ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫХЛОПА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области технической акустики и может быть использована для снижения шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания, в частности, автомобилей.
Известен глушитель выхлопа для двигателей внутреннего сгорания, описанный в патенте РФ №2224896, МПК 7 F 01 N 1/08 (опубликован 27.02.2004 г.), содержащий полый корпус с тремя поперечными перегородками, центральную впускную трубу, связывающую выхлопной тракт двигателя со второй камерой, коаксиальную трубу, установленную на поперечных перегородках, исходящую из первой камеры и имеющую боковые отверстия в зоне второй камеры, и центральную выпускную трубу, исходящую из третьей камеры и имеющую боковые отверстия в зоне четвертой камеры, причем коаксиальная труба соединяет первую камеру с четвертой, каждая из трех перегородок имеет перфорацию, впускная труба имеет боковое отверстие в зоне первой камеры, а выпускная труба имеет боковое отверстие в зоне третьей камеры. Недостатком данного глушителя, выбранного в качестве аналога, является его сложная конструкция и высокое гидравлическое сопротивление. В качестве прототипа выбрана полезная модель глушителя шума выхлопа (свидетельство РФ №26595, МПК 7 F 01 N 1/00, опубликовано 10.12.2002 г.), содержащего корпус с передней и задней торцевыми стенками, две поперечные перегородки, соосные впускной и выпускной перфорированные патрубки, при этом внутренний срез впускного патрубка выполнен сужающимся в виде конфузора, а впускная и выпускная камеры заполнены
звукопоглощающей набивкой. Недостатком данного глушителя является невысокая эффективность снижения шума.
Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является повышение акустической эффективности глушителя. Это достигается тем, что в глушителе шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с передней и задней торцевыми стенками, две поперечные перегородки, разделяющие корпус на три камеры: впускную, промежуточную и выпускную, впускные и выпускной перфорированные патрубки и звукопоглощающую набивку, расположенную внутри корпуса глушителя, с внешней стороны торцевой стенки впускной камеры сформирована дополнительная камера с подводящим патрубком, при этом срезы впускных патрубков находятся внутри дополнительной камеры, поперечная перегородка, отделяющая впускную камеру от промежуточной, выполнена с перфорацией, впускные и выпускной патрубки выполнены несоосными, а выпускной патрубок выполнен с поворотом и выходит наружу глушителя через боковую поверхность его корпуса. Кроме этого, на поперечной перегородке, отделяющей промежуточную камеру от выпускной, выполнено отверстие с горловиной, высота которой составляет 0,1...0,8 диаметра отверстия.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1. Глушитель содержит корпус 1 с передней 2 и задней 3 торцевыми стенками, впускные 4 и выпускной 5 перфорированные отверстиями 13 патрубки. Внутри корпуса 1 выполнены две поперечные перегородки 6 и 7, причем перегородка 6 выполнена с перфорацией 8. Перегородки 6 и 7 разделяют корпус на три камеры: впускную 9, промежуточную 10 и выпускную 11, при этом полости 9 и 11 частично или полностью заполняются звукопоглощающим материалом 12 (в полости 9 звукопоглощающий материал не показан). С внешней стороны торцевой стенки 2 впускной камеры 9 сформирована дополнительная камера 14 с подводящим патрубком 15, при этом срезы 16 входных патрубков
4 находятся внутри дополнительной камеры 14. Выпускной патрубок 5 выполнен с поворотом (как показано на фиг.1, угол поворота патрубка 5 составляет 90°) и выходит наружу глушителя через боковую поверхность корпуса 1.
Входные патрубки 4 и выходной патрубок 5 выполнены несоосными (оси α, β, γ соответственно). Дополнительно перегородка 7 содержит отверстие 17 с горловиной 18, высота которой составляет 0,1...0,8 диаметра отверстия 17. На горловину 18 может устанавливаться продуваемая сетка, например, из металлической проволоки для увеличения сопротивления горловины (на фиг.1 сетка не показана).
Работает заявляемый глушитель следующим образом. Выхлопные газы поступают от двигателя внутреннего сгорания (на фиг.1 не показан) через подводящий патрубок 15 в дополнительную камеру 14, из которой по входным патрубкам 4 попадают в промежуточную камеру 10. За счет перфорации 13 входных патрубков 4, перфорации 8 перегородки 6 и наличия звукопоглощающего материала в полости 9 (на фиг.1 звукопоглощающий материал в камере 9 не показан) происходит затухание акустических колебаний в патрубках 4 и промежуточной камере 10. Наличие в перегородке 7 отверстия 17 с горловиной 18 дополнительно приводит к снижению акустических колебаний внутри промежуточной камеры 10 (отверстие 17 с горловиной 18 и объем камеры 11 работают как резонатор Гельмгольца). Из промежуточной камеры 10 выхлопные газы через выпускной патрубок 5 эвакуируются из полости глушителя в атмосферу. Несоосность впускных патрубков 4 и выпускного 5 приводит к снижению акустических колебаний, т.к. поток выхлопных газов не попадает из патрубков 4 непосредственно в выпускной патрубок 5. Поворот выпускного патрубка 5, его перфорация 13 и наличие звукопоглощающего материала 12 также эффективно снижают энергию акустических колебаний в потоке выхлопных газов. Путем подбора перфорации патрубков 4 и 5, перегородки 6 и диаметра отверстия
17 с горловиной 18, а также выбора объемов камер глушителя и типа звукопоглощающего материала может быть сконструирован высокоэффективный глушитель с относительно небольшой величиной сопротивления.
В ОАО «Автомобильный завод «Урал» изготовлен и прошел дорожные испытания опытный образец заявляемого глушителя, который при величине гидравлического сопротивления 6,3 кПа позволил снизить шум выпускного тракта автомобиля на 28,5 дБА, что соответствует характеристикам лучших мировых образцов глушителей фирм Donaldson (США) и Eberspacher (Германия).