Глушитель шума выпуска отработавших газов силовой установки на топливных элементах транспортного средства

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкции глушителя шума выпуска для силовой установки транспортного средства, построенной на технологии топливных элементов.
При работе силовой установки на топливных элементах, скорость потока образовавшихся выхлопных газов меньше скорости потока газов двигателей внутреннего сгорания, в связи с этим, конструкцию глушителя шума проектируют с учетом меньшего противодавления, а большое значение уделяют погашению повышенных звуковых частот, образующихся при особенностях работы конструкции подачи топлива (газа) в силовую установку.
Известен глушитель системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с передней и задней торцевыми стенками и элементами внутреннего насыщения корпуса, входной и выходной патрубки и хвостовую трубу, выполненную в виде Г-образного колена, крепящуюся на выходном патрубке, при этом колено повернуто относительно нормали к горизонтальной поверхности дороги на угол, заключенный в диапазоне 40-50°. На конце Г-образного колена выполнен косой срез, при этом плоскость среза параллельна горизонтальной поверхности дороги (см. патент на полезную модель RU №73918, МПК F01N 1/00, опубликовано 10.06.2008 г).
Известен глушитель системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с передней и задней торцевыми стенками и элементами внутреннего насыщения корпуса, входной и выходной патрубки и хвостовую трубу, крепящуюся на выходном патрубке, причем глушитель устанавливается за кабиной автомобиля вертикально относительно поверхности дороги. На срезе хвостовой трубы установлена открывающаяся под воздействием отработавших газов крышка (см. патент на полезную модель RU №85950, МПК F01N 1/00, опубликовано 20.08.2009 г.).
Известен также глушитель шума выпуска ДВС, содержащий цилиндрический корпус с впускным и выпускным патрубками, поперечные перегородки, при этом по центру корпуса установлена продольная перфорированная перегородка, к которой поочередно с противоположных сторон закреплены глухие поперечные перегородки, перекрывающие половину проходного сечения корпуса (см. патент на полезную модель RU №7449, МПК F01N 1/00, опубликовано 16.08.1998 г.).
Применение данных технических решений, близких по конструктиву к заявляемому решению, невозможно в виду их недостаточного снижения повышенных звуковых частот, что является недостатком этих технических решений.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению и взятый за прототип является глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы три камеры: входная, центральная и выходная, соосные входной и выходной патрубки, подключенные к входной и выходной камерам посредством составленных из однотипных сквозных отверстий перфорированных участков и свободные срезы которых размещены в центральной камере, входной и выходной патрубки имеют одинаковое проходное сечение, суммарная площадь проходных сечений отверстий в каждом из перфорированных участков составляет 0,5±0,02 площади проходного сечения патрубка, при этом оба перфорированных участка имеют одинаковое по своей геометрической форме построение отверстий (см. патент на полезную модель RU №55873, МПК F01N 1/00, опубликовано 27.08.2006 г.).
Недостатком известного технического решения является недостаточное снижение повышенных звуковых частот.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является снижение повышенных звуковых частот выхлопных газов силовой установки.
Для решения поставленной задачи в глушителе шума выпуска отработавших газов силовой установки на топливных элементах транспортного средства, содержащем цилиндрический корпус с передней и задней торцевыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы три камеры: входная, центральная и выходная, соосно расположенные впускной и выпускной патрубки, имеющие перфорированные отверстия, в конце впускного патрубка установлен конусообразный рассекатель, угол которого направлен в сторону встречных выхлопных газов, а выходная камера оснащена звукопоглощающим материалом. В частном случае поперечные перегородки установлены таким образом, что длины входной, центральной и выходной камер выдерживаются в пропорции 1:3:3,5, торцевые стенки глушителя выполнены в виде крышек, а поперечные перегородки имеют перфорированные отверстия.
Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что в конце впускного патрубка установлен конусообразный рассекатель, угол которого направлен в сторону встречных выхлопных газов, а выходная камера оснащена звукопоглощающим материалом, позволяет снизить повышенные звуковые частоты выхлопных газов силовой установки.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображен глушитель шума выпуска отработавших газов силовой установки на топливных элементах транспортного средства в разрезе.
Глушитель шума выхлопных газов силовой установки представляет собой сварную конструкцию и содержит цилиндрический корпус 1 с передней и задней торцевыми стенками 2 и 3, в котором посредством поперечных перегородок 4 образованы три камеры: входная 5, центральная 6 и выходная 7, соосно расположенные впускной патрубок 8 и выпускной патрубок 9, имеющие перфорированные отверстия. Поперечные перегородки 4 установлены таким образом, что длины входной 5, центральной 6 и выходной 7 камер выдерживаются в пропорции 1:3:3,5. Торцевые стенки 2 и 3 глушителя выполнены в виде крышек. Поперечные перегородки 4 также имеют перфорированные отверстия. В конце впускного патрубка 8 установлен конусообразный рассекатель 10, угол которого направлен в сторону встречных выхлопных газов. На конце выпускного патрубка 9 установлено Г-образное колено 11. Выходная камера 7 оснащена звукопоглощающим материалом 12.
Глушитель шума выпуска отработавших газов силовой установки на топливных элементах транспортного средства установки работает следующим образом.
При работе силовой установки отработавшие газы с повышенными звуковыми частотами поступают во впускной патрубок 8. Часть газа через перфорированные отверстия впускного патрубка 8 попадают во входную камеру 5, а другая часть рассекателем 10 перенаправляется в камеру 6. Здесь происходит потеря скорости и перенаправление газовых потоков, а энергия звуковых частот переходит в тепловую. Переход газов из входной камеры 5 в центральную камеру 6 осуществляется через перфорированные отверстия поперечных перегородок 4. Рассекатель 10 не создает критического противодавления, так как силовая установка не нагнетает большого давления. Далее газы аккумулируются в центральной камере 6, часть газов направляются к выпускному патрубку 9, а другая часть через перфорированные отверстия перегородки 4 направляются в выходную камеру 7, где звукопоглощающим материалом 12 происходит снижение шума газов. Далее через перфорированные отверстия выпускного патрубка 9 газы перенаправляются  наружу через Г-образное колено 11.
Основное подавление повышенных звуковых частот происходит с помощью рассекателя 10 и звукопоглощающего материала 12.
Заявляемое техническое решение позволяет снизить повышенные звуковые частоты выхлопных газов силовой установки, и при этом тем самым повысить безопасность при эксплуатации конструкции.
Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.
Данная полезная модель разработана в рамках выполнения работ по Соглашению от «05» июня 2018 г. №074-11-2018-008 между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Публичным акционерным обществом «КАМАЗ».