Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания

(51)4 Р 01 М /08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ФОЯ 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРФ 1002622, кл, Р 01 М 1/00, 1980.(54) ГЛЛ 1 ИТЕЛЬ ЧУМА ВВХЛОПА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение позволяет повыситьэффективность шумоглушения. Поперечная перфорированная перегородка (П)6 разделяет корпус на две камеры.Между торцовой стенкой 2 и П 6 расположена спираль 9 Архимеда, образующая .спиралевидный канал прямоугольного сечения. Корпус между тангенциальным впускным и выпускным патрубками в зоне начала первого витка спирали 9 образует с последним емкостьклиновидной расширяющейся формы, разделенную при помощи продольной П 11на впускную и выпускную полости. В ЯО 1460365 А 1 зоне продолжения первого витка спирали корпус выполнен заодно с ним,Вторая камера при помощи продольнойцентральной перфорированной П 14,установленной параллельно впускномупатрубку 4, разделена на первую ивторую расширительные камеры. Выпускной патрубок выполнен тангенциальнымотносительно корпуса, соединен с выспускной полостью 13 и через последнюю при помощи щели - с второй камерой, Отверстия перфорации П 6 выполнены в зоне впускной полости в межвитковом пространстве в зоне первойрасширительной камеры и на концевомучастке спирали 9 в зоне второй расширительной камеры. Наиболее быстродвижущиеся частицы газового потокав пределах корпуса вынуждены двигаться по более длинной траектории посравнению с остальной массой газадвижущейся с умеренной и малой скоростью по более короткому пути, причем указанное разделение потока в ко вайличественном отношении подчинено эф- ффекту саморегулирования в зависимос- фти от возникающих перепадов давленияв различных точках проточной частикорпуса. 9 з,п. ф-лы, 4 ил. СЬИзобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к глушителям шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, преимущественно автомобильного.Цель изобретения - повышение эффективности шумоглушения,На фиг, 1 представлен глушительшума, продольный разрез; на фиг, 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 -разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4разрез В-В на фиг. 3,Глушитель шума выхлопа двигателя 15внутреннего сгорания содержит корпус1 с первой 2 и второй 3 торцовымистенками, тангенциальным впускным4 и выпускным 5 патрубками, поперечную перфорированную перегородку 6, 20разделяющую корпус 1 на первую 7 ивторую 8 камеры, и размещенную междупервой торцовой стенкой 2 и поперечной перегородкой 6 спираль 9 Архимеда, образующую спиралевидный канал10 прямоугольного сечения. Корпус 1между патрубками 4 и 5 в зоне началапервого витка спирали 9 образует споследним емкость клиновидной расширяющейся формы, разделенную при помо. 30щи продольной перегородки 11 навпускную 12 и выпускную 13 полоси,а в зоне продолжейия первого виткаспирали 9 выполнен заодно с корпусом 1, вторая камера 8 при помощипродольной центральной перфорированной перегородки 14, установленнойпараллельно впускному патрубку 4,разделена на первую 15 и вторую 16расширительные камеры, выпускной патрубок 5 выполнен тангенциальным поотношениюк корпусу 1, соединен свыпускной полостью 13 и через последнюю при помощи щели 17 - с второй расширительной камерой 16, причем 45отверстия перфорации поперечнойперегородки 6 выполнены в зоне впуск"ной полости 12, в межвитковом пространстве - в зоне первой расширительной камеры 15 и на концевом участкеспирали 9 - в зоне второй расширительной камеры 16,Спиралевидный канал 10 может бытьвыполнен с постоянными шириной и высотой по его длине и с площадьюпопе речного сечения, превышающей на 2227 Х площадь поперечного сечения впуск"ного патрубка 5, а спираль 9 можетбыть выполнена с числом витков 2,53,5. Впускная полость 12 и смежныеучастки спиралевидного канала 10могут быть соединены между собой припомощи отверстий 18 перфорации, выполненных в спирали 9, суммарная площадь отверстий 18 перфорации спиралиможет составлять 10-15 Х площади поперечного сечения спиралевидного канала 1 О, Продольная центральная перфорированная перегородка 14 может бытьвыполнена полой и заполнена звукопоглощающим материалом 19, отверстия20 перфорации ее образующих могутбить расположены в шахматном порядке,Отверстия 21 поперечной перегородки6 в межвитковом пространстве спирали9 в зоне первой расширительной камеры15 могут быть выполнены по радиальным образующим.При изготовлении глушителя количество фасонных по конфигурации деталей может быть сведено до минимума(торцовые стенки 2 и 3 и поперечнаяперегородка 6), Заготовки большинства остальных деталей представляютсобой прямоугольные пластины из тонколистовой стали, для чего могут бытьиспользованы отходы кузовного производства,При организации изготовления деталей на вырубных штампах с одновременным выдавливанием канавок в торцовой стенке 2 и перегородке 6 сокращается количество необходимыхсварных швов при сборке глушителя,Глушитель шума работает следующим :образом.Выхлопные газы, состоящие из струйс нестационарным во времени и по поперечному сечению потока распределе"нием поля скоростей, поступают черезвпускной патрубок 4 в составляющийего плавное продолжение спиралевидный канал 10 прямоугольного сечения,образуемый спиралью 9. При этом пере"ходе происходит плавное преобразование прямолинейного движения газов вовращательное по дуге с плавно уменьшающимся радиусом кривизны, Возникающие за счет этого центробежные силы, пропорциональные квадрату линейной скорости движения, избирательновоздействуя на отдельные газовыеструи потока, отбрасывают их к стенке спиралевидного канала 10, причемк вогнутой поверхности этой стенкинаиболее прижатыми по нормали оказываются те струи, которые обладаютз14603 наибольшей скоростья и, соответственно, наибольшим запасом кинетической энергии и уровня шума; При торможении этих струй за счет трения о поверхность стенки канала О происходит преобразование их кинетической энергии в потенциальнуя энергия давления в соответствии с законом Бернулли, За счет возросшего давления газ из струй через отверстия 18 перфорации спирали 9 перетекает из этих заторможенных пограничных слоев в смежные объемы канала 10, На протяжении первого витка спирали 9 таким 5 объемом является впускная полость 12 емкости клиновидной расширяющейся формы, которая служит резонатором, а на протяжении последующих витков спирали 9 такими обьемами являются 20 непосредственно участки канала 1 О,При перетечке газов за счет отсоса пристенного пограничного слоя происходит снижение газодинамического сопротивления трения для основной 25 массы газового потока и устраняются пульсации давления, что способствует снижению уровня шума за счет обмена количеством движения между быстро и медленно движущимися компонентами 30 газового потока и более равномерного распределения поля скоростей этих компонентов по сечению потока, В случае чрезмерного, в отдельные моменты времени, роста давления в объеме полости 12 за счет поступления газов в избыточном количестве часть газов перетекает из полости 12.через отверстия перфорации перегородки 6 в зоне полости 12 в объеме первой рас" 4 р ширительной камеры 15, а из последней через отверстия 2 перфорации снова в объемы отдельных участков спиралевидного канала 10 в количестве, определяемом возникающими перепадами давления между первой 7 и второй 8 камерами корпуса 1.Таким образом, наиболее быстро дви- . жущиеся частицы газового потока в пределах корпуса 1 вынуждены двигать ся по более длинной траектории по сравнению с остальной массой газа, движущейся с умеренной и малой скоростью по более короткому пути, причем указанное разделение потока в ко личественном отношении подчинено эффекту саморегулирования в зависимости от возникающих перепадов давления в различных точках проточной части корпуса. Двигаясь вдоль спиралевидного канала 1 О между витками спирали9,. средняя скорость наиболее быстродвижущейся части газа снижается, соответственноуменьшая избирательноевоздействие центробежного эффекта,что частично компенсируется изменением радиуса кривизны стенок каналаО, так как центробежное ускорение ирадиус связаны между собой обратнопропорциональной зависимостью,Выравнивания поля скоростей способствуют также затраты кинетической энергии быстро движущихся струйгазов на транспортировку медленнодвижущихся частиц газов, подсасываемых через отверстия 21 перфорацииперегородки 6 из первой расширительной камеры 15 в канал 1 О за счет эффекта эжекции, Последний имеет местои для газа, перетекающего через отверстия 18 перфорации спирали 9, поскольку поток газа, двигаясь по спиралевидному каналу 10, концентрируется у вогнутой его поверхности, создавая у выпуклой поверхности зоны пониженного давления, тем самым, перепад давлений в зоне отверстий 18.Возможность проникновения шума черезотверстия 18 при этом практически исключается, так как они расположенытолько в той части корпуса 1, которая от выпускной полости 13 дополнительно изолирована перегородкой 1и глухими стенками канала 10. Шум,проникающий через отверстия 21 в первую расширительную камеру 15, изолируется при помощи звукопоглощающегоматериала, 19, заполняющего полостьпродольной центральной перфорированной перегородки 14, отверстия 20 перфорации образующих которой выполненыв шахматном порядке, причем перегородка 14 является проницаемой длягазов, имеющих возможность перетекать с малым расходом из первой 15во вторую 16 расширительную камерупри возникновении достаточного перепада давлений.Из концевого участка спиралевидного канала 10 газы через отверстияперфорации, выполненные в пределахуказанной зоны в перегородке 6, поступают во вторую расширительную камеру 16, откуда, соединившись с газом, поступившим через перфорированную перегородку 14, через щель 17 поступают в выпускную полость 13 и да5 1460365 лее через выпускной патрубок 5 выбра- в сываются в окружающую среду. ш Формула иэ обр ет ения 1. Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, преимущественно автомобильного, содержапрй корпус с первой и второй торцовыми стенками, тангенциальным впускным и выпускным патрубками, поперечную перфорированную перегородку, разделяющую корпус на первую и вторую камеры, и размещенную между первой торцовой стенкой и поперечной перегородкой спираль Архимеда, образующую спиралевидный канал прямоугольного сечения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения, корпус между патрубками в зоне начала первого витка спирали образует с последующим емкость клиновидной расширяющейся Формы, разделенную при помощи продольной перегородки на впускную и выпускную полости,а в зоне продолжения первого витка спирали выполнен заодно с ним, вторая камера при помощи продольной центральной перфорированной перегородки, установленной параллельно впускному патрубку разделена на первую и вторую расширительные камеры, вьптускной патрубок выполнен тангенциальным относительно корпуса, соединен с выпускной полостью и через последнюю при помощи щели - с второй расширительной камерой, причем отверстия перфорации поперечной перегородки выполнены в зоне впускной полости, в межвитковом пространстве в зоне первой расширительной камеры и на концевом участке спирали в зоне второй расширительной камеры.2. Глушитель по и. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что.спирале-. 6идный канал выполнен с постояннымиириной,и высотой по его длине,3. Глушитель по пп. 1 и 2, о т 5л и ч а ю щ и й с я тем, что спиралевидный канал выполнен с площадьюпоперечного сечения, превышающей на22-27 Х площадь поперечного сечениявпускного патрубка,4, Глушитель по пп. 1-3, о т л ич а ю щ и И с я тем, что спиральвыполнена с числом витков 2,5-3,5.5. Глушитель по пп. 1-4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что впускнаяполость и смежные участки спиралевидного канала соединены между собой при помощи отверстий перфорации,выполненных в спирали 6, Глушитель по пп, 1-5, о т л ич а ю щ и й с я тем, что суммарная площадь отверстий перфорации спирали составляет 10-153 площади поперечного сечения спиралевидного канала.7, Глушитель по пп, 1-6, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что продольная центральная перфорированная перегородка выполнена полой.8. Глушитель по п. 7, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что продольная центральная перфорированная перегородка заполнена звукопоглощающим материалом. Зб9. Глушитель по пп. 1-8, о т л ич а ю щ и й с я тем, что отверстияперфорации центральной перфорированной перегородки на ее образующих раз мещены в шахматном порядке.10, Глушитель по пп. 1-9, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что отверстия перфорации поперечной перегородки в межвитковом пространстве в зонепервой расширительной камеры выполнены о радиальным образующим.