Глушитель-сепаратор
SILENCER-SEPARATOR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области автомобильного и тракторного машиностроения.
Уровень техники.
Все известные в настоящее время глушители, предназначенные для снижения уровня шума, возникающего при выбросе отработавших газов в атмосферу в процессе работы двигателей внутреннего сгорания, имеют два существенных недостатка.
Первый недостаток заключается в том, что снижение в них шума сопровождается пропорциональным расходованием полезной мощности двигателя на преодоление противодавления, возникающего в глушителе в процессе его работы, поэтому все они изготавливаются из расчета минимально рационального расходования полезной мощности двигателя на снижение шума, что является недостаточным для снижения шума до приемлемого уровня при работе двигателей на повышенных числах оборотов.
Вторым недостатком современных глушителей являются их чрезмерно большие размеры.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является создания глушителя с более существенным, по сравнению с аналогами, снижением шума при близком к нулю противодавлении в каналах глушителя. Значит, при близком к нулю расходовании полезной мощности двигателя на снижение шума, а также значительное уменьшение его размеров, что достигается за счет ступенчатого разделения входящего в глушитель-сепаратор потока отработавших газов на множество отдельных газовых потоков с сохранением скорости на всех этапах разделения, равной скорости входящего в глушитель-сепаратор газового потока, и индивидуального выброса каждого потока в атмосферу.
Описание чертежей.
На фиг. 1 представлен чертеж одного из двух тридцатиодногоканальных сепараторов, где на разрезе А-А незаштрихованные части являются выходными отверстиями каждого из тридцати одного канала сепаратора, через которые осуществляется выброс отработавших газов в атмосферу.
На фиг. 2 представлен разрез Б-Б (показан на фиг.1) сепаратора.
На фиг. 3 изображен предположительный график изменений уровня шума на выходе одного из шестидесяти двух каналов двух сепараторов в зависимости от относительного размера проходного сечения каждого канала, где по оси абсцисс откладывается уровень шума в долях от единицы, за единицу принят уровень шума, создаваемый двигателем при работе без глушителя. А по оси ординат откладывается размер проходного сечения одного из каналов в долях от единицы, за единицу принят размер проходного сечения трубы, входящей в глушитель-сепаратор.
Если считать, что уровень шума на выходе одного из каналов при делении проходного сечения входящей трубы на небольшое количество каналов снижается совсем незначительно, а при делении на бесконечное множество каналов снижается практически до нуля, тогда зависимость уровня шума от проходного сечения одного из каналов будет выражена очень крутой параболой, а уровень шума, сниженного глушителем-сепаратором, в целом будет приравнен к уровню шума на выходе одного из каналов глушителя-сепаратора.
Осуществление изобретения
Для облегчения понимания принципа работы глушителя-сепаратора опишем его на примере шестидесятидвухканального глушителя-сепаратора.
Глушитель-сепаратор состоит из двух труб размером проходного сечения вдвое меньшим проходного сечения входящей трубы, с помощью которых поток отработавших газов разделяется на два отдельных потока, которые направляются на вход двух сепараторов, каждый из которых состоит из четырех телескопически расположенных труб (1), четырнадцати осевых (2) и четырнадцати радиальных (3) перегородок. При этом проходное сечение самой меньшей из труб разделено на три канала с проходным сечением каждого канала, в шестьдесят два раза меньшим проходного сечения входной трубы в глушитель-сепаратор, а пространство между трубами (1) осевыми перегородками (2) последовательно разделено на 8+4+2 канала, размер проходного сечения каждого из которых в свою очередь радиальными перегородками (3) делится на два канала, размер проходного сечения каждого из которых также в шестьдесят два раза меньше проходного сечения входной трубы. Таким образом, поступающий из двигателя газовый поток разделяется в глушителе-сепараторе на шестьдесят два отдельных потока, скорость которых в процессе деления не изменяется и равняется скорости входящего в глушитель-сепаратор газового потока, причем выброс газовых потоков из каждого канала осуществляется индивидуально и тридцать два потока выбрасываются параллельно, а тридцать - перпендикулярно оси сепараторов.
Поскольку скорость газовых потоков от входа в глушитель-сепаратор до выброса в атмосферу сохраняется постоянной и равной скорости потока отработавших газов в отводной трубе из двигателя, то за счет трения и поворотов газовых потоков возникает противодавление немногим больше нуля, а значит и расходование полезной мощности двигателя на преодоление этого противодавления также будет немногим больше нуля, а уровень шума на выходе каждого канала в соответствии с графиком, приведенным на фиг.3, будет в шесть раз ниже уровня шума, создаваемого двигателем, работающим без глушителя, но уровень шума, снижаемый глушителем-сепаратором  в целом из-за небольшого расстояния между выходными отверстиями кагалов сепаратора будет несколько ниже шести. При этом размеры глушителя-сепаратора во много раз меньше размеров аналогов, а применение стального литья под давлением во много раз упростит технологию изготовления глушителя-сепаратора, а почти нулевое расходование полезной мощности двигателя на снижение шума снизит количество сжигаемого топлива, что повысит экологическую чистоту двигателя.
Рассмотрен один из способов деления в глушителе-сепараторе потока отработавших газов на отдельные газовые потоки со скоростью в них, равной скорости входящего потока отработавших газов. Но их существует несколько. Так, например, можно входящий газовый поток вначале разделить на четыре газовых потока и направлять их в четыре сепаратора. При этом выброс газа будет производиться не из двух, а из четырех сепараторов.