ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫХЛОПА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к многокамерным глушителям шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания.
Известен глушитель шума двигателей внутреннего сгорания, включающий корпус, три внутренние перегородки, образующие с корпусом четыре рабочие камеры. В корпусе установлены впускная, две промежуточных перфорированных и выпускная перфорированная трубы. Впускная труба соединяет первую и вторую рабочие камеры. На перегородке, разделяющей первую и вторую рабочие камеры, установлена первая промежуточная перфорированная труба, соединяющая первую и вторую рабочие камеры. На первой и второй перегородках установлена вторая промежуточная перфорированная труба, соединяющая первую, вторую и третью рабочие камеры. Выпускная перфорированная труба соединяет третью и четвертую рабочие камеры с атмосферой (см. патент РФ №2172847, МПК 7 F01N 1/08, 2001 г.)
Недостатком данного глушителя является низкая аэродинамическая характеристика по снижению звукового давления, невысокая долговечность и недостаточная надежность.
Известен основной глушитель шума выхлопа системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания автомобилей модельного ряда ВАЗ-2110. Глушитель содержит четыре последовательных камеры для подавления шума в широкочастотном диапазоне, расположенных в овальном корпусе. Корпус ограничен плоскими торцевыми стенками. Камеры в корпусе образованы посредством трех поперечных перегородок и сообщаются между собой посредством перфорированных патрубков. В направлении газового потока камеры последовательно расположены следующим образом: входная, выходная и две дополнительные. При этом два патрубка - подводящий и отводящий -размещены соосно корпусу, а два промежуточных патрубка расположены аксиально и по обе стороны от оси корпуса глушителя. Для лучшей коррозионной стойкости корпус глушителя изготовлен из алюминированной стали и не имеет точек сварки. Все детали глушителя соединяются между собой завальцовкой (см.
Волгин С.Н. и др. Цветной иллюстрированный альбом. Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112 и их модификации. М.: Третий Рим, 1998, с.30-31).
Данный глушитель шума обладает высокой надежностью и долговечностью. Однако в характеристике заглушения на отдельных частотах образуются соответствующие "шумозаглушающие провалы", или недостаточные заглушения, что приводит к снижению акустической эффективности конструкции в целом. Недостатком является и то, что вторая и третья (по ходу газового потока от двигателя в окружающую среду) камеры глушителя имеют одинаковый объем (длину), что приводит к дублированию частотного диапазона заглушения и склонности к взаимному резонансному возбуждению камер.
Известен глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми стенками. В корпусе посредством поперечных перегородок образованы четыре последовательные камеры: входная, выходная и две дополнительные. В глушителе соосно расположены подводящий и отводящий патрубки и аксиально расположены и размещены по обе стороны от оси корпуса промежуточные патрубки. Полости патрубков подключены к полостям камер посредством своих открытых срезов и сквозных перфорированных участков. Дополнительные камеры расположены со стороны выходной камеры. Длина входной камеры по крайней мере вдвое превышает длину выходной камеры (см. патент РФ №2191268, МПК 7 F01N 1/08, 2002 г.)
Данный глушитель шума обладает высокой надежностью и долговечностью. Однако в характеристике заглушения на отдельных частотах образуются соответствующие "шумозаглушающие провалы", или недостаточные заглушения, что приводит к снижению акустической эффективности конструкции в целом. Кроме того,
Задача, решаемая полезной моделью - повышение его акустической эффективности, снижение вибронагруженности при эксплуатации, увеличение долговечности.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном глушителе шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с торцевыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы камеры: входная, выходная и две дополнительные, соосно-расположенные подводящий и отводящий патрубки и аксиально расположенные и размещенные по обе стороны от оси корпуса промежуточные патрубки, причем полости патрубков подключены к
полостям камер посредством своих открытых срезов или сквозных перфорированных участков, в соответствии с полезной моделью отводящий патрубок выполнен с двумя участками перфорации, первая дополнительная камера расположена со стороны входной камеры, вторая дополнительная камера расположена внутри выходной камеры в виде герметичного цилиндра, охватывающего второй перфорированный участок отводящего патрубка с образованием объемного резонатора, длина выходной камеры, по крайней мере, вдвое превышает длину входной камеры, открытый динамический срез одного из промежуточных патрубков расположен в полости первой дополнительной камеры, при этом второй конец названного патрубка расположен в полости входной камеры, и снабжен участком сквозной перфорации, первый открытый динамический срез и участок перфорации второго промежуточного патрубка размещен в первой дополнительной камере, а противоположный конец названного патрубка размещен в выходной камере.
Внутренние детали глушителя изготовлены из нержавеющей стали.
Корпус глушителя выполнен из двух листов металла и прокладки между ними.
Подводящий патрубок выполнен без перфорации.
Технический результат от использования полезной модели заключается в том, что использование глушителя шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащего корпус с торцевыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы камеры: входная, выходная и две дополнительные, соосно-расположенные подводящий и отводящий патрубки и аксиально расположенные и размещенные по обе стороны от оси корпуса промежуточные патрубки, причем полости патрубков подключены к полостям камер посредством своих открытых срезов или сквозных перфорированных участков, в котором отводящий патрубок выполнен с двумя участками перфорации, первая дополнительная камера расположена со стороны входной камеры, вторая дополнительная камера расположена внутри выходной камеры в виде герметичного цилиндра, охватывающего второй перфорированный участок отводящего патрубка с образованием объемного резонатора, длина выходной камеры, по крайней мере, вдвое превышает длину входной камеры, открытый динамический срез одного из промежуточных патрубков расположен в полости первой дополнительной камеры, при этом второй конец названного патрубка расположен в полости входной камеры, и снабжен участком сквозной
перфорации, первый открытый динамический срез и участок перфорации второго промежуточного патрубка размещен в первой дополнительной камере, а противоположный конец названного патрубка размещен в выходной камере, позволяет повысить его акустическую эффективность, снизить вибронагруженность при эксплуатации.
Выполнение отводящего патрубка с двумя участками перфорации, а второй дополнительной камеры внутри выходной камеры в виде герметичного цилиндра, охватывающего второй перфорированный участок отводящего патрубка с образованием объемного резонатора, позволяет производить дополнительное заглушение высокочастотного спектра, которое не обеспечивает дополнительный глушитель.
Размещение первой дополнительной камеры со стороны входной камеры за счет сочетания ее геометрических размеров обеспечивает дополнительное заглушение среднечастотного звукового спектра.
Выполнение длины выходной камеры, по крайней мере, вдвое превышающей длину входной камеры, позволяет снизить звуковую энергию на основных моторных гармониках 2n/60, 4n/60, т.е. шум рабочего процесса двигателя.
Размещение открытого динамического среза одного из промежуточных патрубков в полости первой дополнительной камеры, а второго его конца, снабженного участком сквозной перфорации, в полости входной камеры обеспечивает оптимальное подавление шума выпуска на определенных расчетных частотах. Сквозная перфорация, выполненная в виде калиброванных отверстий, позволяет снизить шум выпуска за счет потери звуковой энергии при прохождении через них газов.
Размещение первого открытого динамического среза и участка перфорации второго промежуточного патрубка в первой дополнительной камере, а противоположного конца названного патрубка в выходной камере обеспечивает подавление шума выпуска определенного диапазона расчетных частот звукового спектра.
Определенное сочетание перфорации и динамических срезов позволяет производить более точную акустическую настройку камер глушителя и, соответственно, значительно меньшее пропускание звука на выход из глушителя.
За счет выполнения внутренних деталей глушителя из нержавеющей стали, выполненных сваркой с использованием нержавеющей сварочной проволоки, увеличивается его долговечность.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах.
Фиг.1 - продольное сечение заявляемого глушителя.
Фиг.2 - сечение А-А фиг.1.
Глушитель выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус 1, выполненный овальным в поперечном сечении, с торцевыми стенками 2 и 3. В корпусе посредством поперечных перегородок 4 и 5 образованы три камеры: входная 6, выходная 7 и первая дополнительная 8 (см. фиг.1).
Корпус 1 глушителя изготовлен из двух листов металла и прокладки между ними (см. фиг.2). Внутренний лист 9 изготовлен из нержавеющей стали для уменьшения коррозии от выхлопных газов. Наружный лист 10 - из алюминированной стали для уменьшения коррозии от внешней среды. Прокладка 11 между листами изготовлена из термо-, шумопоглощающего материала для дополнительного снижения шума.
В корпусе 1 соосно расположены подводящий 12 и отводящий 13 патрубки и аксиально расположены и размещены по обе стороны от оси корпуса 1 промежуточные патрубки 14 и 15. Полости патрубков подключены к полостям камер посредством своих "открытых динамических срезов" и/или сквозных перфорированных участков ("мнимых срезов"). Подводящий патрубок 12 выполнен без перфорации. Отводящий патрубок 13 выполнен с двумя участками перфорации 16, 17.
Первая дополнительная камера 8 расположена со стороны входной камеры 6. Вторая дополнительная камера 18 расположена внутри выходной камеры 7 в виде герметичного цилиндра, охватывающего второй перфорированный участок 17 отводящего патрубка 13 с образованием объемного резонатора. Длина выходной камеры 7, по крайней мере, вдвое превышает длину входной камеры 6.
Открытый динамический срез 19 первого промежуточного патрубка 14 расположен в полости первой дополнительной камеры 8. Второй конец патрубка 14 расположен в полости входной камеры, и снабжен участком сквозной перфорации 20. Первый открытый динамический срез 21 и участок перфорации 22 второго промежуточного патрубка 15 размещен в первой дополнительной
камере 8. Противоположный конец патрубка 15 с открытым динамическим срезом 23 размещен в выходной камере 7.
Работает глушитель обычным образом.
Поток выхлопных газов из подводящего патрубка 12 через открытый динамический срез 24 поступает во входную камеру 6, где происходит его расширение, сопровождающееся частичной потерей звуковой энергии. Из камеры 6 выхлопные газы через участок сквозной перфорации 20 первого промежуточного патрубка 14, в котором дополнительно гасится скорость и происходит частичная потеря звуковой энергии, поступают в полость дополнительной камеры 8.
В дополнительной камере 8 вновь происходит расширение уже частично ослабленного потока газов, с соответствующим ослаблением звука. Из дополнительной камеры 8 через первый открытый динамический срез 21 и участок перфорации 22 второго промежуточного патрубка 15 с дополнительным гашением энергии звука выхлопные газы попадают в выходную камеру 7. При выходе из открытого динамического среза 23 промежуточного патрубка 15, в выходную камеру 7 в очередной раз происходит расширение потока газов и потеря им звуковой энергии.
Из выходной камеры 7, через первый участок перфорации 16 отводящего патрубка 13, поток выхлопных газов направляется в сторону выхода в окружающую среду, достигая при этом второго участка перфорации 17. Данный участок 17 расположен во второй дополнительной камере 18. Таким образом, газ попадает в зону действия объемного резонатора, образованного полостью камеры 18 и отверстиями перфорации участка 17, где происходит дополнительное гашение энергии звука.
За счет выполнения корпуса, состоящего из двух листов с проложенной между ними шумопоглощающей прокладкой, обеспечивается дополнительное снижение шумности выхлопных газов.
Внутренние детали глушителя изготовлены из нержавеющей стали, причем сварка осуществляется нержавеющей сварочной проволокой.
Глушитель может быть изготовлен с использованием современного технологического оборудования как в массовом так и в мелкосерийном производстве.