Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 01 И 1/О ЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛ ЬСТВ объединение "Елаавтомобилей"в, В.В.Лысков и ство СССР12, 1989.ство СССР8, 1978.А ВЬ ХОЛОПА ДВСГОРАНИЯ(57) Сущность изобретения; глушитель шума содержит корпус 1 с патрубками 2,3, разделенный при помощи поперечных перегородок 4,5,6 на впускную 7, выпускную 8, первую и вторую центральные 9 камеры, выполненные переменного поперечного сеО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Производственноебужский завод легковых(54) ГЛУШИТЕЛЬ ШУМГАТ ЕЛ Я В НУТРЕ Н Н Е ГО чения, установленные в периферийных отверстиях средней перегородки 5 трубки 10 различной длины со скошенными выпускными концами, центральную трубку 11, соединяющую первую центральную 9 и выпускную 8 камеры, впускной 13 и выпускной 14 завихрители, выполненные спиральной формы и снабженные отверстиями 15, рассекатель 16, причем плотность отверстий перфорации 15 завихрителей 13,14 выполнена увеличивающейся на единицу длины в сторону патрубка 3, направление закрутки завихрителей 13,14 выполнено протиповоложным, спирали завихрителей 13,14 выполнены в виде попеременно размещенных витков конусной 17 и цилиндрической 18 формы, а внутренние витки 18спиралей завихрителей 13, 14 размещены частично в смежных камерах 9,8 соответственно, 2 з,п.ф-лы, 2 ил.Изобретение относися к двигателестроению, а именно к глушителям шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания.Известен глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцевыми стенками, центральный выпускной патрубок, щелевое тангенциальное выпускное отверстие и шумопоглощающий элемент, выполненный в виде спирали, причем впускной патрубок снабжен завихрителем, выполненным в виде продольных целей, а спираль шумопоглощающего элемента выполнена перфорированной с суммарной площадью отверстий равной или большей площади сечения впускного патрубка и с количеством витков равным по меньшей мере одному.Также известен глушитель шума выхлопа, содержащий цилиндрический корпус, снабженный впускным, выпускным патрубками и разделенный на впускную, выпускнуо, центральные камеры при помощи перегородок, причем средняя перегородка снабжена периферийными трубками равной длины со скошенными концами, обращенными скосами к центру камеры и центральной трубкой, соединенной с выпускной камерой и снабженной перфорацией, выполненной на входном конце патрубка, а также установленные в крайних перегородках целевые завихрители,Недостатками данных глушителей являются низкая эффективность шумоглушения выхлопа и узкий диапазон глушения шумов. повышенное гидравлическое сопротивление, что значительно ухудшает процессы газообмена в двигателе,Целью изобрстения является повышение эффективности шумоглушения,указанная цель достигается тем, что глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с впускными и выпускными патрубками, разделенный при помощи поперечных перегородок на впускную, выпускную, первуа и вторую центральные камеры, установленные в периферийных отверстиях средней перегородки трубки различной длины со скошенными выпускными концами, обращенными скосами к оси корпуса, центральную трубку, соедин яащуа первую центральнуа и выпускнуа камеры и имеощую на входном конце перфорацию, впускной и выпускной завихригели, выполненные в форме усеченного конуса и обращенные малым основанием в сторону впускного патрубка, камеры выполнены переменного сечения, завихрители - спиральной формы и снабжены отверстиями перфорации, впускной завихритель снаб 5 10 15 20 25 ,.д 35 / 0 1с 50 55 жен конусным рассекателем, причем плотность отверстий перфорации завихрителейвыполнена увеличивающейся на единицудлины в сторону выпускного патрубка; направление закрутки впускного и выпускногоза вихр ител ей вы пол не но и роти воположным; спирали завихрителей выполнены ввиде попеременно размещенных витков конусной и цилиндрической формы, а внутренние витки спиралей завихрителей частичноразмещены в смежных камерах.На фиг,1 схематически представлен глушитель, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг,1,Глушитель шума выхлопа содержит корпус 1 с впускными 2 и выпускными 3 патрубками, разделеннгый при помощипоперечных перегородок 4,5,6 на впускную7, выпускную 8, первую и вторую центральные 9 камеры, установленные в периферийных отверстиях средней перегородки 5трубки 1 С различной длины со скошеннымивыпускньнли концами, обращенные скосамик оси корпуса 1, центральную трубку 11,соединяющую первую центральную 9 и выпускнуа 8 камеры и имеющую на входномконце перфорацию 12, впускной 13 и выпускной 14 завихрители выполненные спиральной формы и снабженные отверстиямиперфорации 15, впускной завихритель 13снабжен конусным рассекателем 16, причемплотности отверстия перфорации 15 завихрителей 13,14 выполнены увеличивающимися на единицу длины в сторону выпускногопатрубка 3; направление закрутки впускного 13 и выпускного 14 завихрителей выполнено протиповоложным; спирализавихрителей 13,14 выполнены в виде попеременно размещенных витков конусной 17и цилиндрической 18 формы, а внутренниевитки 18 спиралей завлхрителей 13,14 частлчно размещены в смежных камерах 9,8соответственно,Глушитель шума выхлопа работает следующим образом,Поток отработавших газов, характеризуощийся вь;сокой скоростью и перепадамидавления, из выпускного коллектора двигателя через впускной патрубок 2 попадает вовпускную камеру 7,Пои этом волна сжатия. отражаясь отконца впускного патрубка 2 волной разрежения направляется в цилиндр двигателя идополнительно отсасывает отработавшиегазы с цилиндров, что улучшает процесс газообмена и удельные показатели двигателя.Отражению волны сжатия с наименьшими потерями способствует переход от впускного патрубка 2 к корпусу 1, выполненныйв виде конфузора. Основной поток, соударя 1768771ясь со стенками конусного рассекателя 16 камеры 7 переменного проходного сечения, перегородкой 4 отражается и частично интерференционно заглушается, При этом соответствии формы камеры 7 и структуры потока уменьшается объем отрывных зон и соответственно гидравлическое сопротивление, Распространяясь по спиралевидному каналу завихрителя 13, траектория газового потока плавно искривляется, а сам поток расширяется и закручивается,При этом в момент прохождения зон высокого давления, согласно эффекту взаимодействия волн с отверстием в канале, в последнем образуется отраженная волна разряжения, которая дойдя до входного канала завихрителя 13, дополнительно отсасывает газовый поток из камеры 7, тем самым понижая противодавление выпуску, а поток разделяется на две части, Первая основная часть потока проходит дальше по спиралевидному каналу, а вторая часть через отверстия перфорации 15 расширяется в смежный канал, причем постепенное увеличение отверстий перфорации 15 на единице витка 18 спирали способствует лучшему сглаживанию перепадов давления и скорости.Отношение суммарной площади отверстий перфорации витка 17,18 спирали завихрителя 13 и площади входного канала, образованной между витками 17 и 18, выбрано так, что выполняется выше указанной эффект,Распространяясь по каналу завихрителя 13, газовый поток теряет часть своей энергии из-за трения о стенки канала, в качестве которого выступает вся наружная и внутренняя поверхность витков 17, 18, атакже из-за взаимодействия потока с распространившимся через отверстия перфорации 15 зон высокого давления.В витках 17,18 спирали завихрителя 13 слои газового потока, расположенные дальше от оси завихрителя 12 распространяются по более длинной дуге окружности витков 17,18, что приводит к их отставанию от более ближних слоев газа, этому также способствует то явление, что дальние слои из-за действия на частицы газа центробежной силы претерпевают большие трения о стенки канала. Все это приводит к сдвигу слоев газового потока по фазе. В конечном итоге эти явления обеспечивают глушение шума самим же потоком, Вышеуказанные явления зависят еще от формы канала, образованного витками 17,18.Выбирая определенные комбинации конических 17 и цилиндрических 18 форм вит 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ков достигается более эффективное шумоглушение определенных частот звука,Далее поток выхлопных газов поступает в первую центральную камеру 9, где вращающийся поток разделяется на эоны различного давления. При этом турбулентное перемешивание, обладая способностью поглощать звуковую волну, приводит к снижению уровня шума,Далее периферийная часть (с более высоким давлением), через резонансные трубки 10 со скошенными концами поступает во вторую центральную камеру 9, при этом происходят процессы интерференционного и резонаторного заглушения.Далее поток, огибая стенки второй центральной камеры 9 и перегородку 6, через входной канал попадает в завихритель 14, размещенный с противоположным направлением закрутки газового потока относительно завихрителя 13. При этом изменяется направление потока и звуковая волна теряет свою величину.При распространении потока в завихрителе 14 используются аналогичные процессы, рассмотренные при течении газового потока в завихрителе 13, которые позволяют значительно снизить пульсации давления. Завихренный поток поступает в выпускную камеру 8, где турбулентное перемешивание поглощает звуковую волну, а вращающийся поток под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам камеры 8, создавая разрежение в центральной зоне этой камеры и кинетическая энергия газа используется на эжекцию потока через отверстия перфорации 12 центральной трубки 11, протекающая с расширением, охлаждением потока и способствующая глубокому расширению и гашению шума выхлопа,Далее поток, соударяясь со стенками выпускной камеры 8, принимает овальную форму, частично отражаясь интерференционно глушится. При этом соответствии формы камеры и структуры потока уменьшает объем отрывных зон и соответственно гидравлическое сопротивление выпускной системы.Потом поток попадает в выпускной патрубок 3 и выбрасывается в атмосферу.Более полное использование газодинамических процессов отражения, расширения, перемешивания, разделения,интерференционного и резонаторного заглушения, изменения направления движения газового потока, эжекции, диссипации энергии, расширение и охлаждение способствуют гашению шума выхлопа двигателя в1768771 9 ЬГ Составитель Ф,ГараевТехред М,Моргентал Корректор С.Пекарь едак Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 3628 ВНИИПИ Госу Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 г широком диапазоне работы, что в конечном итоге повышает эффективность глушителя.Техническим преимуществом глушителя является более полное использование газодинамических процессов для глушения шума выхлопа.Общественно-полезным преимуществом заявляемого изобретения является повышение эффективности глушителя шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания.Формула изобретения 1. Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с впускными и выпускными патрубками, разделенный при помощи поперечных перегородок на впускную, выпускную, первую и вторую центральные камеры, установленные в периферийных отверстиях средней перегородки трубки различной длины со скошенными выпускными концами, обращенными скосами к оси корпуса, центральную трубку, соединяющую первую центральную и выпускную камеры и имеющую на входном конце перфорацию, впускной и выпускной завихрители, выполненные в форме усеченного конуса и обращенные малым основанием в сторону впускного патрубка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 5 повышения эффективности шумоглушения,камеры выполнены переменного поперечного сечения, завихрители - спиральной формы и снабжены отверстиями перфорации, впускной завихритель снабжен конус ным рассекателем, причем плотностьотверстий перфорации завихрителей выполнена увеличивающейся на единицу длины в сторону выпускного патрубка, а направление закрутки впускного и выпуск ного завихрителей выполнено противоположным.2, Глушитель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что спирали завихрителей выполнены в виде попеременно размещенных 20 витков конусной и цилиндрической формы,3, Глушитель по пп,1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что внутренние витки спиралей завихрителей частично размещены в смежных камерах.