ГЛУШИТЕЛЬ ВЫХЛОПА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к глушителям выхлопа для машин и двигателей вообще.
Известен глушитель шума выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства (Пат. Российская Федерация №2460889, опубл. 10.09.2012 г.). Глушитель шума содержит цилиндрический корпус, ограниченный глухими торцевыми стенками, промежуточную разделительную сплошную перегородку, разделяющую по длине полость корпуса на две обособленные впускную и выпускную камеры, и соосную перфорированную трубу, проходящую сквозь полости камер. При этом впускная камера глушителя содержит промежуточную рассеивающую перфорированную перегородку.
Данное устройство уменьшает шум, создаваемый газовым потоком, однако малая жесткость корпуса и повышенная жесткость соосной трубы не исключают возможность совпадение частот колебаний выхлопных газов с колебаниями элементов корпуса, то есть резонансные явления, отрицательно влияющие на эффект шумоглушения.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является глушитель шума (Пат. Российская Федерация №2333370, опубл. 10.09.2008). Известный глушитель шума содержит разделенную перегородкой расширительную камеру, на торцах которой смонтированы входной и выходной патрубки, соединенные между собой перфорированной трубой, зону высокочастотного снижения шума со стороны входного патрубка, в которой размещен материал, снижающий шум, и зону низкочастотного снижения шума со стороны выходного патрубка.
Недостатками известного глушителя шума является ограниченная эффективность шумопоглощения низкочастотного диапазона звуковых волн, сниженная сплошной перегородкой, уменьшающей действие полного объема расширительной камеры и достаточно сложная конструкция в изготовлении.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении эффективности снижения шума и упрощении конструкции устройства глушителя выхлопа для двигателей.
Для достижения указанного технического результата в глушителе выхлопа для двигателей, содержащем расширительную камеру, разделенную перегородкой на зону высокочастотного и зону низкочастотного снижения шума, входной и выходной патрубки, соединенные между собой перфорированной трубой, материал, снижающий шум и размещенный в зоне высокочастотного снижения шума, расположенной со стороны входного патрубка, зона низкочастотного снижения шума расположена со стороны выходного патрубка, перфорированная труба выполнена в виде спирали, при этом отверстия в трубе размещены с внутренней стороны спирали, материал, снижающий шум, размещен в пластичной и служащей в качестве перегородки сетчатой оболочке, расположенной внутри витков спирали и вплотную прилегающей и перекрывающей отверстия перфорированной трубы.
Кроме этого, дополнительно в зоне высокочастотного снижения шума могут быть размещены отверстия перфорации по внешней стенке спирали, а снижающий шум материал в пластичной сетчатой оболочке может быть расположен в расширительной камере и снаружи витков спирали со стороны входного патрубка, вплотную прилегая и перекрывая отверстия перфорации, причем его плотность может быть подобной или отличающейся от материала, размещенного в центре спирали (вариант).
Использование перфорированной трубы в виде спирали при размещении отверстий только на стороне стенки, обращенной внутрь, обеспечивает встречное истечение выхлопных газов, производя дополнительную взаимную компенсацию шумового воздействия.
Дополнительное размещение отверстий перфорации с внешней стороны спирали и размещение материала, снижающего шум, в пластичной сетчатой оболочке также с внешней стороны спирали со стороны входного патрубка, вплотную, прилегая и перекрывая отверстия перфорации, обеспечивает истечение выхлопных газов со скоростью, отличающейся от скорости истечения с внутренней стенки, расширяя полосу частот снижения шума (вариант).
Соединение входного и выходного патрубков спиральным элементом обеспечивает их механическую развязку, как демпфер, снижая возможность возникновения резонансных явлений и непосредственной передачи звуков от входного патрубка к выходному.
Наличие зоны высокочастотного снижения шума, выполненной в виде пластичной сетчатой оболочки с размещенным в ней материалом, снижающим шум, вплотную прилегая и перекрывая отверстия перфорации, не препятствует работе всего объема расширительной камеры при низкочастотном снижении шума.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг. 1 показан продольный разрез глушителя с материалом, снижающий шум, размещенным внутри витков спирали; на фиг. 2 показан продольный разрез глушителя с материалом, снижающим шум, дополнительно размещенным снаружи витков спирали (вариант).
Глушитель выхлопа для двигателей представляет собой цилиндрический корпус, внутри которого образована расширительная камера 1 (фиг. 1). На торцах 2 и 3 расширительной камеры 1 смонтированы входной 4 и выходной 5 патрубки. Входной 4 и выходной 5 патрубки внутри расширительной камеры 1 соединены перфорированной трубой 6, выполненной в виде спирали с отверстиями 7, размещенными на стороне стенки, обращенной внутрь спирали. Внутри спирали со стороны входного патрубка 4 в расширительной камере 1 в пластичной сетчатой оболочке 8 цилиндрической формы размещен материал 10, снижающий шум, в качестве которого может быть использовано, например, базальтовое волокно. Пластичная сетчатая оболочка 8 служит перегородкой, которая делит расширительную камеру 1 на две зоны: зону 9 высокочастотного снижения шума со стороны входного патрубка 4 и зону 11 низкочастотного снижения шума со стороны выходного патрубка 5. Пластичная сетчатая оболочка 8 со снижающим шум материалом 10 является зоной 9 высокочастотного снижения шума. Зона низкочастотного снижения шума 11 размещена со стороны выходного патрубка и включает свободное пространство расширительной камеры 1, не занятое пластичной сетчатой оболочкой 8 цилиндрической формы с материалом 10, снижающим высокочастотный шум, расширенная до всего объема расширительной камеры. В зоне 9 высокочастотного шума со стороны входного патрубка 4, могут быть размещены отверстия перфорации 12 и на внешней стенке спирали, где размещен в пластичной сетчатой оболочке 13 материал 14 с плотностью, подобной или отличающейся от материала в центре цилиндра, снижающего шум, заполняющий расширительную камеру снаружи витков спирали с отверстиями, вплотную прилегая и перекрывая отверстия 12 (фиг. 2, вариант).
Глушитель выхлопа для двигателей работает следующим образом.
Выхлопные газы через входной патрубок 4 сначала попадают в участок перфорированной трубы 6, выполненной в виде спирали с отверстиями 7, размещенными на стороне стенки, обращенной внутрь, в зоне 9, ограниченной протяженностью пластичной сетчатой оболочки 8 цилиндрической формы, вплотную прилегающей и перекрывающей отверстия перфорации, заполненной материалом 10, снижающим высокочастотный шум. Звуковые волны от выхлопных газов через отверстия 7, проходя пластичную сетчатую оболочку 8, распространяются до противоположной стороны расширительной камеры 1, заставляя колебаться волокна материала 10, испытывают поглощение и, одновременно, встречаясь с выходящими звуковыми волнами с противоположной части витка спирали, испытывают компенсацию и отражение. За счет суммарного действия поглощения и отражения в объеме зоны 9 происходит эффективное шумоглушение волн высокой частоты. Звуковые волны низких частот, частично погашенные за счет отражения с компенсацией в зоне 9 высокочастотного снижения шума, попадают в зону 11 низкочастотного снижения шума, в которой распространяются по всему объему и суммируются со звуковыми волнами от выхлопных газов, прошедших через отверстия 7, размещенные на стороне стенки, обращенной внутрь, в перфорированной трубе 6, выполненной в виде спирали, размещенной в зоне 11. Механизм отражения и компенсации звуковых волн низких частот, проходящих через отверстия 7 в низкочастотной зоне 11 подобен механизму зоны 9 и, с учетом суммирования низкочастотных волн приходящих из зоны 9 высокочастотного снижения шума и работы резонатора, роль которого выполняет расширительная камера 1, происходит комплексное эффективное шумоглушение волн низкой частоты. Затем выхлопные газы, лишенные звуковой энергии, выходят по выходному патрубку 5 в атмосферу или другие элементы выпускной системы. Дополнительное размещение (фиг. 2, вариант) со стороны входного патрубка 4 пластичной дополнительной сетчатой оболочки 13 с материалом 14 с плотностью, подобной или отличающейся от материала в зоне 9, снижающей шум, заполняющей расширительную камеру 1 снаружи витков спирали с отверстиями 12, размещенными и на внешней стенке спирали, вплотную прилегая и перекрывая отверстия 12, обеспечивает истечение выхлопных газов со скоростью, отличающейся от скорости истечения с внутренней стенки, расширяя полосу частот высокочастотного поглощения и еще в большей степени повышает эффективность шумозаглушения. Затем выхлопные газы, лишенные звуковой энергии, выходят по выходному патрубку 5 в атмосферу или другие элементы выпускной системы.
Технико-экономический эффект состоит в том, что за счет комплексного использования принципов поглощения, нестандартного отражения при глушении звука, а также демпфирования, достигается более высокая эффективность снижения шума.