ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫПУСКА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ТЕПЛОВОЗНОГО ДИЗЕЛЯ
NOISE SUPRESSOR OF DISCHARGE OF DIESEL ENGINE MAINLY

Изобретение относится к транспортному машиностроению, касается устройств шумоглушения выпуска двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано для глушения шума тепловозного дизеля и дизелей других транспортных средств.
Известен глушитель шума выхлопа импульсных систем, содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками, неподвижную и упруго-деформируемую пластины. Упруго-деформируемая пластина установлена в корпусе на консольно-шарнирной опоре вблизи впускного патрубка. Корпус снабжен перфорированными направляющими, установленными в зоне выпускного патрубка под острым углом к неподвижной пластине, и упорами-ограничителями хода упруго-деформируемой пластины (авт. свид. СССР №937742, МПК F01N 1/16, опубл. 23.06.82).
Недостатком данного глушителя является то, что он не обеспечивает стабилизацию скорости потока газов на выходе из глушителя и установление ее постоянной для всего диапазона режимов работы дизеля.
Наиболее близким по техническому решению является глушитель шума выпуска преимущественно тепловозного дизеля, содержащий корпус с выпускными патрубками, створки, закрепленные в выпускных патрубках на горизонтальных осях вращения. В конструкцию включены возвращающие пружины растяжения, соединенные рычагами с верхними кромками створок, выступающими за пределы плоскостей верхних срезов выпускных патрубков. Верхние кромки створок в начальном положении находятся на уровне среза выпускных патрубков и опираются в противоположные относительно горизонтальных осей стенки патрубков, а створки образуют со стенками выпускных патрубков, примыкающими к горизонтальным осям, угол сужения не более 25°. Под осями створок выполнены лабиринтные уплотнения в виде угольников. Кроме того, для исключения ударов створки о края выпускного патрубка глушитель дополнительно снабжен пружинами кручения, закрепленными на крыше тепловоза, и упорами-ограничителями (патент РФ №2006600, МПК F01N 1/20, опубл. 30.01.94).
Недостатками данного глушителя является низкая надежность пружин растяжения ввиду присущих им органических недостатков (повышенные напряжения в зацепах), а пружины кручения с упорами-ограничителями не устраняют удары створок о края выпускных патрубков и шум. Лабиринтные уплотнения под осями створок недостаточны, так как не обеспечивают уплотнение боковых кромок створок.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышения надежности и ресурса глушителя, повышение степени очистки воздуха внутри локомотива и вагонов поезда.
Технический результат достигается тем, что глушитель шума выпуска преимущественно тепловозного дизеля содержит корпус с выпускными патрубками, створки, закрепленные в выпускных патрубках на горизонтальных осях вращения, выступающие верхними кромками за пределы плоскостей верхних срезов выпускных патрубков и образующие со стенками выпускных патрубков, примыкающими к горизонтальным осям, угол сужения не более 25°, лабиринтные уплотнения под осями створок. Глушитель снабжен реверсивными устройствами, каждое из которых состоит из цилиндра, закрепленного на опорной стойке, установленных внутри цилиндра пружины сжатия со штоком, имеющим возможность при перемещении упираться в закрепленный в цилиндре упругий демпфер, жесткость которого превышает жесткость пружины сжатия, и расположенного на конце штока регулирующего наконечника, а также установленными на подшипниковых стойках разноплечими рычагами, угол поворота которых от начального до конечного положения не более 17°, при этом короткое плечо каждого рычага соединено с регулирующим наконечником, а длинное плечо рычага с помощью шарнирной тяги, угол поворота которой от начального до конечного положения не более 12°, и консольной планки связано со створкой.
Глушитель снабжен лабиринтными уплотнениями, состоящими из Г-образных листов, жестко закрепленных к выпускным патрубкам, и плоских листов, жестко закрепленных к створкам, причем каждый плоский лист расположен между Г-образным листом и выпускным патрубком с зазорами, необходимыми для свободного перемещения створки.
На фиг.1 представлен глушитель шума выпуска преимущественно тепловозного дизеля, вид сверху на крышу тепловоза в месте установки глушителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2.
Глушитель шума выпуска (фиг.1) содержит корпус 1 с выпускными патрубками 2, в которых установлены створки 3, закрепленные в выпускных патрубках на горизонтальных осях вращения 4 (фиг.2). При этом верхние кромки створок выступают за пределы плоскостей верхних срезов выпускных патрубков и образуют со стенками выпускных патрубков, примыкающими к горизонтальным осям, угол сужения α не более 25°. Под горизонтальными осями створок 4 установлены лабиринтные уплотнения 5. Глушитель содержит также реверсивные устройства 6, каждое из которых состоит (фиг.3) из цилиндра 7, закрепленного на опорной стойке 8, установленных внутри цилиндра пружины сжатия 9 со штоком 10, закрепленным в цилиндре упругого демпфера 11, и расположенного на конце штока регулирующего наконечника 12. В глушителе на подшипниковых стойках 13 установлены разноплечие рычаги 14. При этом короткое плечо каждого рычага соединено с регулирующим наконечником 12, а длинное плечо рычага с помощью шарнирной тяги 15 и консольной планки 16 связано со створкой 3.
Глушитель снабжен (фиг.4) лабиринтными уплотнениями, состоящими из Г-образных листов 17, жестко закрепленных к выпускным патрубкам 2, и плоских листов 18, жестко закрепленных к створкам 3, причем каждый плоский лист расположен между Г-образным листом и выпускным патрубком с зазорами, необходимыми для свободного перемещения створки 3.
Глушитель работает следующим образом.
При работе дизеля поток выхлопных газов устремляется из объема корпуса 1 глушителя в пространство, образованное створкой 3 и противоположной стенкой выпускного патрубка 2, постепенно сужаясь, повышая скорость и удаляясь за счет скорости от крыши локомотива. По мере роста нагрузки дизеля, объема и давления выхлопных газов створка под действием возрастающего давления поворачивается вокруг горизонтальной оси вращения 4. При этом усилие от створки передается через консольную планку 16, шарнирную тягу 15, разноплечий рычаг 13, регулирующий наконечник 12, шток 10 на пружину сжатия 9, которая, сжимаясь, создает усилие противодействия давлению выхлопных газов. Створка удерживается в определенном, равновесном, соответствующем режиму работы дизеля положении. При номинальной нагрузке дизеля створка достигает положения, близкого к вертикальному. При падении мощности дизеля пружина сжатия разжимается и поворачивает створку в обратном направлении.
Для работы дизеля в режиме холостого хода между верхней кромкой створки 3 и стенкой выпускного патрубка 2 устанавливается зазор «г», от которого зависит площадь выпуска выхлопных газов и скорость их истечения в начальном положении створки. Регулирование величины зазора «г» и начального положения створки 3 осуществляется перемещением регулирующего наконечника 12 относительно штока 10. Возможность регулирования величины зазора «г» позволяет обеспечить работу реверсивного устройства в течение установленного срока эксплуатации.
Снижение ударной нагрузки (устранение ударов створки 3 о края выпускного патрубка 2), уровня шума и вибрации реверсивного устройства 6 обеспечивается установкой в цилиндре упругого демпфера 11, выполненного, например, из резины, жесткость которого превышает жесткость пружины сжатия 9. В демпфер упирается шток 10 при перемещении внутри цилиндра 7.
Для снижения сил, действующих вдоль горизонтальных осей вращения створок 4, увеличивающих силы трения между створками и осями, размеры плеч рычагов 14 и шарнирных тяг 15 выбраны таким образом, что угол поворота шарнирных тяг γ от начального до конечного положения не более 12°, а угол поворота разноплечего рычага β от начального до конечного положения не более 17°. При выполнении рычагов разноплечими уменьшаются размеры и упрощается устройство цилиндров реверсивного устройства.
Благодаря уплотнению, состоящему из Г-образных листов 17 и плоских листов 18, уменьшается возможность утечек выхлопных газов через зазоры между створкой 3 и выпускным патрубком 2, повышается скорость выхлопных газов, более полно используется их энергия.
Таким образом, при реализации данного технического решения повышаются надежность и ресурс глушителя шума выпуска преимущественно тепловозного дизеля, улучшаются условия работы обслуживающих бригад и микроклимат в вагонах пассажирских поездов.