Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания

(51) 4 Е 01 Х 1 00 3ВОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей(54) (57) 1. ГЛУШИТЕЛЪ ШУМА ВЫХЛОПА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, преимущественно спортивного автомобиля, содержащий цилиндрический корпус с торцовыми стенками, впускной и два выпускных патрубка, срезы которых размещены внутри корпуса, и рассеиватели звуковой энергии, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, впускной и выпускные патрубки размещены параллельно и противоположно на цилиндрической поверхности корпуса, а выпускные патрубки размещены по обе стороны от центI.801250667 А 1 ральной плоскости, проходящей через ометрический центр корпуса и сонпалакнцей с его нормальным поперечным сечением, и соединены между собой ири помокни трубы, разделенной продольной перегородкой с отнерстиями на Лва канала, причем оси вьпскных патрубков отстоят от центральной плоскости на расстоянии/41., гле . длина корпуса, ось впускного иатрубка совпадает с центральной плоскостьк, внутренний срез впускного патрубка отстоит от иролольной осн корпуса н сторону впускного иатрубка на расстоянии (0,2 0,4)д.;, а внутренние срезы выпускных патрубков отстоят от иролольной оси кориси н сторону впускного иатрубка на расстоянии 0,63 г 0,2 0,4)д., где сУ. диаметр нускного иатр бка; двн 1 диаметр выпускных патрубков; г радиус корпусы2. Глушитель ио и. 1, отлачающпйсч тем, что рассеинатели выполнены н ниле перфорированных перегородок, установленныхх параллельно торцовым стенкам кориси иа рассгоянии 1,81. от шслелних.фФ,383 г ) Изобретение относится к машиностроению, в частности двигдтелестроению, а именно и глушителям шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, преимущественно спортивного автомобиля.Цельк изобретения является повышениеэффективности глушителя.Нд фиг. 1 представлена схема глушителя шума выхлопа и шесть низких собственных резонансных форм продольных колебаний газа в корпусе г.тушителя; на фиг. 2 схема глушителя и первые две низшие собственные резонансные формы радиальных колебаний газа в корпусе глупителя; на фиг. 3 эпюра распределения скцростсй газа, поступаюниго из полости пдтрлбкд, и эпюра распределения дав.нийГлушитель шума выхлопа содержит корпус 1 н виде кругового цилиндра, ограницпный трцовыми стенками 2, впускной 3 и выпускные 4 патрубки, рассеиватели 5 звуковой энергии Патрубки 3 и 4 размещены параллельно и противоположно на цилиндрической поверхности корпуса 1 глушителя и плоскостях, параллельных торцовым стенкам 2, при этом впускной патрубок 3 размещен в плосксти, проходящей через геометрический центр корпуса 1 Выпускные пдтрубки 4 соединены между собой при плоци трубы 6 и отстоят от геол 1 етрического центра на расстоянии 1/4., где .длина корпуса 1. Труба 6 разделена продольной перегородкой 7 на два канала, собщакщихся посредстим отверстий 8.Рассеивдтели 5 выполнены в виде перфцриров нных перегородок, устансвленньх пдрдллелыго торцовым стенкам 2 на расстоянии 1/8. цт пос.одних. Внутренний срез впускного патрубка 3 отстоит от продцльшй оси корпуса 1 на расстоянии (О 2 0,4)с. в сторсу впускног патрубка 3, авнутренние срезы выпускных патрубков 4 располож. ны на расстоянии 0,63 г (0,2 - 0,4)(11 п от продочыой оси корпуса 1рону впускного патрубка 3, где с вп -. - диаметр впускного патрубкд 3; сы - диаметр выпускного патрубка 4; г - радиус корпуса 1.Глушите.ь шума выхлопа работает следукипим бразом.Поток выхгциных газов от двигате.чячерез впускной пдтрубок 3 поступает в корпусглушителя, где расширяется, теряет скорость и звуковую энер ию. Дополнительно звуковдя энергия рассеивается в отверстиях перфорации перегородок 7, и значительно ослабленный поток через выпускной пдтрубцк 4 выводится в атмосферу.1 ри этом в силу волновы.х процессов, прцисххдящих в полости глушителя, особенно на низших собственных резонансных формах воздушного объема, заклкченного вц,нсти корпуса 1 глушителя, происходит эффективное возбуждение стенок корпуса 1 глушителя и излучение им звуковой энергии в окружающую среду. Для исключения этого отрицательного фактора элементы глушителя размецают следующим образом.Размещение впускного патрубка 3 в полости, параллельной торцовым стенкам 2 и проходящей через геометрический центр корпуса 1, позволяет исключить возбуждение всех нечетных продольных форм колеба. ний давления газа, находяцегося в корпу. се 1 глушителя. Однако при этом возбуждаются и передакэтся все четные продольные формы. Для исключения передачи в окружающую среду второй и шестой продоль ной формы колебаний давления газа внутренние срезы выпускных патрубков 4 размещают в плоскостях, параллельных торцовым стенкам 2 и отстояцих от геометрического центра на расстоянии 1/4 Е,.Для ослабления четвертой продольной формы колебаний давления перфорированные перегородки 5 располагают параллельно торцовым стенкам 2 на расстоянии 1/8. цт них. Это соотеетствуег помещению перепродок в уз.човые (нулевые) линии, в которых величина звукового давления на этой фрмс минимальная, а величина скоростей мдксилальная, т. е. наиболее эффективное расс иванне звуковой энергии происходит в этом месте. Таким образом достигается значительное ослабление влияния низших собственных резонансных продольных форм колебаний давления воздушного объема на вибровозбуждение корпуса 1 глушителя. В связ с тем, что адиус корпуса 1 нзчительно меныпе его длины, влияние низших собственных резонансных радиальных форм колебаний давления воздуц- ного объема на стенки корпусауже незначительны. Поэтому при настройке глушителя достаточно учесть только две первые радиальные формы колебаний давления. Эпюра(фиг. 2) узловая (нулевая) линия первой радиальной формы, проходит через продольную ось корпуса 1 глушителя. Вблизи продольной цси, являющейся геометрическим центром глушителя, целесообразно разместить внлтренний срез впускного патрубка 3. Это позволяет исключить возбуждение внутренним срезом патрубка 3 воздушного объел в, за кл ючен ного в кор. пусе 1 глушителя на этой форме. Из анализа эпюрыч следует, что вто. рзя радиальная форма давлений при этом возбуждается.Распределение полей давлений в полости корпуса 1 глушителя (в том случае, когда он имеет форму кругового цилиндра) осуществляется в соответствии с Бесселевой функцией первого рода нулевого по- рядка)250667 й В этом случае нулевые значения давления Р=О получаются при значениях г=0,63 Я (т. е. узловые линии образуются при г=0,63 ф Достаточно малые значения величины давлений сохраняются при г=(0,60 - 0,66)Я, что позволяет учитывать и компенсировать некоторую деформацию эпюры давления от незначительных, вынужденных смещений среза патрубка 4 от оптимального значения. Поэтому внутренние срезы выпускного патрубкз 4 целесообразно размещать 10 на расстоянии 0,63 г от продольной оси корпуса 1 с учетом динамического удлинения.Центр тяжести эпюры выходных скоростей пульсирующего потока в бесконечном пространстве размещен на расстоянии 0,31 от среза патрубка, где Ы - диаметр патрубка, в котором транспортируется газовый поток. В связи с этим если узловая плоскость находится на расстоянии 0,3 г 1 от срезов патрубков 3 и 4, то не происходит возбуждения этой формы колебаний. В за. 2 о висимости от различных соотношений диаметров патрубков и условного диаметра корпуса глушителя, в котором расположены патрубки, различной формь торцовых стенок, из-за отфланцовки срезов патрубков, эта величина (0,3 с) меняется. Для размеров и соотношений, используемых на практике, применяется, как правило, диана.зон (0,2 - 0,4)У. Из этих соображений внутренние срезы впускного 3 и выпускных 4 патрубков целесообразно смецзть на величину динамического удлинения. Следует также учитывать и влияние дкустических процессов, происходящих во внутреццс и полости выпускны патрубков 4. Анализ эпюр и, а и и, ;(фиг.) показываст, что в результате рдскачк) воздушного объема, находящегося в полс)сти глхшителя, входными срезами патрубка 4 в сикх симметричного рзсположсния названных срезов относительно центральной поперечной плоскости звуковые давления цз этих формах формируются в противофазе и с одинаковой амплитудой. Таким образом, суммарное звуковое давление на этих формах равно нулю И зцзлизд четвертой формь (см. и) следуст, то распрсделение звукового давления на этой форме под влиянием входнььх срезов пдтрубкд 4 осуществляется в фазе. Однако вследствис того, что звуковые волны от входных срсов патрубкд 4, проходя)цс цо трубе 6 д) отверстий 8, выполненных и перегородке пр)ходят различные пути, в:ону нззв;иных отверстий волны приходят н разных фазах (т. сс. НГ) однх стороъ отцестия 8 звуковое давление на этой форме является положительным, а цо другук) отрицательным). При этом за счст компенсации полей давлений в зоне отверстий 8 звхковая энергия нд этой форме уменьшается, так кзк часть ее перебродит в тенговхю. Таким образом исключается влияние воз. буждеция выпускных пдтрхбкс)в 4 ца совокупное излучснце от г,ушителя в окру кдк)- щук) средх.Составитель В. Славников Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор В. Бутяга Заказ 4384/25 Тираж 500 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4