Глушитель шума автотранспортного средства
MOTOR VEHICLE NOISE SUPPRESSOR

Изобретение относится к области эксплуатации транспортных средств, в частности к устройствам для глушения шума двигателя, преимущественно ДВС.
Известен глушитель шума (патент №2049921, МПК F01N 1/00, F01N 1/02, опубл. 10.12.1995), ближайший по технической сущности и принятый за прототип, содержащий входной расширяющийся патрубок и выходной сужающийся патрубок, внутри которых установлены перфорированные пластины, во входном патрубке расходящиеся по ходу потока, а в выходном патрубке сходящиеся по ходу потока, между входным и выходным патрубками имеется прямой средний участок, снабженный расположенными рядами, взаимно расходящимися и сужающимися по направлению потока перфорированными пластинами, а перпендикулярно им расположены перфорированные сужающиеся-расширяющиеся по направлению потока направляющие пластины, кроме того, выходной патрубок вдоль своих внутренних стенок снабжен карманами, образованными сплошными пластинами, установленными вдоль потока и открытыми со стороны выходного сечения. Перед входным патрубком установлен дополнительный подводящий круглый участок, внутри которого расположены две взаимно перпендикулярные перфорированные пластины. На выходе глушителя установлен дополнительный расширяющийся патрубок. Однако известное техническое решение недостаточно эффективно решает задачу снижения шума, кроме того, в процессе эксплуатации ухудшаются технические характеристики двигателя.
Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании эффективного глушителя шума, в частности, двигателя внутреннего сгорания с улучшенными техническими характеристиками в процессе эксплуатации.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в снижении шума выхлопной струи двигателя и улучшении технических характеристик в процессе эксплуатации двигателя, а также в снижении металлоемкости за счет применения композиционных материалов.
Технический результат достигается тем, что в глушителе шума автотранспортного средства, содержащем входной расширяющийся патрубок и выходной сужающийся патрубок, внутри которых установлены перфорированные пластины, во входном патрубке расходящиеся по ходу потока, а в выходном патрубке сходящиеся по ходу потока, между входным и выходным патрубками имеется прямой средний участок, снабженный расположенными рядами по направлению потока перфорированными пластинами, согласно изобретению глушитель расположен в рубашке с образованием замкнутой полости по всей наружной поверхности глушителя, рубашка закреплена к боковым стенкам глушителя перфорированными пластинами, полость между глушителем и рубашкой сообщена с системой подвода в верхнюю ее часть и отвода из нижней части жидкости для регулирования давления в полости, система связана с управлением воздушной заслонкой двигателя в зависимости от оборотов двигателя.
Подача и отбор жидкости производится с помощью двух насосов с обратной связью и соединена с оборотами ДВС.
На выходе глушителя установлен дополнительный расширяющийся в вертикальной плоскости и сужающийся в горизонтальной плоскости патрубок, в котором установлены сужающиеся расположенные напротив друг друга под углом к выходу патрубка две пластины.
Глушитель и рубашка глушителя выполнены из композиционного материала.
На фиг. 1 представлен продольный разрез глушителя шума.
На фиг. 2 представлен глушитель шума с системой подачи жидкости в полость рубашки.
Глушитель шума автотранспортного средства (фиг. 1) содержит входной расширяющийся патрубок 1 и выходной сужающийся патрубок 2, внутри которых установлены соответственно перфорированные пластины 3 и 4, во входном патрубке 1 расходящиеся по ходу потока, а в выходном патрубке 2 сходящиеся по ходу потока. Между входным 1 и выходным 2 патрубками имеется прямой средний участок 5, снабженный расположенными рядами по направлению потока перфорированными пластинами 6. Глушитель расположен в рубашке 7 с образованием замкнутой полости 8 по всей наружной поверхности глушителя. Рубашка 7 закреплена к боковым стенкам глушителя перфорированными пластинами 9. Полость 8 между глушителем и рубашкой 7 сообщена с системой подвода в верхнюю ее часть и отвода из нижней части жидкости для регулирования давления в полости, система связана с управлением воздушной заслонкой двигателя в зависимости от оборотов двигателя.
К рубашке 7, выполненной из композиционного материала, в верхней части подведены трубка 10 с датчиком давления 11 и насосом 12 для подачи жидкости в верхнюю часть рубашки 7 из емкости 13 и отбора жидкости из ее нижней части через трубку 14 с датчиком давления 15 и насосом 16. Насосы 12 и 16 с обратной связью 17, 18. Система имеет замкнутый цикл и регулирует давление в рубашке 7 глушителя шума в зависимости от оборотов двигателя с помощью блока управления 19 и системы управления воздушной заслонкой 20.
На выходе глушителя установлен дополнительный расширяющийся патрубок 21, в котором установлены сужающиеся расположенные напротив друг друга под определенным углом к выходу две пластины 22.
Подача и отбор жидкости производится с помощью двух насосов 12 и 16 с обратной связью и соединена с оборотами ДВС.
На выходе глушителя установлен дополнительный расширяющийся в вертикальной плоскости и сужающийся в горизонтальной плоскости патрубок, в котором установлены сужающиеся расположенные напротив друг друга под углом к выходу патрубка две пластины.
Глушитель и рубашка глушителя изготовлены из композиционного материала.
Работает глушитель следующим образом. При запуске двигателя от системы управления воздушной заслонкой 20 поступает в блок управления 19 сигнал, и жидкость из емкости 13, расположенной в нижней части автомобиля, с помощью насоса 12 через подводящую гофрированную трубку 14 подается в рубашку 7 глушителя шума, параллельно выхлопные газы поступают в подводящий патрубок 1, проходят во входной расширяющийся патрубок 2, перфорированные расходящиеся пластины 3 разбивают газовый поток на отдельные струи. Затем поток поступает в средний участок 5, в котором расходящиеся и сходящиеся ряды взаимно перпендикулярных перфорированных пластин 6 и направляющие пластины образуют турбулизирующую решетку. В начальном участке газовый поток попадает на многоканальный вход турбулизирующей решетки, причем входная часть имеет многоканальный вход, при прохождении которого скорость газа уменьшается за счет взаимодействия и взаимного гашения струй пластинами 6, расположенными рядами, образуя турбулизирующую решетку, при этом уменьшается аэродинамический шум двигателя. Затем поток газа начинает путь по сходящимся перфорированным пластинам 4.
Взаимодействуя друг с другом, струи соединяются в выходной части и гасят друг друга, тем самым уменьшая скорость прохождения и, значит, уменьшая общий шум потока. Направляющие на выходных кромках турбулизирующей решетки служат для выравнивания потока, превращая его в ламинированный, в котором происходит затухание турбулентных вихрей. Средний участок служит для уменьшения пульсаций скорости прохождения газового потока по тракту глушителя, а значит, и снижения шума.
Выходной патрубок 2 состоит из двух частей: сходящихся перфорированных пластин 4 и четырех клапанов, находящихся по краям выходного патрубка 4, для снижения гидравлического сопротивления из-за неравномерности работы ДВС. Жидкость в рубашке 7 находится в движении с определенной скоростью истечения, а также с определенным давлением внутри. Регулируя скорость подачи, отбора и давления жидкости внутри рубашки 7 глушителя шума, можно осуществлять регулирование акустических характеристик, снижая их в процессе эксплуатации двигателя.
Выход глушителя снабжен дополнительным патрубком-хвостовиком 21, имеющим конструктивную особенность в том, что через него осуществляется переход газовых струй из квадратного сечения в плоское, в котором установлены сужающиеся расположенные напротив друг друга под определенным углом к выходу две пластины 22, которые препятствуют повторному засасыванию выхлопных газов при перегазовке (нажатие педали акселерометра и отпуск ее) двигателя в полость 8 глушителя шума.
Таким образом, решается комплексная задача снижения шума выхлопной струи двигателя за счет более полного разбиения струй и образования на выходе равномерного потока при использовании глушителя, находящегося в рубашке 7, в которую под определенным давлением подается жидкость. Жидкость, проходя по рубашке 7, с верхней части, переходя через перфорированные отверстия пластины 9, попадает в нижнюю часть рубашки 7. Регулируя скорость подачи, отбора и давления жидкости внутри рубашки глушителя шума, можно осуществлять регулирование акустических характеристик, снижая их в процессе эксплуатации двигателя. Использование дополнительного патрубка-хвостовика 21, имеющего конструктивную особенность в том, что через него осуществляется переход газовых струй из квадратного сечения в плоское, в котором установлены сужающиеся расположенные напротив друг друга под определенным углом к выходу две пластины 22, снижает шумовые характеристики, увеличивает долговечность глушителя шума за счет эффекта охлаждения корпуса жидкостью, подаваемой под давлением, при этом улучшаются характеристики двигателя в процессе эксплуатации.
Технический результат достигнут за счет конструктивного выполнения глушителя шума, расположенного в рубашке с образованием полости по всей поверхности рубашки и подачей в эту полость жидкости под давлением в зависимости от оборотов двигателя. При этом происходит контролирование и регулирование акустических характеристик и их снижение. При увеличении оборотов двигателя давление в полости рубашки 7 возрастает, при этом снижаются шумовые характеристики двигателя в целом. Использование двух пластин 22 с определенным углом раствора на выходном патрубке (хвостовике) снижает эффект всасывания отработавших газов, тем самым снижает шум выхлопной струи двигателя.