Глушитель шума впуска двигателя внутреннего сгорания

Номер патента: 1767207

Авторы: Воркуев, Геращенко, Григорьев, Кутузов, Тупов

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1767207 А 1 19 2 М 3512 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1,Кане А.Б, "Борьба сдизелей", ЛМашиностр94 Кут оркуев,щенкоумом всение, 19 1 ван , с,9 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 2, Инструкция по эксплуатации мотоцикла "Восход", с,41, рис,20, 1975,(54) ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению. Целью изобретения является увеличение эффективности шумоглушения на частотах собственных колебаний среды во впускном канале. Указанная цель достигается тем, что геометрические размеры промежуточного трубопровода 4, соединяющего камеры глушителя, связаны с соответствующими размерами впускного канала 8 двигателя соотношениями Ь + К 1 Зц + К В 2 (0,81,2)(к+ КД и От 0,66 к, где 1 т длина трубопровода; Яц и Ят 2 - площадь впускного 5 и выпускного б торцевых отверстий трубопровода 4; 0 - максимальный размер поперечного проходного сечения трубопровода 4, например диаметр; к - длина впускного канала 8, считая от впускного органа до отверстия, через которое впускной канал 8 сообщается с камерой глушителя; Я - площадь входного отверстия 7 впускного канала 8; К - коэффициент, значение которого в каждом из трех членов первого уравнения выбираются от местоположения того отверстия, на площадь которого под знаком радикала умножается этот коэффициент; К = 0,3, если торцевое отверстие (5,6,7) вместе с соединяющим камеры трубопроводом 4 или впускным каналом 8 (или частью их) введено в полость камеры на глубину, равную или большую квадратного корня из площади этого отверстия; К = 0,4, если это отверстие введено на меньшую глубину или расположено заподлицо с внутренней поверхностью стенки глушителя, 11 з.п,ф-лы, 1 ил,Изобретение относится к глушителям шума впуска ДВС и может быть использовано в двигателетроении в качестве глушителей шума.Известны реактивные камерные глушители шума впуска двигателей, содержащие расширительные камеры, сообщающиеся между собой, с атмосферой и рабочей полостью цилиндра или кривошипной камерой (в двухтактных карбюраторных ДВС с кривошипно-камерной системой йродувки) через каналы (трубопроводы). Например, такой глушитель описан в 11 и состоит из двух последовательно расположенных расширительных камер, соединенных между собой трубопроводом для прохода воздуха. С одной стороны, глушитель через воздухозаборную трубу сообщается с атмосферой, а с другой присоединен через патрубок к продувочному насосу двигателя.Недостатки устройства-аналога: 1) отсутствие специальной настройки трубоп ро вода, соеди ня ю щего камеры (подбором его геометрических размеров), исходя из размеров впускного канала(патрубка), соединяющего глушитель с рабочей полостью продувочного насоса, для подавления спектральных составляющих шума, вызванных резонансными явлениями во впускном канале, вследствие чего акустическая эффективность глушителя оказывается невысокой;2) отсутствие ограничений на размер внутреннего диаметра трубопровода, соединяющего камеры, приводит к прохождению звуковой волны (энергии) указанных резонансных колебаний на радиальных собственных модах трубопровода чеоеэ глушитель практически без ослабления, что в свою очередь ведет к ухудшению эффективности шумо глушения,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является глушитель шума впуска для мотоциклов класса 175 см,з состоящий из двух камер (ресивера и фильтрующей коробки), соединенных двумя одинаковыми трубопроводами, Глушитель сообщается с кривошипной камерой ДВС через впускной канал, образованный впускным патрубком двигателя, воздушным каналом карбюратора и муфтой, с помощью которой глушитель присоединен к карбюратору 2.Недостатки прототипа состоят в следующем:1) отсутствует настройка трубопроводов, соединяющих камеры, на подавление составляющих шума на частотах резонансных колебаний во впускном канале двигателя при закрытом впускном окне1 к+ 31 + К Ят 2 =(О 8 1,2) (1 к+ К Як),;50От 0,66 к, (2)где Ь - длина промежуточного трубопровода,Ят 1 - площадь впускного торцевого отверстия промежуточного трубопровода;Бт 2 - площадь выпускного торцевого отверстия промежуточного трубопровода;От - максимальный размер поперечногосечения промежуточного трубопровода; 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 посредством целенаправленного подбора длины трубопроводов и площадей их торцевых отверстий, исходя из длины и площади входного отверстия впускного канала двигателя (входного, считая в направлении движения среды во впускной системе), В процессе работы ДВС его впускной орган (клапан или впускное окно) периодически открывается, и воздух через глушитель и впускной канал поступает в рабочую полость двигателя, например, в кривошипную камеру, При закрытом впускном органе во впускном канале возникают собственные колебания среды, повышаюшие уровень шума впуска, Этот шум, мало ослабляемый глушителем, выходит в окружающую среду, если не предусмотрены элементы, настроенные на заглушение шума, вызванного собственными колебаниями среды во впускном канале;2) отсутствует ограничение на внутренний диаметр трубопровода, соединяющего камеры, что приводит к пропусканию глушителем звуковой энергии указанных резонансных колебаний на частотах собственных радиальных мод колебаний воздуха в этом трубопроводе, вследствие чего снижается эффективность шумоглушения,Целью изобретения является повышение эффективности шумоглушения на частотах собственных колебаний среды во впускном канале,Указанная цель достигается тем, что в глушителе впуска ДВС, содержащем последовательно расположенные и соединенные промежуточным трубопроводом камеры, первая из которых впускная, по ходу движения среды, связана с атмосферой посредством впускных трубок или входных отверстий, выполненных в стенке камеры, а последняя - с рабочей полостью цилиндра ДВС или кривошипной камерой через впускной канал, геометрические параметры конструктивных элементов связаны следующим соотношением:От 066 к, (2) где К - коэффициент, значение которого зависит от местоположения отверстия, на площадь которого под знаком радикала он умножается, Для конструкции, показанной на рисунке, во втором члене левой части уравнения (1) К = 0,4, так как отверстие 5 расположено заподлицо с поверхностью перегородки 3, а в третьем члене К = 0,3, так как отверстие 6 введено в полость камеры на глубину, большую чем Ят. В правой ча 50 55 Як - площадь входного отверстия впускного канала;К = 0,3, 0,4 - коэффициент, учитывающий присоединенную массу среды того отверстия, на площадь которого под знаком 5 радикала умножается этот коэффициент.Сопоставительный анализ заявляемого объекта с прототипом показал, что первое отличается новыми признаками, заключающимися в иной связи геометрических пара метров конструктивных элементов, что дает право сделать вывод о соответствии предлагаемого устройства критерию "новизна".Сущность изобретения поясняется чертеком, где изображен глушитель шума впу ска ДВС.Глушитель шума впуска состоит из корпуса 1, внутри которого размещен воздухофильтр 2 и перегородка 3 с промежуточным трубоп р оводом 4. П роходное сечение мо жет быть произвольной формы (например, круглое), изменяющееся или постоянное по длине промежуточного трубопровода, Промежуточный трубопровод 4 имеет впускное 5 и выпускное 6 отверстия, Глушитель через 25 свое выходное отверстие 7 сообщается с впускным каналом 8, для которого отвеостие 7 является входным. Впускной канал 8 может содержать воздушный канал карбюратора 9 (в карбюраторных ДВС), а может и 30 не содержать его (например, в дизелях). Поршень 10 изображен в нижней мертвой точке, когда впускное окно 11 закрыто, и кривошипная камера 12 изолирована от впускного канала 8. Глушитель сообщается 35 с атмосферой через впускные трубки (или входные отверстия, выполненные в корпусе) 13, Длина промежуточного трубопровода, площади Ят и Я его впускного 5 и выпускного 6 торцевых отверстий, макси мальный размер (диаметр) От его проходного сечения выбраны в зависимости от длины к впускного канала 8 и площади Я его входного отверстия 7 в соответствии с соотношениями 45 к+ Ят + К Ят =(08 1 2)(к+ К -к); сти уравнения (1) для изображенной на чертеже конструкции К = 0,4, так как входное отверстие 7 впускного канала 8 расположено заподлицо с внутренней поверхностьа стенки корпуса 1 глушителя,Максимальным размером От трубопровода 4 в показанном на фиг, глушителе является диаметр отверстия 5. Длина к впускного канала 8 измеряется по его центральной оси между точками ее пересечения с воображаемыми поверхностями, проходящими через кромки отверстий 7 и 11, и совпадающими по форме с формой внутренних поверхностей тех полостей, которые соединяет впускной канал 8, В случае, представленном на чертеже, обе воображаемые поверхности, вписанные в отверстия 7 и 11, являются цилиндрическими, так как соединяют полости, внутренние поверхности которых в местах соединения с впускным каналом 8 имеют цилиндрическую форму. Глушитель впуска ДВС работает следующим образом, В течение фазы впуска, когда впускное окно 11 открыто, воздух поступает в глушитель через трубки (отверстия) 13, воздухофильтр 2, промежуточный трубопровод 4 и отверстия 7 во впускной канал 8, а затем через впускной орган (впускное окно 11) - в рабочую полость (например, в кривошипную камеру 12) двигателя, Это движение среды во впускном канале 8 за счет сил инерции продолжается после закрытия впускного окна 11, поэтому во впускном канале 8 около поршня 10 образуется избыточное давление(или разряжение, если наблюдается обратный выброс среды иэ рабочей полости перед закрытием впускного органа). Под действием избыточного давления (разряжения) во впускном канале 8 при закрытом впускном окне 11, совершаются затухающие собственные колебания среды, которые создают шум высокой интенсивности на частоте четвертьволнового резонанса впускного канала и частично - на первых обертонах, За счет выбора геометрических размеров промежуточного трубопровода 4 в соответствии с соотношениями (1) и (2) создается высокое акустическое сопротивление трубопровода 4 в отверстии 6 вследствие четвертьволновой трансформации малого акустического сопротивления отверстия 5, Высокое входное акустическое сопротивление промежуточного трубопровода 4 в отверстии 6 препятствует прохождению через него звуковой волны на частоте четвертьволнового резонанса впускного канала 8, Аналогично промежуточный трубопровод 4 не пропускает звук на указанных выше обертонах впускного канала,1767207 Составитель В,ТуповТехред М.Моргентал Корректор И,Шулла Редактор Г,Федотов Заказ 3534 Тираж ПодписноеВНИИПИ Госудаоственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Так как шум на указанных частотах является обычно доминирующим в спектре шума впуска,то удается получить значительное снижение звуковой мощности, проходящей через глушитель в окружающую 5 среду. Это достигается без введения в глушитель дополнительных шумоглушащих элементов, за счет рационального выбора соответствующих геометрических размеров промежуточного трубопровода, соединяю щего камеры глушителя.Изобретение позволяет уменьшить шумовое загрязнение окружающей среды, способствуя тем самым оздоровлению труда и быта человека. 15Формула изобретения.1, Глушитель шума впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий впускную с по меньшей мере одним входным отверстием и выпускную с по меньшей мере 20 одним выходным отверстием камеры, соединенные между собой при помощи по меньшей мере одного промежуточного трубопровода с впускным и выпускным отверстиями, и воздухофильтр, размещенный во 25 впускной камере, причем выпускная камера посредством впускного канала соединена с цилиндром двигателя или его кривошипной камерой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности шумоглу шения на частотах собственных колебаний среды во впускном канале, геометрические параметры конструктивных элементов связаны соотношениями 35 к+Ят 1 + К Ят 2 =(0,8 1,2)(к+ К Як);, От 0,66 к,40 где т - длина промежуточного трубоп ровоЯц - площадь впускного отверстия промежуточного трубопровода;Ят 2 - площадь выпускного отверстия промежуточного трубоп ровода;45От - максимальный размер поперечного сечения промежуточного трубопровода;к - длина впускного канала;Я - площадь входного отверстия впускного канала; К = 0,30,4 - коэффициент, учитывающий присоединенную массу среды того отверстия, на площадь которого под знакомрадикала умножается коэффициент.2, Глушитель по п,1, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что промежуточный трубопроводвыполнен с постоянным по длине поперечным сечением.3, Глушитель по п,1, отл и ч а ю щи йс я тем, что промежуточный трубопроводвыполнен с переменным по длине поперечным сечением.4. Глушитель по пп 1 - 3, отли ч а ю щийс я тем, что по меньшей мере одно входноеотверстие впускной камеры снабжено впускной трубкой.5, Глушитель по пп 1 - 4, отл ича ю щи йс я тем, что дополнительно содержит корпусс торцевыми стенками, впускная и выпускная камеры расположены в корпусе и разделены поперечной перегородкой, апромежуточный трубопровод размещен впоследней.6. Глушитель по пп.1 - 5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что промежуточный трубопроводрасположен в выпускной камере.7, Глушитель по пп,1-5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что промежуточный трубопроводрасположен во впускной камере.8, Глушитель по пп.1 - 7, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что входное отверстие впускнойкамеры размещено в торцевой стенке корпуса,9, Глушитель по пп.1 - 8, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что выходное отверстие выпускнойкамеры расположено на боковой поверхности корпуса,10, Глушитель по пп,1 - 9,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что впускная трубка частичнорасположена во впускной камере,11, Глушитель по п,п. 1 - 10, о т л и ч а ющ и й с я тем, что промежуточный трубопровод установлен соосно с корпусом, а еговыпускное отверстие расположено в зонеторцевой стенки корпуса,12, Глушитель по пп.1 - 11, о т л и ч а ющ и й с я тем, что выпускная камера выполнена с объемом, превышающим объем впускной камеры.

Смотреть

Заявка

4678178, 11.04.1989

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-7393, МГТУ ИМ. Н. Э. БАУМАНА

ГРИГОРЬЕВ ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ, ВОРКУЕВ СЕРГЕЙ АРКАДЬЕВИЧ, КУТУЗОВ МИХАИЛ ВЛАДИМИРОВИЧ, ТУПОВ ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ, ГЕРАЩЕНКО ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: F02M 35/12

Метки: внутреннего, впуска, глушитель, двигателя, сгорания, шума

Опубликовано: 07.10.1992

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1767207-glushitel-shuma-vpuska-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Глушитель шума впуска двигателя внутреннего сгорания</a>

Похожие патенты