ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫПУСКА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, и может быть использована для снижения уровня шума отработанных газов в качестве основного глушителя шума выпуска двигателя внутреннего сгорания.
Известен глушитель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания (см., например, авторское свидетельство СССР №1638323, кл. F01N 1/02, опубликовано 18.01.1989), содержащий корпус с торцевыми стенками, впускной и выпускной патрубки, центральную перфорированную трубу, соединенную с патрубками, три камеры, образованные поперечной перегородкой и кожухом, охватывающим трубу в зоне выпускного патрубка, поперечная перегородка выполнена перфорированной, а в трубе в плоскости перегородки размещена поперечная заглушка.
Недостатками указанной конструкции являются недостаточная эффективность глушения шума выхлопа по широкому спектру, обусловленная ограниченным количеством камер небольшого объема, а также отсутствие глушения структурного шума, создаваемого корпусными деталями глушителя.
Кроме того, создание повышенного активного сопротивления при прохождении через глушитель отработавших газов отрицательно сказывается на мощностных, экономических и токсичных характеристиках двигателя.
Наиболее близким по технической сущности является конструкция глушителя шума выпуска, описанная в патенте РФ №56961 на полезную модель, МКИ F01N 1/02, F01N 1/08, опубликована 27.09.2006. Глушитель шума выпуска содержит корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя.
Недостатками известного устройства являются: сложная и трудоемкая технология изготовления перфорированных труб, большой расход дефицитного металла; большая масса изделия.
Задачей настоящей полезной модели является разработка глушителя шума выпуска простой и дешевой конструкции, обеспечивающего возможность сохранения уровня внешнего шума автомобиля в пределах, допустимых требованиями нормативной документации.
Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления глушителя, за счет оптимального размещения и выполнения его основных элементов.
Поставленная задача достигается за счет того, что в глушителе шума выпуска, содержащем корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя, объемы полостей впускной и выпускной камер соответственно составляют 0,24±0,05 и 0,30±0,05 суммарного внутреннего объема полостей глушителя.
1
2
1
2
Кроме того, длина большой оси овала корпуса H=(4,6÷4,7)d, длина малой оси овала корпуса H=(2,9÷3,1)d, длина корпуса L=(11,6÷11,8)d, длина впускной камеры L=(0,22÷0,24)L, длина выпускной камеры L=(0,47÷0,49)L, где d - диаметр патрубков.
Кроме того, оси промежуточных патрубков расположены эквидистантно относительно оси корпуса глушителя. Сущность полезной модели поясняется на чертежах, где:
на фиг.1 показан общий вид глушителя шума выпуска, продольный разрез;
на фиг.2 - то же разрез А-А на фиг.1.
Глушитель шума выпуска содержит корпус 1 овального поперечного сечения с торцевыми стенками 2 и 3, в котором посредством поперечных перегородок 4 образованы три камеры: впускная 5, выпускная 6 и промежуточная 7, соосно расположенные с корпусом 1 впускной 8 и выпускной 9 патрубки, а также первый промежуточный патрубок 10 и второй промежуточный патрубок 11. Оси промежуточных патрубков 10 и 11 смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя и расположены эквидистантно относительно оси корпуса глушителя. Впускной патрубок 8 частично
перфорирован отверстиями 12 и закрыт на выходе заглушкой 13. Промежуточный патрубок 11 частично перфорирован отверстиями 14 и закрыт с одного конца заглушкой 15.
1
2
1
2
Полости патрубков 8, 9, 10 и 11 подключены к полостям камер 5, 6 и 7 посредством своих "открытых динамических срезов" и "мнимых срезов" (сквозных перфорированных участков 12 и 14). В отличие от прототипа полости выпускного патрубка 9 и первого промежуточного патрубка 10 выполнены без перфораций (гладкоствольными), объемы полостей впускной 5 и выпускной 6 камер соответственно составляют 0,24±0,05 и 0,30±0,05 суммарного внутреннего объема полостей глушителя, а длина большой оси овала корпуса 1 H=(4,6÷4,7)d, длина малой оси овала корпуса Н=(2,9÷3,1)d, длина корпуса L=(11,6÷11,8)d, длина впускной камеры 5 L=(0,22÷0,24)L, длина выпускной камеры 6 L=(0,47÷0,49)L, где d - диаметр патрубков. "Открытые динамические срезы" 16 и 17 промежуточных патрубков 10 и 11 расположены в промежуточной камере 7, прилегающей к выпускной камере 6, причем "открытый динамический срез" 16 расположен на расстоянии от поперечной перегородки 4, превышающем соответствующее расстояние "открытого динамического среза" 17.
Глушитель шума выпуска работает следующим образом.
Поток выхлопных газов поступает в глушитель по впускному патрубку 8, доходит до заглушки 13, частично отражается обратно к источнику, частично проходит через отверстия 12 в полость впускной камеры 5, где происходит его расширение, сопровождающееся частичной потерей звуковой энергии. Из камеры 7 выхлопные газы через открытый срез 16 первого промежуточного патрубка 10 поступают в полость промежуточной камеры 7, где происходит вторичное расширение уже частично ослабленного потока газов с соответствующим ослаблением звука. Из промежуточной камеры 7, через открытый срез 17 промежуточного патрубка 11, через отверстия 14 перфорированного участка выхлопные газы попадают в полость выпускной камеры 6, где в очередной раз происходит расширение потока газов и потеря им звуковой энергии. Из выпускной камеры 6, по выпускному патрубку 9 поток выхлопных газов выводится в окружающую среду. Раскаленные частицы продуктов сгорания проделывают такой же путь: по впускному патрубку 8 доходят до заглушки 13, ударяются в заглушку, размельчаясь при этом, далее с потоком газа проходят через отверстия 12 в полость впускной камеры 5 и
потоком отбрасываются к стенкам корпуса 1 камеры 5 и ее торцевой стенке 2. Далее по первому промежуточному патрубку 10 просачиваются потоком газа в промежуточную камеру 7, где отбрасываются к стенкам корпуса 1 камеры и ее торцевой стенке 3. По второму промежуточному патрубку 11 продукты сгорания поступают в полость выпускной камеры 6 через отверстия 14, окончательно при этом, измельчаясь и остывая, и вместе с выхлопным газом по выпускному патрубку 9 выводятся из глушителя.
Предлагаемый глушитель был разработан на основе детальных экспериментальных исследований параметров конструкции и процесса удаления выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания, в результате за счет оптимального размещения и выполнения основных элементов глушителя конструкция стала значительно легче штатного, технологичнее и менее трудоемкой в изготовлении.
Эффективность заявляемого глушителя достигается за счет упрощения конструкции, снижения металлоемкости и трудоемкости его изготовления и подтверждена экспериментальными исследованиями в сравнении с базовой конструкцией основного глушителя автомобилей ВАЗ-2108. Дорожные акустические испытания проводились в районе набережной Автозаводского района г.Тольятти на прямолинейном участке дороги с асфальтобетонным покрытием при температуре воздуха t=+25°C в сухую погоду. Скорость ветра не превышала 5 м/сек. Уровень акустических помех не превышал 50 дБА. Спидометр тарировался на мерном 500-метровом участке. Испытания по внешнему шуму автомобиля проводились по методике ГОСТ Р 41.51-99 (режим интенсивного разгона на II передаче и III передаче - со скорости 50 км/час). За результат испытаний принималось среднее арифметическое значение уровней на II и III передачах минус 1 дБА (принятое значение). Как следует из полученных результатов акустических испытаний, применение глушителя заявляемой конструкции в сравнении со штатным глушителем в составе системы выпуска отработавших газов двигателя автомобиля ВАЗ-2108 не привело к изменению общих уровней внешнего шума автомобиля. Заявляемая конструкция основного глушителя по акустическим качествам практически не уступает серийному основному глушителю 2110-1200010 и рекомендована к применению на автомобилях семейства 2110 2108/09.