UA70212A

UA70212A - Noise suppressor for internal combustion engines

Info

Publication number: UA70212A
Application number: UA20031212995A
Authority: UA
Inventors: Stepan Dmytrovych Lekhman; Oleh Anatoliiovych Hnatiuk
Original assignee: Univ Nat Agrarian
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2004-09-15

Abstract

A noise suppressor for internal combustion engines comprises a housing, an inlet and an outlet branch pipes and partitions, as truncated hollow cones directed with the smaller opening to the side of the inlet branch pipe and placed at same distance between those. The partitions are made continuous with one-side noise-absorbing coating and are installed in such a way that the generatrix of the cone forms an acute angle with the generatrix of the cylindrical (or other in shape) housing of the suppressor.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до машинобудування, зокрема будування двигунів внутрішнього згоряння, а 2 безпосередньо до глушників шуму двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ).The invention relates to mechanical engineering, in particular to the construction of internal combustion engines, and 2 directly to silencers of internal combustion engines (ICE).

Відома конструкція глушника (патент Мо1373292 по заявці Німеччини Мо2131410 від 24.06.1971р.), який складається з корпусу, закритого з обох кінців кришками, що мають центральні отвори, які утворюють газопровідний канал. Вздовж усієї внутрішньої поверхні корпусу розміщено перший демпфуючий пристрій, а другий шумогасячий пристрій виконаний у вигляді перегородок, розміщених вздовж усього корпусу на певній 70 віддалі одна від однієї під прямим кутом до внутрішньої поверхні корпусу глушника. Між кожними двома послідовно розміщеними перегородками утворюється резонансна камера. До трубчатого корпусу (круглого, овального або багатокутного перерізу) за допомогою внутрішнього перфорованого металевого екрану кріпиться поглинальний перший демпфуючий пристрій, що має назву повздовжньої шумогасячої системи. Зазначена система забезпечує шумопоглинання за рахунок явища резонансу і складається з елементів, що мають форму 12 відкритих ззовні коритець, які заповнюються піноподібним матеріалом. Кожен з таких резонаторів (коритець) може виготовлятись у вигляді вставок, відкриті сторони яких ззовні закриваються екрануючою фольгою.The muffler design is known (patent Мо1373292 according to the application of Germany Мо2131410 dated 24.06.1971), which consists of a body closed at both ends with lids having central holes that form a gas channel. The first damping device is placed along the entire inner surface of the case, and the second noise dampening device is made in the form of partitions placed along the entire body at a certain distance of 70 from each other at a right angle to the inner surface of the muffler body. A resonance chamber is formed between every two sequentially placed partitions. An absorbing first damping device called a longitudinal noise dampening system is attached to the tubular body (round, oval or polygonal cross-section) with the help of an internal perforated metal screen. The specified system provides noise absorption due to the phenomenon of resonance and consists of elements having the form of 12 troughs open from the outside, which are filled with a foam-like material. Each of these resonators (trays) can be made in the form of inserts, the open sides of which are covered from the outside with a shielding foil.

Недоліком відомого винаходу є те, що резонансні камери, які розміщуються між перегородками, не забезпечують необхідного глушіння шуму, бо при такому їх розміщенні, звукові хвилі лише частково втрачають свою звукову енергію при поглинанні та відбиванні від перфорованого екрану і від послідуючої взаємодії їх з 20 новими ударними хвилями при роботі двигуна. Крім цього повздовж шумопоглинальна система резонаторів є занадто громіздкою, що негативно впливає на габаритні розміри глушника.The disadvantage of the known invention is that the resonant chambers, which are placed between the partitions, do not provide the necessary noise suppression, because when they are placed in this way, the sound waves only partially lose their sound energy when they are absorbed and reflected from the perforated screen and from their subsequent interaction with 20 new shock waves during engine operation. In addition, the noise-absorbing system of the resonators is too bulky along the way, which negatively affects the overall dimensions of the muffler.

В основу винаходу покладено завдання поліпшення ефективності роботи двигунів та зниження шуму від їх роботи, тобто створення такого глушника для ДВЗ, який чинив би найменший опір проходженню випускних газів і одночасно забезпечив би більш ефективне глушіння шуму при їх проходженні. 29 Поставлене винаходом завдання досягається тим, що глушник шуму для двигунів внутрішнього згоряння, що « складається з корпусу, впускного і випускного патрубків та перегородок у вигляді зрізаних пустотілих конусів, орієнтованих меншим отвором у бік впускного патрубка і розміщених на однаковій віддалі між собою, згідно винаходу перегородки глушника виконані суцільними з одностороннім шумопоглинальним покриттям, мають форму зрізаного пустотілого конуса і встановлені так, що твірна конуса має гострий кут з твірною сч 30 циліндричного (або іншої форми) корпусу глушника, звукопоглинальний пристрій корпусу глушника має че суцільний шар з високоефективного шумопоглинального матеріалу, який розміщений між перфорованим екраном і зовнішньою стінкою глушника, крім того, передня кришка, до якої кріпиться впускний патрубок,має сч форму дифузора, що утворює кут Ж з віссю симетрії газопровідного каналу, а задня стінка встановлена під Га») прямим кутом до зазначеної осі.The invention is based on the task of improving the efficiency of engines and reducing noise from their operation, that is, creating such a muffler for internal combustion engines that would offer the least resistance to the passage of exhaust gases and at the same time provide more effective noise suppression during their passage. 29 The task set by the invention is achieved by the noise muffler for internal combustion engines, which "consists of a body, intake and exhaust nozzles and partitions in the form of truncated hollow cones, oriented with a smaller hole towards the intake nozzle and placed at the same distance from each other, according to the invention the baffles of the muffler are made solid with a one-sided noise-absorbing coating, have the shape of a truncated hollow cone and are installed so that the generating cone has an acute angle with the generating angle of the cylindrical (or other shape) muffler housing, the sound-absorbing device of the muffler housing has a continuous layer of highly effective noise-absorbing material, which is placed between the perforated screen and the outer wall of the muffler, in addition, the front cover, to which the intake pipe is attached, has the shape of a diffuser, which forms an angle Ж with the axis of symmetry of the gas channel, and the rear wall is installed at a right angle to the indicated axis .

Зо Внутрішня частина глушника може мати круглий, овальний або багатокутній переріз, збирається із окремих - секцій перегородок відповідної форми (зрізаного конусу, зрізаної піраміди тощо), менший отвір якої направлений проти потоку випускних газів. Перегородки прикріплюються до внутрішньої поверхні екрана глушника, яка виготовляється із перфорованого листового металу. Кут нахилу секції перегородки (твірної певної « геометричної фігури) до твірної корпусу глушника, віддаль між перегородками, а також їх розміри (діаметри і З 50 товщина) підібрані таким чином, що забезпечують багаторазове відбивання, розсіювання і співударяння с звукових хвиль у кожній камері між перегородками, забезпечуючи високоефективне глушіння шуму. Крім цьогоЗ The inner part of the muffler can have a round, oval or polygonal cross-section, it is assembled from separate sections of partitions of the appropriate shape (truncated cone, truncated pyramid, etc.), the smaller opening of which is directed against the flow of exhaust gases. The baffles are attached to the inner surface of the muffler screen, which is made of perforated sheet metal. The angle of inclination of the section of the partition (creating a certain "geometrical shape) to the creating body of the muffler, the distance between the partitions, as well as their dimensions (diameters and C 50 thickness) are selected in such a way as to ensure multiple reflection, scattering and collision of sound waves in each chamber between partitions, providing highly effective noise suppression. beside this

Із» звукоїзолюючий пристрій, що розміщений між перфорованим екраном і зовнішньою стінкою корпусу глушника запобігає поширенню звукових хвиль при їх проникненні через стінки корпусу глушника назовні."Iz" soundproofing device, placed between the perforated screen and the outer wall of the muffler housing, prevents the propagation of sound waves when they penetrate through the walls of the muffler housing to the outside.

На фіг.1 зображений загальний вигляд глушника шуму ДВЗ, на фіг.2, 4 приведений вид перегородок глушника, на фіг.3 приведена схема роботи глушника. і Глушник шуму для двигунів внутрішнього згоряння містить корпус 1, впускний патрубок 2, який кріпиться до ав | передньої кришки 5 і створює з нею форму дифузора, випускний патрубок З прикріплений до задньої стінки 6, встановленої перпендикулярно осі симетрії газопровідного каналу, у корпусі глушника 1 розміщуються спеціальні о перегородки 4, що мають форму пустотілого зрізаного конуса. Віддаль між перегородками 4 а і кут нахилу їх -к 70 твірних ж, до корпусу 1 глушника є постійними величинами. Перегородки глушника 4 з однієї сторони покриваються мінеральними волокнами, які утримуються за допомогою спеціального перфорованого пристрою. із Глушник працює слідуючим чином. Потік газів з фронтом підвищеного тиску з вхідного патрубка 2 потрапляє до центрального каналу глушника, утвореного отворами перегородок. При досягненні перших кількох щілин між перегородками він розширюється, розбиваючись на кілька окремих складових, які рухаючись між перегородками 29 АД у напрямку до екрана, відбиваються від перегородок. При цьому звукові хвилі, що відбиваються від поверхонь в. з покриттям і без покриття, мають різні характеристики, що сприяє їх розсіюванню при подальшій взаємодії між собою.Fig. 1 shows the general view of the internal combustion engine noise muffler, Fig. 2, 4 shows the view of the muffler partitions, Fig. 3 shows the working diagram of the muffler. and The noise muffler for internal combustion engines includes a housing 1, an intake pipe 2, which is attached to the av | of the front cover 5 and creates the shape of a diffuser with it, the exhaust pipe C is attached to the rear wall 6, installed perpendicular to the axis of symmetry of the gas channel, in the muffler body 1 special partitions 4 are placed, which have the shape of a hollow truncated cone. The distance between the partitions 4 a and the angle of inclination of them - to 70 degrees, to the housing 1 of the muffler are constant values. The partitions of the muffler 4 are covered with mineral fibers on one side, which are held using a special perforated device. with The silencer works as follows. The flow of gases with a front of increased pressure from the inlet pipe 2 enters the central channel of the muffler, formed by the openings of the partitions. When it reaches the first few gaps between the partitions, it expands, breaking into several separate components, which, moving between the partitions 29 AD in the direction of the screen, are reflected from the partitions. At the same time, sound waves reflected from the surfaces of coated and uncoated, have different characteristics, which contributes to their dispersion during further interaction with each other.

При досягненні перфорованого екрану звукові хвилі додатково руйнуються за рахунок їх поглинання волокнами звукопоглинального пристрою і розсіювання перфорованим екраном. Послаблена таким чином 60 звукова хвиля відбита від екрану знову потрапляє на стінки перегородок і завдяки подальшому відбиванню, рухаючись у зворотньому напрямку втрачає звукову енергію від зустрічного удару нової звукової хвилі. Таким чином по мірі проходження випускних газів від впускного патрубка 2 до випускного патрубка З відбувається послідовне руйнування фронту підвищеного тиску за рахунок розсіювання, поглинання, багаторазового відбивання та реактивної взаємодії із зустрічними хвилями. Крім цього підвищений тиск між перегородками у бо периферійній зоні (біля стінок перфорованого екрану) відіграє роль демпфуючого пристрою, завдяки чому відбувається зниження удару нових хвиль до перфорованого екрану.Upon reaching the perforated screen, sound waves are additionally destroyed due to their absorption by the fibers of the sound-absorbing device and scattering by the perforated screen. The sound wave 60 weakened in this way, reflected from the screen, again hits the walls of the partitions and due to further reflection, moving in the opposite direction, loses sound energy from the oncoming impact of a new sound wave. Thus, as the exhaust gases pass from the intake nozzle 2 to the exhaust nozzle Z, the front of increased pressure is successively destroyed due to scattering, absorption, multiple reflection and reactive interaction with oncoming waves. In addition, the increased pressure between the partitions in the peripheral zone (near the walls of the perforated screen) plays the role of a damping device, due to which the impact of new waves on the perforated screen is reduced.

Запропонована конструкція глушника забезпечує ефективне глушіння шуму шляхом постійного багаторазового розділення звукового фронту на скадові, зниження їх енергії за рахунок демпфування, поглинання та співударянь з хвилями зустрічних потоків.The proposed design of the muffler provides effective noise suppression by constantly multiple separation of the sound front on the scud, reducing their energy due to damping, absorption and collisions with the waves of oncoming streams.

Простота конструкції та однотипність елементів глушника полегшує його впровадження у виробництво. При цьому досягається технічний ефект (простота конструкції і низький опір проходженню випускних газів) та соціальний - зниження шуму випускних газів до нормативних (санітарних) рівнів. а з 8 є - й й УТА о є. ся ДЕThe simplicity of the design and the homogeneity of the elements of the muffler facilitate its introduction into production. At the same time, a technical effect (simplicity of the design and low resistance to the passage of exhaust gases) and a social effect is achieved - reducing the noise of exhaust gases to regulatory (sanitary) levels. and from 8 there are - and UTA o there are. sia DE

Я Дж й м 07 г» р ж ще и ушу и и ' й ЩЕ т й - /Е т г! ! зм ше че З З хеI J y m 07 g» r zh still i ushu y y ' y SCHE t y - /E t g! ! zm she che Z Z he

Ц У х з хх й ! т х З х х. Е 2 нщ я ік І - дудриия ит я 1Ts U x z xx y ! t x Z x x. E 2 nsch i ik I - dudryiya it i 1

Фіг. 1 1 6Fig. 1 1 6

А А ке ДУ пай з ЄМ їйAnd A ke DU pai with EM to her

Іа 7 І Я, й «Ia 7 And I, and "

З МИ х йWith WE x y

Сх «у зе» с й «-Сх "у зе" с и "-

Фіг. 2 : с й 5. г. Ї з о пек | іFig. 2: p and 5. g. I z o pek | and

З р--- - манніFrom r--- - Manny

Й й с хY and s h

ЕІ й - дк « п--- : ' .отяо---- . --- . шк і. кан ан ох х. М 3 с «Шк і: с "з Фіг. З и 5EI y - dk « p--- : ' .otyao---- . --- . shk and kan an oh x. M 3 s "Shk i: s "from Fig. 3 and 5

ШеShe

Claims

Formula of the invention (c)

with 1. A silencer for internal combustion engines, consisting of a body, inlet and outlet nozzles and partitions in the form of truncated hollow cones, oriented with a smaller hole towards the inlet nozzle and placed at the same distance from each other, which is distinguished by the fact that the partitions are made GCs are continuous with a one-sided noise-absorbing coating and are installed so that the generating cone forms an acute angle with the generating point of the cylindrical (or other shape) muffler body.

2. The muffler according to claim 1, which is characterized by the fact that the sound-absorbing element of the muffler body has a continuous layer of highly effective noise-absorbing material, which is placed between the perforated screen and the outer wall of the muffler.

» 3. The muffler according to claim 1, which differs in that the front cover, to which the intake pipe is attached, has the shape of a diffuser that forms an angle with the axis of symmetry of the gas channel, and the back wall is installed at a right angle to the specified axis. 6о триигя я " : " " : : pov Official Bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2004, M 9, 15.09.2004. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. b5