СИСТЕМА ВПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности, к системам впуска для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств.
Полезная модель может быть использована, преимущественно, в автомобилях малой грузоподъемности, повышенной проходимости с ограниченными размерами моторных отсеков и позволяет снизить эмиссию звуков средних и низких частот, свойственных шуму впуска.
Большая часть шума впуска заглушается на автомобилях воздушными фильтрами и глушителями.
Известен воздушный фильтр для двигателя внутреннего сгорания(см. заявку ФРГ №3234634, кл. F02М 35/12 от 08.12.81.), содержащий корпус с расширяющимся от входного сечения патрубком подачи воздуха, в котором выполнены радиальные отверстия, резонаторную камеру, охватывающую патрубок, при этом радиальные отверстия расположены двумя рядами, первый ряд расположен на расстоянии (0,1-0,2)L от края патрубка, второй ряд расположен на расстоянии (0,4-0,6)L, где L - длина патрубка подачи воздуха.
Указанный воздушный фильтр для ДВС предназначен для снижения эмиссии шума впуска, резонансных излучений при низших формах собственных колебаний объема воздуха заборного патрубка воздушного фильтра.
Недостатком устройства является недостаточная эффективность снижения шума впуска во всем диапазоне частот спектра.
Наиболее близким, к заявленной полезной модели, устройством того же назначения, по совокупности признаков, является глушитель для впускного отверстия воздушного фильтра (см., например, патент Великобритании №2070682, кл. F01N 1/00), содержащий воздушный фильтр с коническим неотъемным резонаторным патрубком, в котором размещены перфорированные отверстия, резонаторную камеру вокруг патрубка, торцевой грибовидный экран, расположенный на конце патрубка.
Глушитель для впускного отверстия воздушного фильтра также предназначен для снижения эмиссии шума впуска, резонансных излучений, при низших формах собственных колебаний объема воздуха заборного патрубка воздушного фильтра.
Недостатком устройства является недостаточная эффективность снижения шума впуска во всем диапазоне частот спектра.
Техническим результатом устройства является повышение эффективности снижения шума впуска во всем диапазоне частот спектра (от 50 Гц до 500 Гц), снижение и выравнивание показателей уровней внешнего шума автомобиля справа и слева.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известной системе впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащей воздушный фильтр с фильтрующим элементом и отходящим впускным коническим патрубком с перфорированным участком, резонаторную камеру, охватывающую патрубок, торцевой экран, имеются отличительные признаки.
Отличительными признаками является то, что резонаторная камера выполнена в виде сложного ассиметричного объема с впускным патрубком, в котором размещен конец впускного конического патрубка воздушного фильтра, к впускному патрубку резонаторной камеры закреплен изогнутый конический насадок с диффузором на входном срезе и небольшим перфорированным участком за диффузором, причем перфорированный участок выполнен в верхней его четверти, при этом торцевой экран выполнен в виде глушителя, расположенного перед заборной частью конического насадка и состоящего из накладки из шумопоглощающего материала, размещенной на задней панели капота.
Впускной конический патрубок воздушного фильтра может быть выполнен составным.
Впускной конический патрубок воздушного фильтра и конический насадок объединены в конический резонаторный воздуховод.
Суммарная площадь перфорированного участка впускного конического патрубка воздушного фильтра составляет 0,3-0,32 площади впускного отверстия воздушного фильтра:
1
1
2
S=0,3-0,32¶D  /4,
где:
1
S - суммарная площадь перфорированного участка впускного конического патрубка воздушного фильтра;
1
D - диаметр впускного отверстия воздушного фильтра.
Диаметр проходного сечения узкой части диффузора составляет 0,57-0,59 диаметра впускного отверстия воздушного фильтра:
2
1
D=0,57-0,59D,
где:
1
D - диаметр впускного отверстия воздушного фильтра;
2
D- диаметр проходного сечения узкой части диффузора.
Суммарная площадь перфорированного участка конического насадка за диффузором составляет 0,12-0,15 площади узкой части
диффузора:
2
2
2
S=0,12-0,15¶D  /4,
где:
2
S - суммарная площадь перфорированного участка конического насадка за диффузором;
2
D - диаметр проходного сечения узкой части диффузора.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".
Полезная модель поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображена система впуска ДВС в плане,
на фиг.2 - продольный разрез А-А на фиг.1 резонаторной камеры,
на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1,
на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3,
на фиг.5 - спектрограмма заглушения уровней звука в третьоктавном спектре шума впуска.
Система впуска двигателя внутреннего сгорания содержит воздушный фильтр 1 (фиг.1, 2) с фильтрующим элементом и отходящим впускным коническим патрубком 2 (фиг.2).
Впускной патрубок воздушного фильтра может быть выполнен составным, состоящим из короткого патрубка 3 и конической трубы 4 с перфорированным участком 5 (фиг.2, 3).
К воздушному фильтру прикреплена резонаторная камера 6, охватывающая впускной патрубок 2, который сообщается с объемом камеры 6 через перфорированный участок 5.
Резонаторная камера 6 выполнена в виде сложного ассиметричного объема с впускным патрубком 7, в котором размещен конец впускного конического патрубка 2. Рабочий объем резонаторной камеры 6 значительно превышает рабочий объем одного цилиндра ДВС.
К впускному патрубку 7 резонаторной камеры 6 закреплен изогнутый конический насадок 8 (фиг.1, фиг.2) с диффузором 9 на входном срезе и небольшим перфорированным участком 10 (фиг.4) за диффузором 9.
Перфорированный участок 10 выполнен в верхней четверти конического насадка 8 за наименьшим отверстием диффузора.
Перед заборной частью конического насадка 8 (фиг.1, 2) расположен торцевой экран, выполненный в виде глушителя 11, и состоит из накладки 12 из шумопоглощающего материала, размещенной на задней панели 13 капота.
Впускной конический патрубок 2 воздушного фильтра и конический насадок 8 объединены в конический резонаторный воздуховод 14.
Расчет геометрических параметров конического резонаторного воздуховода 14 выполнен с использованием выражения:
,
0
где f - низшая собственная резонансная частота конического резонаторного воздуховода 14;
С - скорость звука;
Sm - средняя площадь поперечного сечения воздуховода;
L - длина воздуховода;
Vвф - объем воздушного фильтра.
Средняя площадь поперечного сечения Sm выбиралась, как минимум, при сохранении разрежения во впускной трубе ДВС (определялось на стенде экспериментально), принято:
1
2
Sm=0,65¶D  /4,
где:
1
D - диаметр впускного отверстия воздушного фильтра,
0
f - взята для расчета в полосе 50 Гц третьоктавного спектра, выбор сделан на основании низкого уровня звука в этой частотной полосе шума впуска.
Суммарная площадь перфорированного участка 5 впускного конического патрубка 2 воздушного фильтра составляет 0,3-0,32 площади впускного отверстия воздушного фильтра:
1
1
2
S=0,3-0,32¶D  /4,
где:
1
S - суммарная площадь перфорированного участка 5 впускного конического патрубка 2 воздушного фильтра;
1
D - диаметр впускного отверстия воздушного фильтра.
Диаметр проходного сечения узкой части диффузора 9 составляет 0,57-0,59 диаметра впускного отверстия патрубка 2 воздушного фильтра:
2
1
D=0,57-0,59D,
где:
1
D - диаметр впускного отверстия воздушного фильтра 1;
2
D - диаметр проходного сечения узкой части диффузора 9.
Суммарная площадь перфорированного участка 10 конического насадка 8 за диффузором 9 составляет 0,12-0,15 площади узкой части диффузора:
2
2
2
S=0,12-0,154¶D  /4, где:
2
S - суммарная площадь перфорированного участка 10 конического насадка 8 за диффузором;
2
D - диаметр проходного сечения узкой части диффузора 9.
2
Перфорированный участок 10 конического насадка 8 выполнен на расстоянии L=0,25D.
Эффективность глушения шума впуска заявленной полезной модели показана на фиг.5 график 3.
Такое выполнение системы впуска двигателя внутреннего сгорания позволяет повысить эффективность снижения шума впуска во всем диапазоне частот спектра (от 50 Гц до 500 Гц), ведет к снижению и выравниванию показателей уровней внешнего шума автомобиля справа и слева.