СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ШУМА ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ В ЗАКРЫТОМ ТРУБОПРОВОДЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF EXHAUST GAS NOISE REDUCTION IN A CLOSED PIPELINE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к способу снижения шума выхлопных газов на принципиально новом воздействии на звуковой поток, отличающийся от всех существующих, запатентованных способов. Новый способ имеет принципиальное отличие: воздействие на звуковой поток осуществляется не за счет использования набивок, перепада объемов камер, что сопровождается значительной потерей полезной мощности двигателя.
Известен способ снижения шума системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, (патент RU 2362892 C2, 24.09.2007), с помощью которого выпуск отработавших газов осуществляют через глушитель, установленный на трубе системы выпуска, далее предварительно определяют спектр шума внутри трубы системы выпуска и определяют гармоники частоты следования выхлопов с повышенными уровнями шума в рабочем диапазоне оборотов двигателя, а затем перед глушителем устанавливают, по меньшей мере, один акустический резонатор с изменяемой резонансной частотой, сообщающийся горловиной с трубой системы выхлопа, при этом частоту резонансных колебаний резонатора при работе двигателя на любых оборотах рабочего диапазона синхронно настраивают на частоту гармоники следования выхлопов с повышенными уровнями шума.
Известен способ снижения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания (патент RU 2386040 C2, 19.03.2008), с помощью которого каждую исходную массовую волну расхода выхлопных газов преобразуют в несколько массовых волн расхода меньшей величины, преобразование проводят таким образом, чтобы фронт спада каждой предыдущей массовой волны расхода меньшей величины пересекался с фронтом нарастания последующей массовой волны расхода меньшей величины, а интервал времени между соседними максимумами массовых волн расхода меньшей величины выбирают таким, чтобы интегральное значение расхода выхлопных газов было близким к стационарному.
Известен способ распределения газового потока в системе глушителя шума (патент RU 2386822 С1, 15.10.2008), с помощью которого газовый поток, поступающий через входное отверстие, разбивается на два потока, которые распределяются в объемы индивидуальных камер, движущихся параллельно и встречно соединяющихся в полости перемешивания.
Задачей, решаемой изобретением, является существенное повышение акустической эффективности, т.е. снижение шумности двигателя за счет двойного воздействия на звуковой поток:
- снижение амплитуды высокочастотного звукового газового потока встречным наложением волн, вызванных вибрирующим концом входного патрубка 4 с винтовой прорезью 3 и звукоотражающим экраном в форме стакана 2, закрепленного (патрубок с винтовой прорезью) к внутренней части его дна;
- снижение амплитуды низкочастотного звукового газового потока за счет резкого его расширения в усеченном конусе 6 и прохождения через прорези, образующие лепестки в нижней широкой части конуса, что приводит к вибрированию лепестков и эффекту встречного наложения волн.
Изобретение иллюстрируется чертежом резонансный глушитель выхлопных газов, где:
1 - выходной патрубок
2 - экран в форме стакана
3 - винтовая прорезь
4 - входной патрубок
5 - фланец передний
6 - конус с прорезями в его широкой части
7 - корпус
8 - фланец задний
9 - заглушка
Предлагаемый резонансный глушитель выхлопных газов функционирует следующим образом. Через входной патрубок 4 происходит движение потока выхлопных газов совместно со звуковым потоком в широком диапазоне. При прохождении потоков (газового и звукового) возникает эффект вибрирования конца патрубка с винтовой прорезью со звукоотражающим экраном, что приводит к возникновению встречного наложения колебаний на движущийся звуковой поток, второй этап снижения - прохождение с резким расширением и прохождением через прорези с лепестками в нижней широкой части конуса, в итоге к резкому снижению шумности. Действующие опытные образцы показывают очень высокий эффект снижения шумности во всех диапазонах частот при габаритных размерах в более чем в 2 раза меньше известных стандартных глушителей.