Воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания

(54) ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ ДЛЯВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относитсяствам воздухоочистителей, сэлементами шумоглушения. Церетения - повышение эфектишумоглушения. Корпус 1 воэдтеля выполнен в виде сферы,и выпускной трубопроводы (Тсостоят иэ внутренней и нарчастей 6 и 7. Часть 6 ТП 4 ДВИГАТ к устр набженныхль изобГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4099572/25-06 (22) 04.08.86 (46) 30,01.88. Бюл.4 (71) Тольяттинский политехнический институт и Волжское объединение по производству легковых автомобилей (72) М.И.Фесина, Р.Н.Старобинский, А,В.Соколов, Ю.П,Лазарев и Е,В.Лысе (53) 621.43.038.771 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР735816, кл, Р 02 М 35/02, 1977. вностиухоочистиВпускнойП) 4 и 5ужнойвыполнена137028 симметрично-разветвляющейся относительно центральной оси на четное число ветвей 9. Динамические срезы ветвей расположены в плоскости, перпендикулярной центральной оси и проходящей через центр сферы. Оси ветвей части 6 ТП 4 и динамический срез ТП 5 расположены на радиусе г = 0,7 К,где К - радиус сферы, т.е. там, где эпюры имеют нулевое значение давления, что уменьшает количество переизлученной энергии корпусом в окру 7жающую среду. Внутри корпуса перпендикулярно центральной оси расположенфильтрующий элемент 8, выполненный ввиде плоской кассеты, Сторона элемента 8 со стороны ТП 4 выполнена своэможностью пересечения центрасферы. Корпус при максимальном объемеимеет минимальную поверхность и максимальную изгибную жесткость стенок,что влечет минимальную передачуструктурного шума от корпуса в окружающую среду. 1 э.п. ф-лы, 9 ил.Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к двигателестроению, в частности к устройствам воздухоочистителей, снабженных5элементами шумоглушения.Цель изобретения - повышение эффективности шумоглушения.На фиг.1 показан воэдухоочиститель, продольный разрез; на фиг,2эпюра давления низшей тангенциальнойформы воздушного объема, заключенного в камере воздухоочистителя, наего собственной резонансной частоте,в проекции на плоскость Х-Х; нафиг.З - то же, радиальная форма колебаний; на фиг.4 - распределение полейдавления на низшей собственной резонансной тангенциальной форме колебаний воздушного объема, заключенного в камере, в проекции на плоскость У-У; на фиг.5 - то же, радиальная форма колебаний; на фиг,6 - вариант конструктивного исполнениявоздухоочистителя, подводящий и отводящий трубопроводы сняты; на фиг.7 -воэдухоочиститель, поперечный разрез; на фиг.8 - эпюра распределениявыходных скоростей газового потока,выходящего из трубопровода в бесконечное пространство, где Ч - скорость; на фиг.9 - эпюра распределениявыходного давления газового потокапри истечении его из трубопровода вбесконечное пространство, где С -динамическое удлинение патрубка,Воэдухоочиститель содержит корпус 1, выполненный в виде сферы свпускным 2 и выпускным 3 окнами, расположенными вдоль центральной оси иснабженными соответственно впускным4 и выпускным 5 трубопроводами, состоящими соответственно из внутренних6 и наружных 7 участков. Внутри корпуса, перпендикулярно центральной осирасположен фильтрующий элемент 8, выполненный в виде плоской кассеты свозможностью пересечения цеНтра сферы,Внутреннйй участок 6 впускноготрубопровода 4 выполнен симметричнораэветвляющимся на четное число ветвей 9, симметрично относительно центральной оси и расположенных на равномугловом расстоянии одна относительнодругой,Динамические срезы ветвей 9 раз- мещены в плоскости, перпендикулярнойцентральной оси и проходяшей через центр сферы, причем оси ветвей 9внутреннего участка 6 и динамическийсрез другого внутреннего участка 7трубопровода 5 расположены на радиусе г = 0,7 К,где К - радиус сферыкорпуса 1. Динамические срезы ветвей9 составляют (0,2-0,4)й, где д - диаметр соответствующего трубопровода.Корпус 1 может быть выполнен иэдвух полусфер, крепление которыхосуществляются посредством реэьбовогосоединения. Внутри корпуса 1 выполнены упоры 10, на которых базируется фильтрующий элемент 8При работе двигателя под действием разрежения в системе впуска черезвпускной трубопровод 4 и по ветвямз1 З9 воздух поступает в полость корпуса 1, просачивается через фильтрующий элемент 8 и по выпускному трубопроводу 5 подается в систему питаниядвигателя. Объем воздушного столба,заключенного в камере воздухоочнстителя, можно рассматривать как распределенную по объему массу, обладающую определенными упругими, инерционными и диссипативными характеристиками, Подвод возбуждения к этоймассе осуществляется как через выпускной трубопровод 5, так и черезвпускной трубопровод 4,Вследствие вызванного возбуждениявоздушный объем, заполняющий камерувоздухоочистителя, начинает совершать колебания на своих собственныхчастотах, что усиливает раскачку на этих частотах воздушного столба, заключенного во впускном трубопроводе 4, а это, в свою очередь, усиливает интенсивность звукового излучения, производимого его наружным срезом в окружающую среду. Наиболее интенсивными являются колебания воздушного столба камеры на низших тангенциальных и радиальных фоомах колебаний, которые характеризуются ярко выраженными максимумами (пучностями) и узлами (минимумами)Распределение давлений в радиальной (первой) форме колебаний описывается суперпозицией тригонометрических функцийДля глушителей, имеющих корпус в виде сферы, узлы (нулевые значения) давлений для первой радиальной моды располагаются на расстоянии г = 0,7 К от геометрического центра сферы, где К - радиус сферы,Размещение динамических срезов ветвей 9 внутреннего участка 6 и трубопровода 5 на расстоянии 0,7 К от центра, т,е, там, где эпюры имеют нулевое значение давления, позволяет предотвратить возбуждение и передачу этой формы в виде звуковой энергии в окружающую среду, а также снизить воздействие этой формы на стенки корпуса 1, что уменьшает количество переизлученной энергии корпусом 1 в окружающую среду.Поскольку срезы внутреннего участка 6 трубопровода 4 и срез внутреннего участка 6 трубопровода 5 размещены несоосно, возбуждается тангенциальная форма, однако она не передается в окружающую среду, поскольку в 70287 4точке 0 происходит компенсация полейдавления этой формы,Эта тангенциальная форма не передается В окружающую среду также итрубопроводом 4, поскольку динамические срезы ветвей 9 размещены в узледавлений этой формы. Кроме того,фильтрующий элемент 8 (материал с активной фрикцией) размещен в максимумескоростей колебаний этой формы. Поэтому звуковая энергия эффективнопоглощается Фильтрующим элементом,переходя при этом в тепловую. Таким15 обраЧом, обеспечивается акустическая настройка конструкции.Срезы ветвей 9 и трубопровода 5должны быть динамическими, так какв динамике укаэанные срезы несколь 20 ко "удлиняются" вследствие того,что центр тяжести эпюры выходных скоростей пульсирующего потока в бесконечном пространстве находится нарасстоянии с = 0,3 д, где д - диаметр трубы,. в которой транспортируется поток. Если узловая плоскостьнаходится на расстоянии О,ЭИ от срезатрубы, то не происходит возбужденияданной формы колебаний. В зависимос 30 ти от различных соотношений диаметров труб и условного диаметра корпуса (в данном случае воэдухоочистителя), в котором расположены трубы,различной формы торцовых стенок,из-за возможной отфланцовки срезовтруб, эта величина может меняться.Для размеров и соотношений, используемых на практике, с находится вдиапазоне 0,2-0,4 д,40 П р и м е р. Пусть диаметр патрубка 5 составляет 50 мм. Тогда срезего необходимо укоротить и разместить на расстоянии 10-20 мм от плоскости Х-Х,45 Корпус 1 выбран сферическим, исходя иэ тех соображений, что примаксимальном объеме он имеет минимальную поверхность и максимальную изгибную жесткость стенок, а это влечет минимальную передачу структурного шума от корпуса в окружающую с 4 еду,Формула изобретения1. Воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с впускным и выпускным окнами, расположенными на центральной оси корпуса и снабженными соответст 5 1 венно впускным и выпускным трубопроводами, состоящими из внутренней и наружной частей, и фипьтрующий элемент, выполненный в виде плоской кассеты установлЕнной перпендикулярно центральной оси, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения, корпус выполнен в виде сферы, а внутренняя часть одного иэ трубопроводов выполнена симметрично-разветвляющейся относительно центральной оси на четное число ветвей, а динамические срезы ветвей расположены на плоскос 370287ти, перпендикулярной центральной оси и проходящей через центр сферы, причем оси ветвей внутренней части трубопровода и динамический срез другого трубопровода расположены на радиусе г = 0,7 К, где К - радиус сферы корпуса. 10 2. Воздухоочиститель по и.1, о т, -л и ч а ю щ и й с я тем, что сторона фильтрующего элемента со стороны разветвляющегося трубопровода выполнена с воэможностью пересечения 15 центра сферы.1370287 О Составитель А,ЩербакоТехред М.Дидык Редактор И,Касар ректор М.Лемч Заказ 386/3 одписное Производственно-полиграфическое предприятие, гУжгород 1 реектняя, 4 Тираж 5 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 3035, Москва, Ж, Ро комитета СССРй и открытий шская наб д, 4/5