ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Заявляемая полезная модель относится к области технической акустики и может быть использована для снижения шума выпуска двигателей внутреннего сгорания, в частности, автомобилей.
Известен глушитель выпуска, описанный в патенте на изобретение РФ №2224896, МПК 7 F 01 N 1/08 (опубликован 27.02.2004 г.), содержащий полый корпус с тремя поперечными перегородками, центральную выпускную трубу, связывающую выхлопной тракт двигателя со второй камерой, коаксиальную трубу, установленную на поперечных перегородках, исходящую из первой камеры и имеющую боковые отверстия в зоне второй камеры, и центральную выпускную трубу, исходящую из третьей камеры и имеющую боковые отверстия в зоне четвертой камеры, причем коаксиальная труба соединяет первую камеру с четвертой, каждая из трех перегородок имеет перфорацию, впускная труба имеет боковое отверстие в зоне первой камеры, а выпускная труба имеет боковое отверстие в зоне третьей камеры. Недостатком данного глушителя, выбранного в качестве аналога, является его сложное конструктивное исполнение и высокое гидравлическое сопротивление.
Известен также глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, описанный в патенте на полезную модель РФ №47978, МПК 7 F 01 N 1/00 (опубликован 10.09.2005 г.), содержащий корпус с передней и задней торцевыми стенками, две поперечные перегородки, разделяющие корпус на три камеры: впускную, промежуточную и выпускную, причем впускная и выпускная камеры заполнены звукопоглощающим материалом, впускные и выпускной перфорированные патрубки, внутренние срезы которых расположены
в промежуточной камере, при этом со стороны впускной камеры сформирована дополнительная камера, поперечная перегородка, отделяющая впускную камеру от промежуточной выполнена с перфорацией, впускные и выпускной патрубки выполнены несоосными, а выпускной патрубок выполнен с поворотом и выходит наружу глушителя через боковую поверхность его корпуса. Имея высокую эффективность снижения шума, данный аналог имеет относительно высокую металлоемкость и сложную многокамерную конструкцию, что и является его недостатком.
В качестве прототипа, как наиболее близкого по своей сути, выбрана полезная модель глушителя шума выхлопа (свидетельство РФ №26595, МПК 7 F 01 N 1/00, опубликовано 10.12.2002 г.), содержащего корпус с передней и задней торцевыми стенками, две поперечные перегородки, соосные впускной и выпускной перфорированные патрубки, при этом внутренний срез впускного патрубка выполнен сужающимся в виде конфузора, а впускная и выпускная камеры заполнены звукопоглощающей набивкой. Недостатком прототипа является невысокая эффективность снижения шума.
Задачами, решаемыми предлагаемым техническим решением, являются повышение акустической эффективности глушителя, упрощение его конструкции и уменьшение гидравлического сопротивления. Достигается это тем, что в глушителе, содержащем корпус с передней и задней торцевыми стенками, поперечную перегородку корпуса с отверстием в центре, разделяющую корпус на впускную и выпускную камеры, впускной и выпускной перфорированные патрубки и звукопоглощающий материал, заполняющий выпускную камеру, срезы впускного и выпускного патрубков, расположенные внутри глушителя, жестко крепятся к поперечной перегородке соосно ее отверстию, а внутри выпускного патрубка на расстоянии 0,2-1,2d от его внутреннего среза, где d - внутренний диаметр выпускного патрубка, жестко установлен переходный патрубок, выполненный в виде усеченного конуса, входящего через отверстие поперечной перегородки во впускной патрубок и крепящегося большим основанием внутри выпускного патрубка, при этом
внешний диаметр большего основания переходного патрубка равен внутреннему диаметру выпускного патрубка, длина переходного патрубка составляет 0,2-2,3d, диаметр меньшего сечения переходного патрубка составляет 0,3-0,9d, а диаметр отверстия поперечной перегородки составляет 0,4-1,0d.
Кроме того, меньшее сечение переходного патрубка может быть развальцовано.
Кроме того, на меньшее сечение переходного патрубка может устанавливаться сопло Вентури.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1, на которой приведен продольный разрез заявляемого глушителя. Глушитель содержит корпус 1 с передней 2 и задней 3 торцевыми стенками, поперечную перегородку 4 с отверстием 5 в центре перегородки, разделяющую корпус глушителя на впускную 6 и выпускную 7 камеры, впускной 8 и выпускной 9 патрубки с перфорацией 10. Объем выпускной камеры 7 заполнен звукопоглощающим материалом 11. Срезы впускного 8 и выпускного 9 патрубков, расположенные внутри глушителя, жестко (например, точечной сваркой) крепятся к поперечной перегородке 4 соосно ее отверстию 5. Внутри выпускного патрубка 9 на расстоянии 0,2-1,2d от его внутреннего среза, где d - внутренний диаметр выпускного патрубка, жестко (с помощью точечной сварки) установлен переходный патрубок 12, выполненный в виде усеченного конуса, входящего через отверстие 5 перегородки 4 во впускной патрубок 8. Переходный патрубок 12 крепится (с помощью сварки) большим основанием внутри выпускного патрубка 9, при этом внешний диаметр большего основания переходного патрубка 12 равен внутреннему диаметру выпускного патрубка 9, т.е. диаметру d. Меньшее сечение патрубка 12 может быть развальцовано, либо на нем может устанавливаться сопло Вентури 13. Длина патрубка 12 может составлять 0,2-2,3d, диаметр его меньшего сечения 0,3-0,9d, а диаметр отверстия 5 перегородки 4 составляет 0,4-1,0d. Движение выхлопных газов на фиг.1 показано стрелками.
Работает заявляемый глушитель следующим образом. Выхлопные газы
поступают от двигателя внутреннего сгорания (на фиг.1 не показан) через входной патрубок 8 во входную камеру 6. Благодаря перфорации 10, происходит затухание акустических колебаний во входной камере, представляющей собой акустический резонатор, настроенный на низкочастотный и среднечастотный диапазон акустических колебаний. Далее выхлопные газы через конический переходной патрубок 12 попадают в выпускную камеру 7, объем которой заполнен звукопоглощающим материалом 11. Развальцовка меньшего сечения переходного патрубка 12, либо установка на нем сопла Вентури 13 предотвращает срыв газового потока и образование вихревого звука. В выпускной камере 7 благодаря перфорации 10 патрубка 9 и поглотителя 11 происходит затухание высокочастотных акустических колебаний. Через патрубок 9 выхлопные газы далее эвакуируются в окружающую атмосферу. Варьируя местоположением и длиной переходного патрубка 12, диаметром его меньшего сечения, а также диаметром перфорации 10 и ее шагом и диаметром отверстия 5 перегородки 4, может быть спроектирован высокоэффективный глушитель шума выпуска автомобиля.
В ОАО «AЗ «Урал» разработан и прошел испытания опытный образец заявляемого глушителя для автомобилей семейства «Урал» с дизельными двигателями ЯМЗ V6 и ЯМЗ V8. В качестве звукопоглощающего материала использовалось базальтовое супертонкое волокно. Величина снижения шума глушителем по интегральному уровню составила 29 дБ при сопротивлении глушителя 3,3 кПа, что соответствует значениям лучших мировых образцов.
Учитывая новизну и промышленную применимость заявляемого технического решения, заявитель считает, что оно может быть защищено патентом на полезную модель.