RU2227216C2

RU2227216C2 - Exhaust muffler of internal combustion engine

Info

Publication number: RU2227216C2
Application number: RU2002118576/06A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Колмогоров; А.А. Горин; М.К. Фанда; А.И. Турыгин
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Ульяновский механический завод"
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-04-20
Also published as: RU2002118576A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: proposed muffler contains housing with intake and outlet branch pipes and one or several separators arranged inside housing. Each separator includes expansion chamber, cone and slotted baffle. Housing is made double-walled. Partitions with through holes are arranged lengthwise the housing between its cylindrical walls. Partitions form perforated upper and lower sectors divided by blind sections. Blind section before outlet branch pipe covers 2/3 of partition area. Muffler is furnished with additional expansion chambers. One additional expansion chamber is arranged in area of intake branch pipe, part of intake branch pipe getting into additional chamber is made perforated. Other additional chamber is arranged after baffle before outlet branch pipe, and third chamber is formed by cylindrical walls and end face walls of housing from side of intake branch pipe. Central part of separator cone is made corrugated and perforated noise damper is placed over said part. One end of noise damper is secured on cone of separator, and the other, on slotted baffle. Diameter at outlet intake branch pipe into expansion chamber is considerably smaller than diameter at inlet of intake branch pipe. EFFECT: improved efficiency of exhaust gas damping and cleaning, increased strength at reduced weight. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к глушителям шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания и очистке отработанных газов.The invention relates to mechanical engineering, in particular engine manufacturing, and in particular to mufflers of exhaust noise of an internal combustion engine and purification of exhaust gases.

Известен глушитель шума двигателя внутреннего сгорания (см., например, а.с. СССР №1137223, кл. F 01 N 1/08, 19.04.83), содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками и конусным участком, сужающимся к выпускному патрубку и разделяющим корпус на впускную промежуточную и выпускную камеры, при этом конусный участок снабжен торцовой стенкой основания и боковыми тангенциальными щелями.Known silencer of the internal combustion engine (see, for example, AS USSR No. 1137223, class F 01 N 1/08, 04/19/83), comprising a housing with inlet and outlet pipes and a conical section, tapering to the exhaust pipe and dividing the housing into the inlet intermediate and exhaust chambers, while the conical section is provided with an end wall of the base and side tangential slots.

Недостатками указанной конструкции являются недостаточная эффективность глушения шума выхлопа и полное отсутствие очистки газов.The disadvantages of this design are the lack of efficiency in damping exhaust noise and the complete lack of gas purification.

Наиболее близким устройством к заявленному изобретению по совокупности признаков является глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания (см., патент России №2150015, кл. F 02 В 75/10 от 22.12.98), содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками, внутри корпуса размещены один или несколько сепараторов, каждый из которых включает расширительную камеру, конус с лопастными направляющими и щелевой отражатель, накопитель с катализатором и эжектором.The closest device to the claimed invention in terms of features is a silencer of the exhaust exhaust of an internal combustion engine (see, patent of Russia No. 2150015, CL F 02 B 75/10 of 12/22/98), containing a housing with inlet and outlet pipes, inside the housing are located one or more separators, each of which includes an expansion chamber, a cone with paddle guides and a slit reflector, a reservoir with a catalyst and an ejector.

Недостатками указанного изобретения являются недостаточная эффективность глушения шума выхлопа, низкая степень очистки газов, обусловленная тем, что очищенные газы опять поступают на вход конуса сепаратора и смешиваются с неочищенными газами, увеличивая тем самым противодавление и ухудшая очистку газов, и недостаточная прочность глушителя при его значительном весе.The disadvantages of this invention are the insufficient efficiency of damping exhaust noise, the low degree of gas purification, due to the fact that the purified gases again enter the inlet of the separator cone and mix with the crude gases, thereby increasing back pressure and impairing gas purification, and insufficient silencer strength with its significant weight .

Техническим результатом изобретения являются повышение эффективности глушения шума выхлопа и очистки газов в ДВС, а также повышение прочности изделия при уменьшении его веса.The technical result of the invention is to increase the efficiency of damping exhaust noise and gas purification in the internal combustion engine, as well as increasing the strength of the product while reducing its weight.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном глушителе шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с впускным и выпускным патрубками, с размещенными внутри корпуса одним или несколькими сепараторами, каждый из которых включает расширительную камеру, конус, щелевой отражатель, указанный корпус снабжен двойными стенками, между цилиндрическими стенками корпуса по всей его длине размещены перегородки со сквозными отверстиями, образующими верхний и нижний перфорированные сектора, разделенные глухими участками, а в перегородке, расположенной перед выпускным патрубком, глухой участок занимает более 2/3 площади перегородки, глушитель снабжен дополнительными расширительными камерами, одна из которых расположена в области впускного патрубка, при этом часть впускного патрубка, входящая в дополнительную камеру, выполнена перфорированной, другая камера расположена за отражателем перед выпускным патрубком, третья камера образована цилиндрическими и торцевыми стенками корпуса со стороны впускного патрубка, при этом центральная часть конуса сепаратора выполнена гофрированной и над ней расположен перфорированный шумопоглотитель, один конец которого закреплен на конусе сепаратора, другой на щелевом отражателе.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known silencer of the exhaust exhaust of an internal combustion engine, comprising a housing with inlet and outlet pipes, with one or more separators located inside the housing, each of which includes an expansion chamber, a cone, a slit reflector, the specified housing equipped with double walls, between the cylindrical walls of the housing along its entire length there are partitions with through holes forming the upper and lower perforated sectors separated by blind sections, and in the partition located in front of the exhaust pipe, the blind section covers more than 2/3 of the partition area, the muffler is equipped with additional expansion chambers, one of which is located in the area of the inlet pipe, while the part of the inlet pipe included in the additional the chamber is perforated, another chamber is located behind the reflector in front of the exhaust pipe, the third camera is formed by cylindrical and end walls of the housing from the inlet pipe while the central part of the separator cone is corrugated and a perforated noise absorber is located above it, one end of which is mounted on the separator cone, the other on the slit reflector.

Диаметр на выходе из впускного патрубка в расширительную камеру может быть значительно меньше диаметра на входе впускного патрубка.The diameter at the outlet of the inlet to the expansion chamber can be significantly smaller than the diameter at the inlet of the inlet.

Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности "новизна".Comparison of scientific, technical and patent documentation for the priority date in the main and related sections shows that the set of essential features of the claimed solution was not previously known, therefore it meets the patentability condition of “novelty”.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический результат, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.Analysis of known technical solutions in the art showed that the proposed device has features that are not in the known technical solutions, and using them in the claimed combination of features makes it possible to obtain a new technical result, therefore, the proposed technical solution has an inventive step compared to the existing level technicians.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, meets the patentability condition "industrial applicability".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания (вариант компоновки).The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a silencer of exhaust noise from an internal combustion engine; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1; figure 4 - silencer of exhaust noise of an internal combustion engine (layout option).

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 с впускным и выпускным патрубками 2, 3. В корпусе 1 размещены один или несколько сепараторов (фиг.1, 4), каждый из которых включает расширительную камеру 4 для снижения пульсации газов, конус 5, щелевой отражатель 6 для разделения потока газов с отверстиями 7.The silencer of the exhaust exhaust from an internal combustion engine comprises a housing 1 with inlet and outlet pipes 2, 3. One or more separators are placed in the housing 1 (Figs. 1, 4), each of which includes an expansion chamber 4 to reduce gas pulsation, a cone 5, a slot reflector 6 for separating the gas flow with holes 7.

Корпус 1 снабжен двойными стенками, между цилиндрическими стенками 8, 9 корпуса 1 по всей его длине размещены перегородки 10 (фиг.2) со сквозными отверстиями 11, образующими верхний и нижний перфорированные сектора 12, 13, разделенные глухими участками 14. В перегородке 15 (фиг.3), расположенной перед выпускным патрубком 3, глухой участок 16 занимает более 2/3 площади перегородки 15, остальную площадь занимает перфорированный сектор 13.The housing 1 is provided with double walls, between the cylindrical walls 8, 9 of the housing 1 along its entire length there are partitions 10 (FIG. 2) with through holes 11 forming the upper and lower perforated sectors 12, 13, separated by blind sections 14. In the partition 15 ( figure 3), located in front of the exhaust pipe 3, the blind section 16 occupies more than 2/3 of the area of the partition 15, the remaining area is occupied by the perforated sector 13.

Глушитель снабжен дополнительными расширительными камерами 17, 18, 19. Камера 17 расположена за впускным патрубком 2, при этом часть впускного патрубка 2, входящая в дополнительную камеру 17, выполнена перфорированной отверстиями 20, а диаметр d на выходе из впускного патрубка 2 в расширительную камеру 17 значительно меньше диаметра D на входе впускного патрубка 2. Камера 18 расположена за отражателем перед выпускным патрубком 3, и камера 19 образована цилиндрическими стенками 8, 9 и торцевыми стенками 21, 22 корпуса 1 со стороны впускного патрубка 2.The silencer is equipped with additional expansion chambers 17, 18, 19. The chamber 17 is located behind the inlet pipe 2, while the part of the inlet pipe 2 included in the additional chamber 17 is perforated with holes 20, and the diameter d at the outlet of the inlet pipe 2 to the expansion chamber 17 much smaller than the diameter D at the inlet of the inlet pipe 2. The chamber 18 is located behind the reflector in front of the exhaust pipe 3, and the camera 19 is formed by cylindrical walls 8, 9 and end walls 21, 22 of the housing 1 from the side of the inlet pipe 2.

На выходе из расширительной камеры 18 установлен эжектор 23 (фиг.1). Расширительная камера 18 может быть соединена непосредственно с выходным патрубком 2, например, при наличии двух или нескольких сепараторов (фиг.4).At the exit of the expansion chamber 18, an ejector 23 is installed (Fig. 1). The expansion chamber 18 can be connected directly to the outlet pipe 2, for example, in the presence of two or more separators (figure 4).

Центральная часть 24 конуса 5 сепаратора выполнена гофрированной, и над ней расположен перфорированный шумопоглотитель 25 с отверстиями 26, один конец шумопоглотителя закреплен на конусе 5 сепаратора, другой на щелевом отражателе 6.The central part 24 of the separator cone 5 is corrugated, and above it there is a perforated sound absorber 25 with holes 26, one end of the sound absorber is fixed to the separator cone 5, and the other to the slit reflector 6.

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.The silencer of the exhaust exhaust of an internal combustion engine operates as follows.

В момент резкого увеличения подачи топлива в двигатель отработанные газы поступают во впускной патрубок 2. После прохода перфорированной отверстиями 20 части впускного патрубка 2, расширительной камеры 17, центральной гофрированной части 24 конуса 5 происходит снижение пульсации газа и закручивание потока. В суженной части конуса 5 скорость потока увеличивается и, проходя на большой скорости суженную часть, меняет направление на 180° и разделяется на два потока: более легкая фракция устремляется в расширительную камеру 4 и далее через отверстия 26 шумопоглотителя 25, расширительную камеру 18, через эжектор 23 в выпускной патрубок 3.At the time of a sharp increase in fuel supply to the engine, the exhaust gases enter the inlet pipe 2. After the perforated part of the inlet pipe 2, the expansion chamber 17, the central corrugated part 24 of the cone 5 are perforated by holes 20, the gas pulsation decreases and the flow swirls. In the narrowed part of the cone 5, the flow velocity increases and, passing at a high speed, the narrowed part changes direction by 180 ° and is divided into two streams: the lighter fraction rushes into the expansion chamber 4 and then through the openings 26 of the sound absorber 25, the expansion chamber 18, through the ejector 23 to the exhaust pipe 3.

Взвешенные частицы через отверстия 7 щелевого отражателя 6 отбрасываются 6 полость 27 между стенками 8, 19 корпуса 1, и далее при проходе через отверстия 11 перфорированного сектора 12 в перегородках 10 происходит снижение скорости потока и задержание взвешенных частиц газа на глухих участках 14 перегородок 10.Suspended particles through the holes 7 of the slit reflector 6 are discarded 6 cavity 27 between the walls 8, 19 of the housing 1, and then when passing through the holes 11 of the perforated sector 12 in the partitions 10, the flow rate decreases and suspended gas particles are detained in the deaf sections 14 of the partitions 10.

Далее поток проходит через расширительную камеру 19, образованную цилиндрическими стенками 8, 9 и торцевыми стенками 21, 22 корпуса 1 и через отверстия 11 в перфорированном секторе 13 перегородок 10, через полость 28, образованную цилиндрическими стенками 8, 9 корпуса 1, через отверстия 11 в перфорированном секторе 13 перегородки 15 в выпускной патрубок 3.Further, the flow passes through the expansion chamber 19, formed by the cylindrical walls 8, 9 and the end walls 21, 22 of the housing 1 and through the holes 11 in the perforated sector 13 of the partitions 10, through the cavity 28 formed by the cylindrical walls 8, 9 of the housing 1, through the holes 11 in perforated sector 13 of the partition 15 in the exhaust pipe 3.

Для бензиновых ДВС стенки 8, 9, 21, 22 корпуса 1, шумопоглотитель 25, отражатели 6, конусы 5 имеют хромированное покрытие, что способствует более полному окислению продуктов неполного сгорания топлива.For gasoline ICEs, walls 8, 9, 21, 22 of housing 1, sound absorber 25, reflectors 6, cones 5 have a chrome coating, which contributes to a more complete oxidation of products of incomplete combustion of fuel.

При увеличении числа оборотов двигателя за счет повышения температуры отработанных газов и скорости потока происходит догарание взвешенных частиц, накопленных на глухих участках 14 перегородок 10 и в других местах, с последующим удалением продуктов сгорания через выпускной патрубок 3.With an increase in the engine speed due to an increase in the temperature of the exhaust gases and the flow rate, the suspended particles are accumulated on the deaf sections of the 14 partitions 10 and in other places, followed by the removal of combustion products through the exhaust pipe 3.

При двух (фиг.4) или нескольких сепараторах центральный поток газа уравнивается с потоком, который проходит между стенками корпуса 1, поэтому эжектор не нужен, давление уравнивается после прохождения двух или нескольких сепараторов, поток смешивается в расширительной камере 18 и уходит через выпускной патрубок 3.With two (Fig. 4) or several separators, the central gas flow is equalized with the flow that passes between the walls of the housing 1, therefore, an ejector is not needed, the pressure is equalized after passing two or more separators, the flow is mixed in the expansion chamber 18 and leaves through the exhaust pipe 3 .

Предлагаемый глушитель шума выхлопа ДВС позволяет повысить эффективность глушения шума выхлопа и очистки газов в ДВС за счет разделения потоков газа на фракции, очищенную и неочищенную, и последовательного их удаления, а также повысить прочность изделия при уменьшении его веса.The proposed exhaust silencer ICE allows you to increase the efficiency of damping exhaust noise and gas purification in the internal combustion engine due to the separation of gas flows into fractions, purified and uncleaned, and their subsequent removal, as well as to increase the strength of the product while reducing its weight.

Claims

1. The silencer of the exhaust exhaust of an internal combustion engine, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, with one or more separators placed inside the housing, each of which includes an expansion chamber, a cone, a slit reflector, characterized in that the housing is provided with double walls between cylindrical walls of the body along its entire length there are partitions with through holes forming the upper and lower perforated sectors separated by blind sections, and in the partition located in front of you a quick nozzle, the blind section occupies more than 2/3 of the partition wall, the muffler is equipped with additional expansion chambers, one of which is located in the inlet pipe region, while the part of the inlet pipe entering the additional chamber is perforated, the other chamber is located behind the reflector in front of the exhaust pipe , the third chamber is formed by the cylindrical and end walls of the housing from the side of the inlet pipe, while the central part of the separator cone is corrugated and above it laid apertured silencer, one end of which is fixed on the cone of the separator, the other at the slit reflector.

2. The silencer of the exhaust exhaust of an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the diameter at the outlet of the inlet to the expansion chamber is much smaller than the diameter at the inlet of the inlet.