RU56961U1 - Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU56961U1
RU56961U1 RU2006115083/22U RU2006115083U RU56961U1 RU 56961 U1 RU56961 U1 RU 56961U1 RU 2006115083/22 U RU2006115083/22 U RU 2006115083/22U RU 2006115083 U RU2006115083 U RU 2006115083U RU 56961 U1 RU56961 U1 RU 56961U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
exhaust
exhaust pipe
chamber
cross
Prior art date
Application number
RU2006115083/22U
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Ильич Фесина
Евгений Владимирович Филин
Рудольф Натанович Старобинский
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 RU2006115083/22U priority Critical patent/RU56961U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU56961U1 publication Critical patent/RU56961U1/ru

Links

Landscapes

  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно, к многокамерным глушителям шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания. Глушитель содержит цилиндрический корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси промежуточных патрубков смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно меньшей центральной оси овала поперечного сечения глушителя, на участке выпускного патрубка размещена концентричная резонаторная камера, образованная перфорированным участком выпускного патрубка и цилиндрическим кожухом охватывающим с зазором перфорированный участок выпускного патрубка. Отличительной особенностью глушителя является то, что суммарная площадь отверстий перфораций стенки перфорированного участка выпускного патрубка внутри резонаторной камеры составляет не менее 0,9 от площади проходного поперечного сечения выпускного патрубка, причем открытая боковая поверхность первого ряда перфораций составляет не менее 15% площади проходного поперечного сечения выпускного патрубка, перфорированный участок выпускного патрубка размещен на выходной части резонаторной камеры таким образом, что
Lтупик+(0,1-0,2)dпатр=(0,45...0,55)Акам
где:
Lтупик - длина неперфорированной (тупиковый) входной части выпускного патрубка внутри резонаторной камеры до первого ряда отверстий перфорации;
Акам - длина большой центральной оси овального поперечного сечения
корпуса (камеры) глушителя;
dпатр - диаметр проходного поперечного сечения выпускного патрубка. Полезная модель обеспечивает высокую эффективность работы глушителя (высокое шумозаглушение) преимущественно в диапазоне оборотов максимального крутящего момента на коленчатом вале двигателя внутреннего сгорания. 1 н.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно, к многокамерным глушителям шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС).
Известны глушители шума выхлопа для ДВС, конструкции которых описаны в патентах РФ №№641140, 1245726, 1043329, 1019082, 1010306. Указанные конструкции глушителей шума выхлопа для ДВС содержат цилиндрический корпус с торцевыми стенками, впускную и выпускную камеры, впускной и выпускной патрубки, срезы которых размещены соответственно внутри полостей впускной и выпускной камер. Такие глушители относительно просты в изготовлении, но недостаточно эффективны по шумозаглушению для выполнения современных требований более жестких стандартов на внешний и внутренний шум транспортных средств.
Известен глушитель шума выхлопа для ДВС с более высокой эффективностью заглушения шума выхлопа, авторское СССР №1420193, МКИ7 F 01 N 1/00, БИ №32/88, (см. также Волгин С.Н. и др. Цветной иллюстрированный альбом. Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112 и их модификации. Москва, «Третий Рим»), принятый в качестве прототипа, который в настоящее время применяется на ряде моделей автомобилей ОАО «АВТОВАЗ» и СП «GM-AVTOVAZ». Глушитель шума выхлопа для ДВС содержит цилиндрический корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, три камеры, - впускную, выпускную и промежуточную, разделенные перегородками, соосные впускной и выпускной патрубки, срезы которых размещены соответственно внутри впускной и
выпускной камер и два промежуточных патрубка, расположенных аксиально по обе стороны от оси корпуса, по которым через открытые прямые и боковые срезы патрубков проходит выхлопной газ из впускной камеры, через промежуточную, в выпускную камеру и концентрическую резонаторную камеру, установленную на выпускном патрубке. Для ослабления передачи шума из промежуточного патрубка в выпускную камеру на выпускном прямом срезе этого патрубка установлена торцевая заглушка, препятствующая передаче звука вместе с прямым потоком газов, а выход газов и звука происходит через перфорации в боковой поверхности патрубка. Перегородка в промежуточной камере (задняя по ходу глушителя) содержит крупные отверстия и не выполняет функции разделяющего элемента камеры, и по сути - является технологическим крепежным элементом для фиксации заданных пространственных положений патрубков и кожуха резонатора. Известная конструкция глушителя позволяет использовать его в настоящее время, в частности, на легковых автомобилях, так как он обладает вполне высокой шумозаглушающей эффективностью, как на средних частотах (за счет использования трех расширительных камер), так и на высоких частотах - в том числе и за счет наличия концентрической резонаторной камеры, смонтированной на выпускном патрубке, что позволяет удовлетворять требованиям действующих национальных и международных стандартов, лимитирующих внешний и внутренний шум транспортных средств. Недостатком этой конструкции глушителя является уменьшение эфективности шумоглушения вследствие усиления передач звуковой энергии на резонансных частотах (на низших собственных модах первой поперечной моды) промежуточной камеры глушителя, что обуславливает передачу и излучение интенсивного звука, на этих частотах, из глушителя в окружающую среду и не удовлетворяет более жестким перспективным требованием действующих национальных и международных стандартов, лимитирующих внешний и внутренний шум транспортных средств.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, подразумевает повысить эффективность работы глушителя, в частности, обеспечить высокое шумозаглушение преимущественно в диапазоне оборотов максимального крутящего момента на коленчатом вале ДВС.
Решение технической задачи заключается в том, что предлагается устройство многокамерного глушителя шума выхлопа ДВС, содержащее цилиндрический корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в
котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, на участке выпускного патрубка которого размещена концентрическая резонаторная камера, образованная стенками выпускного патрубка и цилиндрическим кожухом, охватывающим перфорированный участок выпускного патрубка, и отличающееся тем, что:
а) суммарная площадь отверстий перфораций стенки перфорированного участка выпускного патрубка внутри резонаторной камеры составляет не менее 0,9 от площади проходного поперечного сечения выпускного патрубка, причем открытая боковая поверхность первого ряда перфораций составляет не менее 15% площади проходного поперечного сечения выпускного патрубка
б) перфорированный участок выпускного патрубка размещен на, выходной части резонаторной камеры таким образом, что
Lтупик+(0,1-0,2)dпатр=(0,45...0,55)Акам
где:
Lтупик - длина неперфорированной (тупиковый) входной части выпускного патрубка внутри резонаторной камеры до первого ряда отверстий перфорации;
Акам - длина большой центральной оси овального поперечного сечения корпуса (камеры) глушителя;
dпатр - диаметр проходного поперечного сечения выпускного патрубка.
Благодаря этой особенности устройства глушителя, как показали исследования опытных образцов, достигнута высокая эффективности его работы (высокое шумозаглушение) преимущественно в диапазоне оборотов максимального крутящего момента на коленчатом вале ДВС.
Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и
воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". При этом полезная модель может быть осуществлена в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологии.
Другие особенности и преимущества заявляемой полезной модели станут понятны из следующего детального описания, приведенного исключительно в форме не ограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие предпочтительный вариант реализации, на которых;
- на фиг.1, 2 и 3 представлена схема конструктивного исполнения заявляемого глушителя, и распределение звуковых давлений в низшей поперечной моде колебаний в промежуточной камере глушителя (на фиг.3)
- на фиг.4 схематично показаны пути прохождения колебательного и стационарного потоков отработавших выхлопных газов ДВС, через выпускной патрубок 10.
Условные обозначения физических параметров характеризующих работу глушителя приведены ниже:
светлые стрелки - стационарный поток выхлопных газов (м3/с);
темные стрелки - колебательный объемный расход выхлопных газов (м3/с);
Р7 - колебательное давление выхлопных газов в полости выпускной камеры 7 у свободного открытого среза 15 выпускного патрубка 10;
q23 - колебательный объемный расход выхлопных газов из полости выпускного патрубка 10 через отверстия перфорации 23 во внешний замкнутый объем резонаторной камеры 22;
q15 - колебательный объемный расход выхлопных газов в сечении среза 15 патрубка 10 из выпускной камеры 7 в выпускной патрубок 10;
q31 - колебательный объемный расход выхлопных газов в сечении среза 31 выпускного патрубка 10.
Конструкция многокамерного глушителя шума выхлопа ДВС, представленная на фиг.1 и фиг.2, содержит цилиндрический корпус овального поперечного сечения 1 с торцевыми стенками 2 и 3, в котором посредством двух поперечных перегородок 4 и 5 образованы три камеры: впускная камера 6,
выпускная камера 7 и промежуточная камера 8, соосно расположенные впускной патрубок 9 и выпускной патрубок 10 и аксиально размещенные по обе стороны от оси корпуса промежуточные патрубки 11 и 12. Впускной патрубок 9 сообщается с впускной камерой 6 через отверстия перфорации 13, на патрубке 9. Концевая часть впускного патрубка 9, находящаяся в полости выпускной камеры 7 закрыта глухой торцевой заглушкой 14. Выпускной патрубок 10 сообщается с выпускной камерой 7 через открытый прямой срез 15. Промежуточный патрубок 11 сообщается с впускной камерой 6 через прямой срез 16, а с промежуточной камерой 8 - через прямой срез 18 и с объемом 26 между патрубком 11 и кожухом 27 - через отверстия перфорации 17. Промежуточный патрубок 12 сообщается с промежуточной камерой 8 через открытый свободный срез 19, а с выпускной камерой 7 - через отверстия перфорации 20 на патрубке 12. Со стороны впускной камеры 6 в срезе промежуточного патрубка 12 установлена глухая торцевая заглушка 21.
На участке выпускного патрубка 10 в полости промежуточной камеры 8 образована концентричная резонаторная камера 22, образованная посредством перфорирования отверстиями 23 участка выпускного патрубка 10, закрытого (охваченного) сплошным цилиндрическим кожухом 24.
Работает глушитель обычным образом.
Выхлопные газы, совместно с шумовой энергией газового потока, при реализации рабочего процесса ДВС, подводятся к глушителю по трубопроводной магистрали системы выпуска, распространяются по впускному патрубку 9 глушителя и через отверстия перфорации 13 поступают в полость впускной камеры 6 глушителя. В зонах отверстий перфораций 13 в полости камеры 6 вследствие резкого расширения акустического волновода и обусловленного этим скачкообразного изменения волнового сопротивления, определяемого соотношением суммарной площади проходных сечений отверстий перфорации 13 впускного патрубка 9 к площади проходного сечения камеры 6, звуковые волны частично отражаются обратно к источнику излучения (выпускному клапану - на чертежах не показан). Данному процессу способствует также глухая торцевая заглушка 14, перекрывающая прямую передачу неослабленного в глушителе звука из впускного патрубка 9 в выпускную камеру 7 и далее в выпускной патрубок 10. Неотраженная часть энергии звуковых волн передается и транспортируется по
направлению к прямому срезу 16 промежуточного патрубка 11. Вследствие скачкообразного изменения волнового сопротивления, определяемого соотношением проходных сечений камеры 6 и промежуточного патрубка 11, звуковые волны частично отражаются в сторону источника излучения (к выпускному клапану) и частично передаются из полости камеры 6 через прямой срез 18 промежуточного патрубка 11 в промежуточную камеру 8, где вследствие резкого расширения акустического волновода на свободном срезе 18 в полости камеры теряют часть звуковой энергии и, далее, передаются к свободному открытому срезу 19 промежуточного патрубка 12 и, вследствие резкого сужения акустического волновода, частично отражаются, в том числе дополнительно и от торцевой заглушки 21 патрубка 12, обратно в сторону источника излучения (к выпускному клапану), а частично передаются из полости камеры 8 через отверстия перфорации 20 промежуточного патрубка 12, в полость выпускной камеры 7, где вследствие процесса резкого расширения на пути распространения по акустическому волноводу в полости камеры теряют часть звуковой энергии и, далее, частично передаются к свободному срезу 15 выпускного патрубка 10 и, вследствие резкого сужения проходного сечения патрубка 10, как передающего элемента акустического волновода, частично отражаются в сторону источника излучения (к выпускному клапану) и частично проходят по выпускному патрубку 10, попадают в полость резонаторной камеры 22, образованной перфорацией участка патрубка 10, охваченного сплошным цилиндрическим кожухом 24, отверстиями 23, теряют в резонаторной камере 22 энергию заданного частотного диапазона в процессе фрикционных резонансных (с большими амплитудами) колебаний газа и далее по выпускному патрубку 10 и выхлопной трубе (не показана) выделяются в атмосферу.
Однако, эффективность работы известной конструкции глушителя (прототипа) значительно ухудшается, с возникновением частотных полос пропускания незаглушенной звуковой энергии при возбуждении в промежуточной камере 8 резонансных колебаний на частоте ее первой поперечной собственной моды. Распределение давлений в этой собственной моде показано на фигуре 3. При этом, колебания на первой поперечной резонансной моде беспрепятственно передаются из промежуточного патрубка 11 в промежуточный патрубок 12 так как промежуточная камера 8 не ослабляет указанных видов колебаний (на указанной первой поперечной собственной моде).
Для ослабления передачи по элементам глушителя этих паразитных резонансных колебаний газа на собственной частоте низшей поперечной собственной моды промежуточной камеры 8, часть выпускного патрубка 10, находящаяся внутри полости резонаторной камеры 22 выполняется неперфорированной на длине Lтупик таким образом, чтобы образованный в тупиковой части резонаторной камеры 22 кольцевой четвертьволновый резонатор 30 подавлял паразитные поперечные резонансные колебания газа этой первой собственной поперечной моды, возникающие в полости промежуточной камеры 8 (см. фиг.4).
Таким образом, интегрированный в полость резонаторной камеры 22 тупиковый кольцевой резонатор 30, позволяет дополнительно улучшить шумозаглушающие характеристики многокамерного глушителя.
Для наиболее эффективного рассеивания резонансной колебательной энергии выхлопных газов месторасположение отверстий 23 перфораций выпускного патрубка 10, их площади и соответствующие длины элементов выпускного патрубка 10 (Lтупик) должны быть согласованы как между собой, так и с режимом работы ДВС.
Компьютерное моделирование акустических и газодинамических процессов, протекающих в устройстве, согласно заявляемой конструктивной схемы глушителя показали, что рациональным, с точки зрения обеспечения высокой эффективности его (глушителя) работы (обеспечение высокого шумозаглушения преимущественно в диапазоне оборотов максимального крутящего момента на коленчатом вале ДВС), является взаимосогласованный выбор этих конструктивных параметров из следующих соображений:
А) суммарная площадь отверстий перфораций стенки перфорированного участка выпускного патрубка внутри резонаторной камеры составляет не менее 0,9 от площади проходного поперечного сечения выпускного патрубка, причем открытая боковая поверхность первого ряда перфораций составляет не менее 15% площади проходного поперечного сечения выпускного патрубка
Б) перфорированный участок выпускного патрубка размещен на выходной части резонаторной камеры таким образом, что
Lтупик+(0,1-0,2)dпатр=(0,45...0,55)Акам
где:
Lтупик - длина неперфорированной (тупиковый) входной части выпускного патрубка внутри резонаторной камеры до первого ряда отверстий перфорации;
Акам - длина большой центральной оси овального поперечного сечения корпуса (камеры) глушителя;
dпатр - диаметр проходного поперечного сечения выпускного патрубка.
Таким образом, реализуется конструкция высокоэффективного по шумозаглушению многокамерного глушителя шума выхлопа ДВС, за счет исключения резонансных усилений звуковой энергии транспортируемого потока выхлопных газов в его концевом заглушающем конструктивном элементе - выпускном патрубке, за счет ослабления передачи паразитных колебаний газа на собственной частоте низшей поперечной моды промежуточной камеры 8, что позволяет уменьшить акустическое загрязнение окружающей среды транспортными средствами, оборудованными поршневыми ДВС.

Claims (1)

  1. Многокамерный глушитель шума выхлопа ДВС, содержащий цилиндрический корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси промежуточных патрубков смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно меньшей центральной оси овала поперечного сечения глушителя, на участке выпускного патрубка размещена концентричная резонаторная камера, образованная перфорированным участком выпускного патрубка и цилиндрическим кожухом, охватывающим с зазором перфорированный участок выпускного патрубка, отличающаяся тем, что суммарная площадь отверстий перфораций стенки перфорированного участка выпускного патрубка внутри резонаторной камеры составляет не менее 0,9 от площади проходного поперечного сечения выпускного патрубка, причем открытая боковая поверхность первого ряда перфораций составляет не менее 15% площади проходного поперечного сечения выпускного патрубка, перфорированный участок выпускного патрубка размещен на выходной части резонаторной камеры таким образом, что
    Lтупик+(0,1-0,2)dпатр=(0,45...0,55)Акам,
    где Lтупик - длина неперфорированной (тупиковый) входной части выпускного патрубка внутри резонаторной камеры до первого ряда отверстий перфорации;
    Акам - длина большой центральной оси овального поперечного сечения корпуса (камеры) глушителя;
    dпатр - диаметр проходного поперечного сечения выпускного патрубка.
    Figure 00000001
RU2006115083/22U 2006-05-02 2006-05-02 Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания RU56961U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115083/22U RU56961U1 (ru) 2006-05-02 2006-05-02 Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115083/22U RU56961U1 (ru) 2006-05-02 2006-05-02 Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU56961U1 true RU56961U1 (ru) 2006-09-27

Family

ID=37437167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006115083/22U RU56961U1 (ru) 2006-05-02 2006-05-02 Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU56961U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022125880A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-16 Rheem Manufacturing Company Water heating system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022125880A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-16 Rheem Manufacturing Company Water heating system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006207378A (ja) 排気系用の騒音低減デバイス、および、それを備える排気系
RU56961U1 (ru) Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU56960U1 (ru) Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU114727U1 (ru) Глушитель шума выпуска отработавших газов
RU2330969C2 (ru) Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
US8936133B2 (en) Four cycle internal combustion engine exhaust
RU50253U1 (ru) Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU56962U1 (ru) Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU54095U1 (ru) Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU50254U1 (ru) Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU2460889C1 (ru) Глушитель шума выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства
RU19555U1 (ru) Глушитель шума
RU185332U1 (ru) Глушитель шума отработавших газов двигателя внутреннего сгорания
RU2319856C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
RU81769U1 (ru) Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU2322592C2 (ru) Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU81768U1 (ru) Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU47978U1 (ru) Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
JP2009209854A (ja) 消音器
RU63454U1 (ru) Автомобильный глушитель
RU11834U1 (ru) Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU55037U1 (ru) Многокамерный глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
RU2241126C1 (ru) Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания
JP2015206314A (ja) 燃料電池車の排気音の消音構造
RU56963U1 (ru) Многокамерный глушитель шума выхлопа отработавших газов двигателя внутреннего сгорания колесного транспортного средства

Legal Events

Date Code Title Description
QA1K Utility model open for licensing

Effective date: 20140416