ГЛУШИТЕЛЬ-СЕПАРАТОР
SILENCER-SEPARATOR

Область техники, к которой принадлежит изобретение
Изобретение принадлежит к области автомобильного и тракторного машиностроения.
Уровень техники
Все известные в настоящее время глушители, предназначенные для снижения шума, возникающего от выброса отработавших газов в атмосферу в процессе работы двигателей внутреннего сгорания имеют существенный недостаток, заложенный в принципе их действия, заключающегося в том, что снижение в них шума осуществляется раздельно по нескольким группам звуковых частот газового потока с помощью расширения, сжатия газового потока, перфорированием газовых труб и перегородок между резонаторными камерами, изменения исправления движения газового потока и применения звукопоглащающих материалов, что приводит к чрезмерному сопротивлению глушителя газовому потоку а, значит, и к чрезмерному расходованию полезной энергии двигателя на преодоление этого сопротивления.
Все современные глушители рассчитываются на снижение шума всего на 30-35% при расходовании полезной энергии двигателя порядка 2 л.с. А более существенное снижение шума влечет за собой катастрофическое повышение расходования полезной энергии двигателя. Вот поэтому в мировой практике узаконен очень большой (72 дБ) допустимый уровень шума выброса отработавших газов двигателями внутреннего сгорания.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является создание глушителя с более существенным по сравнению с аналогами, коими являются все известные в настоящее время глушители, снижением уровня шума при почти нулевом расходовании полезной энергии двигателя на продолжение сопротивления глушителя газовому потоку, принцип действия которого основан на разделении потока отработавших газов на множество мелких потоков с последующим их выбросом в атмосферу порциями, каждая из которых состоит из определенного количества отдельных потоков в каналах, расположенных на достаточном расстоянии друг от друга. При этом, в отличии от аналогов снижение шума в глушителе происходит одновременно всего диапазона звуковых частот газового потока, поэтому в этом глушителе отсутствуют акустические элементы, в результате чего глушитель имеет очень малое сопротивление газовому потоку, а, значит, и почти нулевое расходование полезной энергии двигателя.
При таком делении потока отработавших газов (проходного сечения трубы, выходящей из двигателя) формируется сопротивление глушителя-сепаратора газовому потоку значительно меньшее по сравнению с аналогами, которое возникает от набегания газового потока на торцовые поверхности каналов в процессе работы сепараторов.
При этом для уравнивания массовой и линейной скоростей газового потока на входе и выходе каждого сепаратора проходное сечение труб сепараторов увеличены на величину площади торцовой поверхности каналов относительно проходного сечения трубы, входящей в сепаратор. А поскольку эти площади создают значительно меньшее сопротивление, чем сопротивление газового тракта современных глушителей, то и расходование полезной энергии двигателя на преодоление этого сопротивления будет значительно меньшим.
А уровень шума на выходе газовых потоков из глушителя-сепаратора при этом пропорционален размеру проходного сечения одного из каналов и зависит от взаимного расположения сепараторов, взаимного расположения мест группового выброса газовых потоков из каждого сепаратора, количества каналов в каждой группе, и в идеальном случае равен уровню шума на выходе одного из каналов, и в соответствии с графиком, приведенным на Фиг. 3. будет, приблизительно, в шесть раз меньше уровня шума при работе двигателя без глушителя на любом числе оборотов.
А малые линейные размеры сепараторов создают условия для наиболее рационального применения таких глушителей-сепараторов в паре с двигателями, имеющими горизонтальный выброс отработавших газов в атмосферу.
А для изготовления сепараторов наиболее перспективным способом является технология стального литья под давлением.
А незначительное расходование полезной энергии двигателя на преодоление сопротивления глушителя-сепаратора газовому потоку значительно уменьшает количество сжигаемого топлива, что повышает экологическую чистоту двигателя, работающего в паре с таким глушителем-сепаратором.
Описание чертежей
На Фиг. 1 представлен вид сверху на один из восьми сепараторов.
На Фиг. 2 представлен поперечный разрез А-А сепаратора (показан на фиг. 1).
На Фиг. 3 изображен предположительный график зависимости уровня шума газового потока на выходе одного из каналов от размера проходного сечения этого канала при делении потока отработавших газов на множество мелких потоков, где по оси абсцисс откладывается уровень шума газового потока на выходе одного из каналов в долях от единицы (за единицу принят уровень шума газового потока при выходе его из трубы, выходящей из двигателя, при работе двигателя без глушителя), а по оси ординат откладывается размер проходного сечения одного из каналов в долях от единицы (за единицу принят размер проходного сечения трубы, выходящей из двигателя).
Известно, что при делении газового потока на небольшое количество отдельных потоков уровень шума при выбросе из каналов снижается совсем незначительно, а при делении этого газового потока на бесконечное множество отдельных потоков в каналах с бесконечно малым размером проходного сечения уровень шума на выходе одного из каналов приближается к нулю, поэтому этот график представлен очень крутой параболой с предполагаемой крутизной.
Осуществление изобретения
Глушитель-сепаратор состоит из восьми труб, с помощью которых осуществляется первоначальное деление проходного сечения трубы, выходящей из двигателя, на восемь каналов, через которые поток отработавших газов в процессе работы направляется в восемь восьмиканальных сепараторов, каждый из которых состоит из трубы, продольными перегородками разделенной на восемь каналов, четыре из которых через один обрываются на небольшом, а четыре оставшихся на более дальнем расстоянии от входа в сепаратор, что обеспечивает порциальный выброс отработавших газов в атмосферу.