ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ICE NOISE KILLER

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для снижения уровня шума отработанных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности в выпускных трактах ДВС на автобусах.
Известен глушитель шума двигателя внутреннего сгорания, который содержит корпус с соосными впускным и выпускным патрубками. В корпусе соосно установлена внутренняя продольная перфорированная труба с размещенными в ней поперечными перфорированными перегородками, разделяющими корпус на расширительные камеры. Полость между корпусом глушителя и внутренней перфорированной трубой заполнена шумопоглощающим материалом, например базальтовым волокном. При этом расположение отверстий перфорации задано математическими зависимостями таким образом, что обеспечивается равенство коэффициента перфорации по всей перфорированной поверхности. Кроме того, диаметры отверстий в перегородках и их количество связаны между собой математическими зависимостями, учитывающими взаимное расположение перегородок, см. RU Патент №2189461, МПК F01N 1/10, 2002.
Недостатком данной конструкции глушителя является то, что шумоизолирующая способность глушителя будет недостаточной, так как данный глушитель выполнен проходным, в нем не использован принцип лабиринтного глушителя и закон интерференции, что влечет за собой низкую эффективность глушения звука и высокие потери давления в глушителе, что снижает частоту вращения коленчатого вала.
Наиболее близким по технической сущности является глушитель шума двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с передней и задней торцевыми стенками и с впускным и выпускным патрубками, поперечные перегородки, разделяющие корпус на камеры, и шумопоглощающий материал, например базальтовое волокно, заполняющий внутреннюю полость, примыкающую к наружной стенке корпуса, в котором корпус выполнен в форме эллипсоида с двойными стенками, со стороны впуска аэродинамического потока в корпусе образованы четыре последовательные камеры: первая активная камера, первая реактивная камера, вторая реактивная камера, вторая активная камера, впускной и выпускной патрубки размещены несоосно и закреплены одним концом на передней торцевой стенке корпуса, при этом впускной патрубок выполнен перфорированным в местах его прохождения через первую активную и вторую реактивную камеры и со стороны задней торцевой стенки имеет перфорированную заглушку, а внутри первой реактивной камеры симметрично и по обе стороны от продольной оси корпуса установлены две цилиндрические перфорированные трубы с перфорированными заглушками со стороны передней торцевой стенки, при этом третья по ходу впуска аэродинамического потока перегородка выполнена перфорированной.
Преимущественное выполнение глушителя шума двигателя внутреннего сгорания, когда за поверхностью перфорации активных камер глушителя расположена латунная стенка или слой спрессованной металлической нержавеющей стружки, см. RU Патент №2282730, F01N 1/24 (2006.01), 2006.
Недостатком глушителя является сложность конструкции, а ввод и вывод отработанных газов с одной и той же стороны (передней торцевой стенки) приводит к высоким потерям давления в глушителе, что снижает частоту вращения коленчатого вала.
Задачей изобретения является упрощение конструкции глушителя, повышение эффективности глушения шума выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания без увеличения потерь давления в глушителе.
Техническая задача решается тем, что глушитель шума двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с камерами, образованными перегородками, и впускным патрубком, в котором корпус выполнен из внешней цилиндрической обечайки, ее сплошного дна и сферической перфорированной крышки, внутри корпуса и параллельно ему расположена внутренняя цилиндрическая обечайка, которая имеет сплошную перегородку и сплошную сферическую крышку, внешняя и внутренняя цилиндрические обечайки соединены кольцевой перфорированной перегородкой, в образованной таким образом внутренней полости между кольцевой перфорированной перегородкой и крышками расположены вертикальные перегородки с образованием активных камер, заполненных сыпучим материалом, а под активными камерами расположена реактивная камера, которая образована сплошной перегородкой внутренней цилиндрической обечайки и частью внутренней цилиндрической обечайки, кольцевой перфорированной перегородкой, частью внешней цилиндрической обечайки от кольцевой перфорированной перегородки до дна корпуса и его сплошным дном.
Решение технической задачи позволяет упростить конструкцию глушителя, повысить эффективность глушения шума выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания без увеличения потерь давления в глушителе.
Глушитель шума двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 с камерами 3 и 4, образованными перегородками 2, и впускным патрубком 5. Корпус выполнен из внешней цилиндрической обечайки 6, ее сплошного дна 13 и сферической перфорированной крышки 8, внутри корпуса 1 и параллельно ему расположена внутренняя цилиндрическая обечайка 9, которая имеет сплошную перегородку 7 и сплошную сферическую крышку 10, внешняя 6 и внутренняя 9 цилиндрические обечайки соединены кольцевой перфорированной перегородкой 11, в образованной таким образом внутренней полости между кольцевой перфорированной перегородкой 11 и крышками 8, 10 расположены вертикальные перегородки 2 с образованием активных камер 3, заполненных сыпучим материалом 12, а под активными камерами расположена реактивная камера 4, которая образована сплошной перегородкой 7 внутренней цилиндрической обечайки 9 и частью внутренней цилиндрической обечайки 9, кольцевой перфорированной перегородкой 11, частью внешней цилиндрической обечайки от кольцевой перфорированной перегородки 11 до дна корпуса и его сплошным дном 13.
Глушитель шума работает следующим образом.
Звуковые волны от двигателя внутреннего сгорания и поток выхлопных газов, движущиеся по системе выпуска двигателя внутреннего сгорания, поступают в реактивную камеру 4 глушителя через впускной патрубок 5, где происходит их расширение. Далее выхлопные газы через кольцевую перфорированную перегородку 11 направляются в активные камеры 3, которые образованы между кольцевой перфорированной перегородкой 11 и крышками 8,10 вертикальными перегородками 2. Активные камеры 3 равномерно заполнены сыпучим материалом 12. При движении выхлопные газы равномерно распределяются в активные камеры 3 глушителя и, проходя через сыпучий материал 12, в камерах 3 создают псевдокипящий слой из сыпучего материала, в котором происходит диссипация акустической энергии.
При увеличении числа оборотов двигателя объемная скорость выхлопных газов увеличивается, при этом увеличивается и интенсивность шумообразования. Вместе с тем за счет увеличения механической энергии выхлопных газов активизируется движение сыпучего материала, вследствие которого повышается звукопоглощение в псевдокипящем слое без увеличения потерь давления в глушителе. Это обусловлено газодинамической прозрачностью псеводокипящего слоя, которая регулируется расходом выхлопных газов: чем больше выхлопных газов, тем выше газопрозрачность псевдокипящего слоя и наоборот. Акустическая энергия выхлопных газов одинаково эффективно рассеивается в псевдокипящем слое при всех режимах работы двигателя внутреннего сгорания и противодавление в глушителе независимо от режима работы двигателя остается постоянным. Далее газовый поток из активных камер 3 через сферическую перфорированную крышку 8 корпуса глушителя 1 попадает в окружающее пространство. Выпуск газов через сферическую перфорированную крышку 8 дополнительно снижает скорость выхлопных газов, так как газовый поток при истечении через сферическую поверхность меняет свою структуру от цилиндрической до сферической, что также способствует уменьшению шума.
Таким образом, решение технической задачи позволяет упростить конструкцию глушителя, повысить эффективность глушения шума выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания без увеличения потерь давления в глушителе.