Глушитель шума двигателя внутреннего сгорания

(5)5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВ 4 4 1( ОщЯ(71) Могилевский технологический институт Министерства народного образования БССР(56) Авторское свидетел ьство СССР М 1305410, кл. Р 01 И 1/00, 1985.Авторское свидетельство СССР М 1236122, кл. Е 01 й 1/08, 1984.(54) ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ДВИГАТЕЛЯ В НУТРЕ Н Н Е ГО С ГО РАН И Я(57) Сущность изобретения; глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1, снабженный впускным 2 и выпускным 3 патрубками и разделенный перфорированными конусными перегородками 4-6 на расширительные камеры 7 - 10. По ходу движения газов диаметры отверстий перфорации в перегородках 4-6 уменьшаются. а количество отверстии при этом увеличивается и связано между собой определенными соотношениями через коэффициенты 1,618 и 2,618.Перегородки 4-6 установлены вершиной конуса в сторону впускного патрубка 2. Значения диаметров отверстий и их количество в одной из перегородок 4, 5, 6 принято как одно из чисел ряда Фибоначчи. Использование соотношений с коэффициентами 1,618 и 2,618 обуславливает достижение одинаковой пропускной способности перегородок 4-6, что в свою очередь стабилизирует газовый поток и повышает эффективность шумоглушения, Применение конусных перегородок 4-6 способствует снижению лобового аэродинамического сопротивления при движенииа газов. а закономерности чисел Фибоначчи упрощают расчет перфорации перегородок 4-6 и обеспечивают возможность унификации конструкции глушителей разных марокдвигателей, 1 э,п. ф-лы, 1 ил.5 10 15 20 5 10 15 20 25 30 35 Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к глушителям шума для двигателя внутреннего сгорания.Известен глушитель шума, содержащий цилиндрический корпус, снабженный впускным патрубком и выпускным отверстием и разделенный перфорированными перегородками одинаковой конфигурации на ряд расширительных камер. Однако в этой известной конструкции геометрические параметры перегородок и их конструктивные особенности не связаны между собой определенными математическими соотношениями, что затрудняет правильно рассчитать глушитель шума и получить тем самым высокую эффективность шумоглушения.Известный глушитель шума двигателя внутреннего сгорания, содержит цилиндрический корпус с соосными впускным и выпускным патрубками и по меньшей мере две поперечные перфорированные конические перегородки, разделяющие корпус на расширительные камеры, причем, вершины конусов перегородок обращены в сторону впускного патрубка. Недостатком известного устройства является невысокая эффективность шумоглушения по той причине, что в данной конструкции не представляется возможным правильно рассчитать конструкции перегородок из-за отсутствия конкретных математических соотношений и тем самым получить высокую эффективность глушения шума,Цель изобретения - повышение эффективности шумоглушения,Поставленная цель достигается тем, что в глушителе шума двигателя внутреннего сгорания, содержащем цилиндрический корпус с соосными впускным и выпускным патрубками и по меньшей мере две поперечные перфорированные конические перегородки, разделяющие корпус на расширительные камеры, причем, вершины конусов перегородок обращены в сторону впускного патрубка, перегородки выполнены с диаметром отверстий перфорации уменьшающимся, а количеством отверстий, увеличивающимся з сторону выпускного патрубка. причем диаметры отверстий перфорации перегородок связаны соотношени- ем бп = 1,618 дп+1, (1) где б - диаметр отверстия перфорации;и - порядковый номер перегородки;1.618. - коэффициент пропорциональности. а количество отверстий перфорации перегородок определено зависимостью 2 п+1,2) где прямые скобки обозначают целую чагть числа;2 - количество отверстий перфорации: 2.618 - коэффициент пропорционально. сти,Кроме того, значения диаметров отвер. стий перфорации и их количество равны одному иэ чисел математического ряда Фибоначчи, начиная с числа "3".Выполнение условий, при которых диаметры отверстий перфорации в перегородках по ходу движения газов уменьшаются, а количество отверстий в перегородках при этом увеличивается, и связь размеров диаметров в перегородках и их количества между собой по уравнениям (1) и (2) позволяют последовательно (постепенно) по ходу движения газов от одной перегородки к другой разбивать общий поток газов на множество мелких струй (потоков) и одновременно получить одинаковую пропускную способность всех перегородок, что и обусловливает равномерное снижение скорости потока, сглаживание пульсаций и гашение, тем самым,кинетической энергии акустических, волн.Если бп = 1,618 бп+1, например, б 1 = б 2 = =бз или д 1 = 1,5 б 2 и бг = 1,5 бз или бг = 1,8 бз и б 1 = 1,8 б 2 при соблюдении всех других отличительных признаков, то пропускная способность перегородок будет неодинаковая, что приведет к нежелательным дополнительным местным сопротивлениям, дестабилизации потока, и, соответственно, к снижению эффективности шумоглушения,2 п +1ЕСЛИ 2 пф 2 618 , напрИмер, еСЛИФ21=22=2 зили 21=и 22или 2122 2 з2,4 2,4= 30и 22 = 30при соблюдении всех3других отличительных признаков, то пропускная способность перегородок будет неодинаковая, что приведет также к дестабилизации газового йотока и снижению эффективности шумоглушения.Выбор значений диаметров отверстий перфорации в перегородках и их количество как одно из чисел математического ряда фибоначчи. начиная с четвертого его числа, т.е. с числа "3", позволяет существенно упростить методику определения геометрических параметров перегородок унифицировать их между глушителями раз-. ных марок автомобилей. На чертеже представлена схема глушителя шума, продольный разрез.Таким образом, диаметр отверстий в перегородке 4, 5. 6 может быть равен 3, 5, 8 55 или 13 мм и т,д., а количество отверстий; 21 или 34 или 55 или 89 и т.д.Н - высота конусной перегородки;. - длина образующей конуса. Глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками и разделенный при помощи перфорированных перегородок 4 - 6 на расширительные камеры 7 - 10. Перегородки 4 - 6 выполнены в виде конуса, обращенного вершиной в сторону впускного 2 патрубка и имеют равную боковую поверхность и одинаковый угол а при вершине конуса. Боковая поверхность перегородок выполнена перфорированной, По ходу движения газов диаметрй отверстий перфорации в перегородках 4-6 уменьшаются, а их количество увеличивается, при этом справедливы следующие уравнениясто = 1,618 с 1 п+1 Еп +12,618(2) где прямые скобки обозначают целую часть числа,д - диаметр отверстий в перегородке; и - порядковый номер перегородки;1,618- коэффициент пропорциональности;2 - количество отверстий в перегородке;2.618 - коэффициент пропорциональности.Уравнения (1) и (2) позволяют получить пропускную способность перегородок 4, 5 и 6 независимо от места их расположения между собой одинаковой,Основанием конуса перегородки 4, 5 и 6 герметично сопряжены с корпусом 1, Корпус 1 выполнен в виде цилиндра диаметром Дк. Впускным 2 патрубком, имеющим внутренний диаметр бв глушитель подключен к приемной трубе двигателя внутреннего сгорания (не показано),В качестве оптимального следует признать угол а /2 = 45 (в вертикальной плоскости продольного разреза), а суммарная площадь отверстий перфорации в каждой перегородке 4-6 равна или больше площади поперечного сечения впускного патрубка 2.Значение диаметров отверстий в перегородках 4 - 6 и количество отверстий принято как одно из чисел математического ряда Фибоначчи, начиная с четвертого его члена, т,е, с числа 3. Этот ряд имеет вид:1, 1, 2, 3, 5,8, 13,21,34,55,89, 144,233 ит.д. Глушитель работает следующим образом.При работе двигателя поток выхлопныхгазов через впускной 2 патрубок поступаетв первую расширительную камеру 7, затемпоочередно проходит перегородки 4 - 6 и,соответственно, расширительные камеры8 - 10 и далее по патрубку 3 выбрасывается ватмосферу. Диаметры отверстий в перего 10 родках 4-6 по ходу движения газов уменьшаются, а количество отверстий вперегородках 4-6 по ходу движения газовувеличивается. Это позволяет постепеннодробиТь первоначальный поток газов на все15 более мелкие струи. В то же время благодаря соотношениям (1) и (2) перегородки 4, 5 и6 ил 1 еют одинаковый коэффициент перфорации - одинаковую пропускную способность,Это позволяет стабилизировать поток вы 20 хлопных газов при их движении через перегородки 4 - 6, устранять дополнительныетурбулизацию и вихреобразования, что в целом и обусловливает синхронное снижениескорости потока, сглаживание пульсаций и25 гашение кинетической энергии акустических волн. Выполнение условий по уравнениям (1) и (2) обусловливает, кроме всего,выше сказанного, пропорциональный ростместных сопротивлений перфорации пере 30 городок 4 - 6, так как суммарные длины окружностей отверстий в перегородках 4 - 6увеличиваются пропорционально коэффициенту 1,618. Рост местных сопротивленийпри одинаковой пропускной способности35 перегородок 4, 5, 6 по ходу движения газовиспользуется в данном случае при одновременном дроблении первоначальной струина более мелкие для плавного торможенияпотока, снижения его скорости и сглажива 40 ния пульсаций и, в конечном итоге, для повышения эффективности шумоглушения.С целью упрощения расчета перфорации перегородок 4-6 и унификации значение диаметра отверстий в одной из45 перегородок 4-6 и их количество можнопринимать как одно из чисел ряда Фибоначчи, При этом целесообразно испольэоватьне первые числа этого ряда, а начиная счетвертого его числа, т,е. с числа 3,50 Тая, например, можно рекомендовать:Из =5 мм, а Уз=89Тогда б 2=8 мм, а 22= 34с 31=13 мм, а 21=13Или сиз -8 мм, а 2 з Тогда с 12-13 мм, а Е 2 = 1.54б 1 =21 мм, а 21=21Ф о р мул а изобретен и я1. Глушитель шума двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с соосными впускным и1776833 Составитель В.ГрудановТехред М.Моргентал Корректор Л.Филь Редактор Заказ 4108 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 выпускным патрубками, и по меньшей мере две поперечные перфорированные конические перегородки, разделяющие корпус на расширительные камеры, причем вершины онусов перегородок обращены в сторону впускного патрубка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цель 1 о повышения эффективности шумоглушения, перегородки выполнены сдиаметром отверстий перфорации, уменьшающимся, а количеством отверстий, увеличивающимся в сторону выпускного патрубка, причем диаметры отверстий перфорации перегородок связаны соотношениембп = 1,618 бп+1,где б - диаметр отверстия перфорации;и - порядковый номер перегородки; 1,618- коэффициент пропорциональности,а количество отверстий. перфорации перегородок определено зависимостью5 - 1 Еп+112,618где прямые скобки - целая часть числа;2 - количество отверстий перфораций2,618- коэффициент пропорционально 10 сти,2, Глушительпоп.1,отличающийсятем, что значения диаметров отверстий перфорации и их количество равны одному из 15 чисел математического ряда Фибоначчи, начиная с числа "3".