ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫХЛОПА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к глушителям шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Известен глушитель шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, авторское свидетельство СССР N 1092290, МКИ F01N 1/00, БИ N 18/84, содержащий по меньшей мере одну цилиндрическую камеру с торцевыми стенками и соосными патрубками, срезы которых размещены внутри камеры.
Описанная конструкция глушителя отличается компактностью и низкими гидродинамическими сопротивлениями, поскольку срезы патрубков расположены соосно и поток газов через полость глушителя транспортируется прямолинейно (без поворотов).
Недостатком известного решения является низкая эффективность такого глушителя для легковых автомобилей массового производства, для которых требования по предельно допустимому уровню очень высокие.
Известен глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцовыми стенками и сооснымм впускным и выпускным патрубками, причем динамические срезы последних размещены внутри корпуса, выполненного овальным и снабженного по меньшей мере одной поперечной перегородкой с образованием камер с торцовыми стенками, одна из камер выполнена с длиной, равной длине большей оси овала корпуса, внутренние срезы патрубков размещены в одной из камер и расположены на расстоянии 1/4L от торцовых стенок последней, где L - длина камеры (см. а.с. СССР N 1420193, МКИ F01N 1/00, 1988 г.)
Недостатком известного решения является низкая эффективность такого глушителя для легковых автомобилей массового производства, для которых требования по предельно допустимому уровню очень высокие.
Известен глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцевыми стенками с закрепленными на них выходным и выходным патрубками и, по меньшей мере одну камеру. Внутренние срезы патрубков размещены в узловых зонах низших собственных резонансных форм газового объема, заключенного в камере. Глушитель дополнительно снабжен
перфорированным кожухом, установленным внутри корпуса по меньшей мере в первой по ходу движения потока камере с образованием воздушного зазора (см. патент РФ №2033534 МПК 6 F01N 1/02, 1995 г.).
Недостатком известного решения является сложность конструкции, связанная с необходимостью размещения внутри глушителя перфорированного кожуха.
Известен глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с торцовыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы три камеры: входная, центральная и выходная. В глушителе расположены соосные входной и выходной патрубки, гидравлически подключенные к входной и выходной камерам посредством перфорированных участков патрубков. Свободные срезы патрубков размещены в центральной камере. Суммарный объем крайних камер глушителя равен объему его центральной камеры, а сами крайние камеры выполнены в виде концентричных резонаторов, настроенных на подавление частот резонансных передач шума основной камеры (см. патент РФ №2172846, МПК 7 F01N 1/00, 2001 г.). Данное решение принято за прототип.
Недостатком прототипа является узкий частотный диапазон шумоподавления рабочего процесса выпуска, низкая долговечность (такие типы глушителей подвержены быстрому «прогоранию»).
Задача, решаемая полезной моделью - повышение долговечности и акустической эффективности.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном глушителе шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащем цилиндрический корпус с торцовыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы три камеры: входная, центральная и выходная, расположенные соосно входной и выходной патрубки, гидравлически подключенные к входной и выходной камерам посредством перфорированных участков патрубков, причем свободные срезы патрубков размещены в центральной камере, в соответствии с полезной моделью корпус глушителя выполнен из двух листов металла и прокладки между ними, суммарный объем крайних камер глушителя соотносится с объемом его центральной камеры как 0,57:0,43.
Соотношение объемов входной, центральной и выходной камер соответственно составляет 0,26:0,43:0,31.
Технический результат от использования полезной модели заключается в том, что за счет выполнения глушителя шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащего цилиндрический корпус с торцовыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы три камеры: входная, центральная и выходная, расположенные соосно входной и выходной патрубки, гидравлически подключенные к входной и выходной камерам посредством перфорированных участков патрубков, причем свободные срезы патрубков размещены в центральной камере, в котором корпус глушителя выполнен из двух листов металла и прокладки между ними, суммарный объем крайних камер глушителя соотносится с объемом его центральной камеры как 0,57:0,43, позволяет повысить акустическую эффективность глушителя и его долговечность..
Выполнение корпуса глушителя из двух листов металла и прокладки между ними позволяет значительно повысить акустическую эффективность и долговечность глушителя.
Выполнение глушителя, в котором суммарный объем крайних камер соотносится с объемом его центральной камеры как 0,57:0,43, при соблюдении соотношения объемов входной, центральной и выходной камер соответственно 0,26:0,43:0,31, позволяет увеличить диапазон акустических амплитуд рабочего процесса выпуска. Разные длины камер позволяют увеличить частотный диапазон шумоподавления рабочего процесса выпуска.
Фиг.1 - общий вид глушителя шума выхлопа;
Фиг.2 - вид сбоку глушителя.
Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус 1 с торцовыми стенками 2 и 3. Корпус 1 глушителя изготовлен из двух листов металла и прокладки между ними (см. фиг.2). Внутренний лист 4 изготовлен из нержавеющей стали для уменьшения коррозии от выхлопных газов. Наружный лист 5 - из алюминированной стали для уменьшения коррозии от внешней среды. Прокладка 6 между листами изготовлена из термо-, шумопоглощающего материала для дополнительного снижения шума.
В корпусе 1 посредством поперечных перегородок 7 и 8 образованы три камеры: входная 9, центральная 10 и выходная 11. В глушителе соосно расположены входной 12 и выходной 13 патрубки. Патрубки 12, 13 посредством перфорированных участков 14 и 15 гидравлически подключены к камерам 9 и 11
соответственно. Свободные срезы 16, 17 каждого из патрубков 12, 13 размещены в центральной камере 10.
Суммарный объем крайних камер 9 и 11 глушителя соотносится с объемом его центральной камеры 10 как 0,57:0,43. Соотношение объемов входной 9, центральной 10 и выходной 11 камер соответственно составляет 0,26:0,43:0,31. Крайние камеры 9 и 11 выполнены в виде концентричных резонаторов, целенаправленно настроенных на частоты резонансных передач центральной камеры.
Работает глушитель обычным образом.
Выхлопные газы по входному патрубку 9 поступают через его свободный срез 16 в центральную камеру 10 глушителя. В результате внезапного расширения акустического волновода, определяемого соотношением проходных сечений патрубка 12 и камеры 10, звуковые волны частично отражаются обратно к источнику излучения, а частично передаются к свободному срезу 17 выходного патрубка 13. В результате внезапного сужения проходного сечения акустического волновода, определяемого аналогичным соотношением проходных сечений камеры 10 и патрубка 13, аналогичным образом частично отражаются в сторону источника излучения и частично выводятся из камеры глушителя по патрубку 13 в атмосферу.
В процессе непрерывных отражений звуковых волн образующиеся обратные волны взаимодействуют с прямыми и частично компенсируются в зонах резких изменений проходных сечений волновода. Из-за резкого изменения акустического сопротивления волновода и фрикционных потерь возникают также необратимые преобразования звуковой энергии в тепловую с соответствующим ослаблением передаваемой в окружающую среду звуковой энергии от системы выхлопа ДВС. Однако, преобразование звуковой энергии в тепловую вызывают дополнительные тепловые нагрузки глушителя, что приводит к его прогоранию. Выполнение корпуса из двух листов металла и термо- шумоизоляционной прокладки между ними обеспечивает увеличение долговечности глушителя.
Звуковая энергия, передаваемая по патрубкам 12 и 13 глушителя в зонах перфорированных участков 14 и 15 патрубков претерпевает дополнительное резонансное ослабление.
В этом случае кольцевая масса газа, сосредоточенная вокруг патрубка, играет роль упругого элемента (пружины), а масса газа, сосредоточенная в отверстиях перфорации, играет роль колеблющейся массы на этой пружине.
Выполнение камер различных объемов в сочетании 0,26±0,05:0,43±0,05:0,31±0,05 позволяет избежать резонансных совпадений, более просто осуществлять настройку камер применением однотипной перфорации, расширить полосу заглушения шума.
Таким образом, за счет обеспечения более оптимальных, с точки зрения акустики, геометрических параметров элементов глушителя, достигается повышение его акустической эффективности.
Глушитель может быть изготовлен с использованием известных материалов по существующим технологиям.