входного патрубка 17 вдоль его оси не пересекает стенку подводящего патрубка 12, а выходной динамический срез 19 входного патрубка расположен в узловой зоне минимальных значений уровней звукового давления второй радиальной собственной резонансной формы колебаний звуковых давлений объема газа (фиг.1, б), заключенного в полости предварительной расширительной камеры 18 глушителя, при этом участок отводящего патрубка 12 расположен по оси предварительной расширительной камеры 18 по всей ее длине и снабжен сквозными отверстиями перфорации 20, суммарная площадь проходного сечения которых не менее 1,4F, где F - площадь сечения выходного среза входного патрубка 17. The multi-chamber silencer of the exhaust of an internal combustion engine contains a cylindrical body 1 with end walls 2 and 3, in which chambers are formed in series by transverse baffles 4 ... 7: inlet 8, outlet 9 and several additional 10 and 11 located in line with the housing cylinder 12 and outlet 13 nozzles, as well as intermediate nozzles 14, the cavities of which are connected to the cavities of the respective chambers by means of their open sections 15 and through perforated sections 16. In the silencer body 1 is formed, equipped with an inlet pipe 17, a preliminary expansion chamber 18 adjacent to the inlet chamber 8 of the silencer, the geometrical parameters of which provide effective sound attenuation of the chamber 18 in the mid-frequency sound range, and the inlet pipe 17 of the preliminary expansion chamber 18 of the silencer is mounted in its side wall, so that the inner dynamic section 19 of the inlet pipe 17 is located at equal distances from the end wall 3 and the transverse partition 7 of the preliminary expansion chamber 18, p q angle -α- to the axis of the cylinder of the housing so that the imaginary continuation of the cross section of the inlet pipe 17 along its axis does not intersect the wall of the inlet pipe 12, and the output dynamic section 19 of the inlet pipe is located in the nodal zone of the minimum values of the sound pressure levels of the second radial intrinsic resonance waveform sound pressure of the gas volume (figure 1, b), enclosed in the cavity of the preliminary expansion chamber 18 of the muffler, while the portion of the outlet pipe 12 is located along the axis of the preliminary expansion chamber 18 over its entire length and provided with through perforations 20, the total passage area of which at least 1,4F, where F - sectional area of the output cutoff inlet 17.

Работает глушитель обычным образом. Выхлопные газы и звуковые волны по входному патрубку 17 попадают в предварительную расширительную камеру 18 и, вследствие внезапного расширения сечений входного патрубка 17 и предварительной камеры 18 и образования соответствующей "волновой пробки", частично отражаются обратно к источнику излучения звука (выпускному клапану и полости цилиндра двигателя), а частично передаются дальше по направлению к приемному срезу (в данном случае - к перфорированным отверстиям 20 той части подводящего патрубка 12, которая расположена в камере 18), который транспортирует газовый и звуковой поток в соседнюю входную камеру 8 многокамерного глушителя. В зонах входа звуковых волн из полости камеры 18 в полость подводящего патрубка 12 через перфорированные отверстия 20, вследствие внезапных (скачкообразных) сужений проходных сечений волновода (по отношению к проходному сечению камеры 18 глушителя), аналогичным образом звуковые волны частично отражаются в сторону источника излучения (выпускного клапана), а частично передаются по подводящему патрубку 12 в соседнюю резонаторную камеру многокамерного глушителя, где целенаправленно подвергаются заглушению на заданную величину в заданном частотном диапазоне. The muffler works in the usual way. Exhaust gases and sound waves through the inlet pipe 17 fall into the preliminary expansion chamber 18 and, due to the sudden expansion of the cross sections of the inlet pipe 17 and the preliminary chamber 18 and the formation of the corresponding “wave plug”, are partially reflected back to the sound radiation source (exhaust valve and engine cylinder cavity ), and partially transferred further towards the receiving section (in this case, to the perforated holes 20 of that part of the inlet pipe 12, which is located in the chamber 18), which nsportiruet gas and the audio stream to an adjacent inlet chamber of a multichamber muffler 8. In the zones of entry of sound waves from the cavity of the chamber 18 into the cavity of the inlet pipe 12 through the perforated holes 20, due to sudden (spasmodic) narrowing of the passage sections of the waveguide (relative to the passage section of the chamber 18 of the silencer), in a similar way, the sound waves are partially reflected towards the radiation source ( exhaust valve), and are partially transmitted through the inlet pipe 12 to the adjacent resonator chamber of the multi-chamber muffler, where they are purposefully muffled by a predetermined value in a given part Tnom range.

В процессе непрерывных многократных отражений звуковых волн, образующиеся обратные отраженные волны взаимодействуют с прямыми падающими и вследствие противофазных наложений (взаимодействий) частично компенсируются. В зонах резких изменений поперечных сечений волновода и действия фрикционных потерь при резонансных колебаниях газа в горлышках отверстий перфорации, возникают необратимые преобразования звуковой (колебательной) энергии в тепловую с соответствующим ослаблением передачи звуковой энергии из предварительной расширительной камеры 18 в соседнюю камеру многокамерного глушителя. In the process of continuous multiple reflections of sound waves, the resulting reflected reflected waves interact with direct incident waves and, due to antiphase superimpositions (interactions), are partially compensated. In areas of sharp changes in the cross sections of the waveguide and the effect of frictional losses during resonant gas oscillations in the necks of perforation holes, irreversible conversions of sound (vibrational) energy into heat arise with a corresponding weakening of the transmission of sound energy from the preliminary expansion chamber 18 to the adjacent chamber of the multi-chamber silencer.

Эффективность заявляемой конструкции многокамерного глушителя подтверждается ее экспериментальными исследованиями в сравнении с базовой конструкцией основного глушителя полноприводных автомобилей "Нива" (ВАЗ-21214 и ВАЗ-2123). Как следует из приведенных результатов акустических испытаний, применение модернизированного глушителя (заявляемой конструкции) в сравнении со штатным глушителем в составе системы выпуска отработавших газов двигателя 21214 (4-х цилиндрового, 4-х тактного, рабочим объемом 1,7 литра), позволяет уменьшать общие уровни шума выхлопа на 2...5 дБА (см. фиг.4), уровни шума выхлопа на основной частоте рабочего процесса двигателя 2η/60 Гц - на 5...12 дБ (см. фиг. 5), уровни шума выхлопа на второй гармонике основной частоты рабочего процесса 4η/60 Гц - на 5...13 дБ (см. фиг.6). Как иллюстрируют приведенные спектры шума выхлопа на оборотах двигателя 2600 и 3800 в минуту, основной эффект снижения шума обусловлен подавлением излучения в области низких и средних частот звукового спектра (см. фиг.7, 8). Данные экспериментальные результаты соответствуют режиму испытаний двигателя с полной нагрузкой в диапазоне частот вращения коленчатого вала двигателя 1000...6000 об/мин и установке измерительного микрофона шумомера в 0,25 м под углом 60o к продольной оси хвостовой трубы основного глушителя (объекта исследований) системы выпуска отработавших газов, смонтированной вне помещения испытательного моторного бокса (в открытом пространстве).The effectiveness of the claimed design of a multi-chamber silencer is confirmed by its experimental studies in comparison with the basic design of the main silencer of all-wheel drive Niva cars (VAZ-21214 and VAZ-2123). As follows from the results of acoustic tests, the use of a modernized muffler (of the claimed design) in comparison with a standard muffler as part of the exhaust system of an engine 21214 (4-cylinder, 4-stroke, displacement of 1.7 liters), allows to reduce the total exhaust noise levels at 2 ... 5 dBA (see Fig. 4), exhaust noise levels at the main frequency of the engine workflow 2η / 60 Hz - at 5 ... 12 dB (see Fig. 5), exhaust noise levels at the second harmonic of the main frequency of the working process 4η / 60 Hz - at 5 ... 13 dB (see Fig.6 ) As illustrated by the spectra of exhaust noise at engine speeds of 2600 and 3800 per minute, the main effect of noise reduction is due to the suppression of radiation in the low and medium frequencies of the sound spectrum (see Fig. 7, 8). These experimental results correspond to the test mode of the engine with full load in the range of engine crankshaft speeds of 1000 ... 6000 rpm and the installation of the measuring microphone of the sound level meter in 0.25 m at an angle of 60 o to the longitudinal axis of the tail pipe of the main muffler (object of research) exhaust system mounted outside the test engine box (in open space).

Результаты стендовых испытаний подтверждаются результатами дорожных испытаний автомобилей в сборе моделей ВАЗ-21214 и ВАЗ-2123, проходивших акустические испытания с замерами общих уровней и спектров внешнего шума автомобилей, движущихся на режиме интенсивного разгона, (с полностью открытой дроссельной заслонкой) в соответствии с требованиями методики ГОСТ 27436-87 и Правила 51-02 ЕЭК ООН. В этом случае, измерительный микрофон шумомера располагался на расстоянии 7,5 м от продольной оси движения автомобиля на высоте 1,2 м (см. фиг.9, иллюстрирующую эффект снижения излучаемого в окружающую среду шума в частотной области 100...630 Гц примерно на 3 дБ и снижение общих уровней внешнего шума автомобилей на 1,2 дБА). The results of bench tests are confirmed by the results of road tests of cars in the assembly of the VAZ-21214 and VAZ-2123 models, which passed acoustic tests with measurements of the general levels and spectra of external noise of cars moving in intensive acceleration mode (with a fully open throttle valve) in accordance with the requirements of the methodology GOST 27436-87 and UNECE Regulation 51-02. In this case, the measuring microphone of the sound level meter was located at a distance of 7.5 m from the longitudinal axis of the vehicle at a height of 1.2 m (see Fig. 9, illustrating the effect of reducing the noise emitted into the environment in the frequency range of 100 ... 630 Hz approximately by 3 dBA and a decrease in overall levels of external car noise by 1.2 dBA).

Claims (1)

Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок последовательно образованы камеры: входная, выходная и несколько дополнительных, расположенные соосно с цилиндром корпуса подводящий и отводящий патрубки, а также промежуточные патрубки, полости которых подключены к полостям соответствующих камер посредством своих открытых срезов и сквозных перфорированных участков, отличающийся тем, что в корпусе глушителя сформирована снабженная входным патрубком предварительная расширительная камера, примыкающая к входной камере глушителя, геометрические параметры которой обеспечивают эффективное шумозаглушение камеры в среднечастотном звуковом диапазоне, причем входной патрубок предварительной расширительной камеры глушителя смонтирован в ее боковой стенке таким образом, что внутренний динамический срез входного патрубка расположен на равных расстояниях от торцевой стенки и поперечной перегородки предварительной расширительной камеры, под углом к оси цилиндра корпуса так, что мнимое продолжение сечения входного патрубка вдоль его оси не пересекает стенку подводящего патрубка, а выходной динамический срез входного патрубка расположен в узловой зоне минимальных значений уровней звукового давления второй радиальной собственной резонансной формы колебаний звуковых давлений объема газа, заключенного в полости предварительной расширительной камеры глушителя, при этом участок отводящего патрубка расположен по оси предварительной расширительной камеры по всей ее длине и снабжен сквозными отверстиями перфорации, суммарная площадь проходного сечения которых не менее 1,4F, где F - площадь сечения выходного среза входного патрубка. A multi-chamber exhaust silencer of an internal combustion engine comprising a cylindrical body with end walls, in which chambers are successively formed by transverse baffles: inlet, outlet and several additional, inlet and outlet pipes arranged coaxially with the cylinder of the body, as well as intermediate pipes whose cavities are connected to the cavities of the respective chambers by means of their open sections and through perforated sections, characterized in that in the silencer case A preliminary expansion chamber equipped with an inlet pipe is adjacent to the silencer inlet chamber, the geometrical parameters of which provide effective sound attenuation of the chamber in the mid-frequency sound range, and the inlet of the preliminary silencer expansion chamber is mounted in its side wall in such a way that the internal dynamic section of the inlet duct is equal distances from the end wall and the transverse partition of the preliminary expansion chamber, at an angle to si of the cylinder of the housing so that the imaginary continuation of the cross section of the inlet pipe along its axis does not intersect the wall of the inlet pipe, and the output dynamic section of the inlet pipe is located in the nodal zone of the minimum values of sound pressure levels of the second radial intrinsic resonance form of sound pressure oscillations of the gas volume enclosed in the preliminary cavity the expansion chamber of the muffler, while the section of the outlet pipe is located along the axis of the preliminary expansion chamber along its entire length and is equipped with transportable perforation holes, the total passage area of which is not less than 1.4F, where F is the cross-sectional area of the outlet section of the inlet pipe.
RU2001102681/06A 2001-01-29 2001-01-29 Internal combustion engine multichamber muffler RU2192548C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001102681/06A RU2192548C2 (en) 2001-01-29 2001-01-29 Internal combustion engine multichamber muffler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001102681/06A RU2192548C2 (en) 2001-01-29 2001-01-29 Internal combustion engine multichamber muffler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2192548C2 true RU2192548C2 (en) 2002-11-10

Family

ID=20245381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001102681/06A RU2192548C2 (en) 2001-01-29 2001-01-29 Internal combustion engine multichamber muffler

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2192548C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460889C1 (en) * 2011-01-20 2012-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Automotive ice exhaust gas silencer
RU2579425C2 (en) * 2011-06-08 2016-04-10 Эбершпехер Игзост Технолоджи Гмбх Унд Ко. Кг Silencer and method of its fabrication
RU2618729C2 (en) * 2014-10-17 2017-05-11 Эбершпехер Игзост Технолоджи Гмбх Унд Ко. Кг Component of exhaust system
CN108443116A (en) * 2018-05-16 2018-08-24 山东科技大学 A kind of inhaling silencer for refrigerator reciprocating compressor
RU2717635C2 (en) * 2015-04-02 2020-03-24 Фишер Контролз Интернешнел Ллс Modal attenuator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВОЛГИН С.Н. и др. Цветной иллюстрированный альбом. Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112 и их модификации. - М.: Третий Рим, 1998, с. 30-31. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460889C1 (en) * 2011-01-20 2012-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Automotive ice exhaust gas silencer
RU2579425C2 (en) * 2011-06-08 2016-04-10 Эбершпехер Игзост Технолоджи Гмбх Унд Ко. Кг Silencer and method of its fabrication
RU2618729C2 (en) * 2014-10-17 2017-05-11 Эбершпехер Игзост Технолоджи Гмбх Унд Ко. Кг Component of exhaust system
RU2717635C2 (en) * 2015-04-02 2020-03-24 Фишер Контролз Интернешнел Ллс Modal attenuator
CN108443116A (en) * 2018-05-16 2018-08-24 山东科技大学 A kind of inhaling silencer for refrigerator reciprocating compressor
CN108443116B (en) * 2018-05-16 2024-04-26 山东科技大学 Suction muffler for refrigerator reciprocating compressor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5365025A (en) Low backpressure straight-through reactive and dissipative muffler
EP2472076B1 (en) Exhaust gas apparatus for an internal combustion engine
US7624841B2 (en) Silencer
JP5229391B2 (en) Exhaust device for internal combustion engine
JP2001501269A (en) Gas flow silencer
RU2192548C2 (en) Internal combustion engine multichamber muffler
RU114727U1 (en) EXHAUST GAS NOISE MUFFLER
US20170145880A1 (en) Quadruple-tuned silencer apparatus and method for attenuating sound from an engine exhaust
JP2009197751A (en) Sound absorber
JP2004519575A (en) Device for damping resonance in conduit
EP1418569A1 (en) Acoustic damper for exhaust system
RU2191268C2 (en) Internal combustion engine muffler
KR101091938B1 (en) Muffler for Engine Waste Gas with Reduction Means for Jet Noise
RU55873U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST SILENCER
RU55037U1 (en) MULTI-CAMERA NOISE MUFFLER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2191269C2 (en) Internal combustion engine muffler
RU56963U1 (en) MULTI-CHAMBER NOISE SILENCER EXHAUST GASES OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE OF A WHEELED VEHICLE
RU2460889C1 (en) Automotive ice exhaust gas silencer
RU61350U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST SILENCER
RU2333370C1 (en) Silencer
KR101693887B1 (en) Muffler with multi-resonator for construction equipment
RU2172846C2 (en) Internal combustion engine exhaust muffler
JP2007224913A (en) Muffler for exhaust system
KR100347305B1 (en) Expention Chamber Silencer with extended inlet and outlet for Deasel generator
RU195483U1 (en) Muffler

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060130

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20070620

QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20140104