Глушители двигателей


Как это работает: глушитель - Автомобили Гродно

    Из сегодняшней рубрики "Как это работает" вы увидите подробное устройство глушителя, узнаете для чего нужен катализатор и что такое лямбда-датчик, как достигается благородное низкое звучание глушителя и  можно ли увеличить мощность двигателя тонкой настройкой выхлопной системы.  

 

 

 

 

 

    Глушитель - устройство, предназначенное для снижения температуры, токсичности и уровня шума выхлопных газов двигателя до приемлемых значений.

    Первые автомобили не были оснащены глушителем, поэтому, в те далекие времена, приближение самоходного агрегата можно было услышать задолго до его появления на горизонте.

 

    Производимый шум вызывал дискомфорт не только у горожан, но и пугал рядом проходящих лошадей, которые в то время были основным средством передвижения. Глушитель стал решением этих проблем, и впервые он был применен лишь в 1894 году на автомобиле «Панар-Левассор» (Франция), что способствовало популяризации автомобилей среди городского населения.

 

 

 

      Глушитель устроен таким образом, чтобы эффективно снижать скорость поступивших в него газов из цилиндров двигателя. Однако автомобильный глушитель помимо своих плюсов имеет также и недостатки, например, некоторое снижение мощности двигателя. Как это получается? Если упростить, то это можно представит так. Отработанные газы на высокой скорости вылетают из цилиндров двигателя в глушитель. Там, встретив препятствия на пути, часть потока отражается, тем самым образует «обратную волну», пытаясь вернуться в цилиндр, чем и снижает мощность двигателя на выходе.

    Благодаря законам физики существует несколько принципов снижения уровня звука, которые с успехом используются в конструкциях современных автомобильных глушителей. Принцип ограничения: когда в корпусе глушитель имеет зауживание диаметра трубы, которое дает некоторое акустическое сопротивление, а затем следует резкий переход на больший диаметр. В этой «внезапной» емкости звуковая энергия рассеивается.

    Принцип отражения: при отражении энергия частично рассеивается, поэтому поставив на пути звука лабиринт из «зеркал» можно значительно снизить уровень шума.

 

       Резонаторы: глушители такого типа используют замкнутые полости, которые расположены вблизи трубопровода и соединены с ним отверстиями, которые выступают в роли резонатора. Условия, с которыми распространяется резонансная частота, быстро меняются и это способствует эффективному гашению шума при прохождении через отверстия.
      Принцип поглощения: такие системы работают через поглощение звуковых волн, специальным пористым материалом.

 

Распространенная конструкция автомобильного глушителя:

 

  1 – каталитический нейтрализатор 2 – передний глушитель 3 – задний глушитель
 

 

 

    Каталитический нейтрализатор (катализатор) - призван снизить вредное воздействие выхлопных газов на окружающую среду (снижение токсичности).  Это специальная камера, где происходит дожигание смеси и удерживание вредных веществ посредством сот с напылением из благородных металлов: платины и палладия.

 

 

 

       Передний (основной) глушитель предназначен для снижения резонансного эффекта отработавших газов. При помощи сложной системы решеток и отверстий в нем удается снизить скорость, температуру и уравновесить вибрационные воздействия от движения выхлопных газов (резонатор). Передний глушитель позволяет добиваться существенного снижения скорости воздушного потока.
 

    Задний (дополнительный) глушитель выполняет функцию окончательного поглощения шума от выхлопных газов благодаря сложной внутренней структуре или специальному шумогасящему наполнителю. Благодаря большому количеству пористых элементов, сложной системе перегородок и воздуховодов удается еще больше снизить температуру и скорость воздушного потока (поглощение, отражение).

 

 

 

Дополнительный и основной глушитель

     Лямбда-датчик:

 

 

 

    Для бензиновых двигателей уже давно стало привычным делом использование в конструкции глушителя лямбда-датчиков. Этот датчик определяет концентрацию кислорода в выхлопных газах, тем самым фиксирует, насколько реальная пропорция топлива с воздухом, сгораемая в цилиндрах, отличается от оптимальной (1 порция топлива на 14.7 порций воздуха). Электрический сигнал от кислородного датчика поступает в  электронный блок системы управления двигателем. В зависимости от величины сигнала блок управления воздействуют на исполнительные органы подконтрольных ему систем автомобиля и порция подаваемого топлива увеличивается или уменьшается. Благодаря лямбда-датчику в цилиндр подается оптимальная топливно-воздушная смесь.
  1 – передний лямбда-датчик 2 – задний лямбда датчик 3 – катализатор 4 – дополнительный глушитель
 

      Ремонт глушителей: часто восстановить поврежденные места глушителя можно сваркой, если он пробит острым предметом. Иногда помогает силикатный клей и стеклоткань. Прогоревший глушитель варить нежелательно, так как в скором времени он «прохудится» снова. В этом случае не избежать покупки нового глушителя.

    Покупать, желательно, оригинальный глушитель. Если нет такой возможности, можно подобрать максимально подходящий по форме, размерам и объему глушитель от другого автомобиля. В этом случае надо знать, что, устанавливая «чужой» глушитель, есть риск снизить мощность двигателя или вызвать его чрезмерный износ, так как для каждой модели автомобиля глушитель разрабатывается индивидуально, с учетом объема и характеристик двигателя. Важным условием при подборе неоригинального глушителя является его внешнее и внутреннее сходство с «родным». Так же, двигатель автомобиля, с которого этот глушитель был снят по характеристикам должен походить на установленный в Вашем автомобиле.

 

 

 

    Прямоточный глушитель:
       Набивка такого глушителя способна погасить лишь высокочастотный шум. Шумы на низких частотах проходят по прямой (отсюда  название). Так получается низкий бас, которым обладает прямоточный глушитель.
 

 

    Для снижения уровня шума, чаще всего используют длинный резонатор, построенный по сетчатому признаку. Звук, многократно отражаясь от стенок, покрытых ячейками, взаимно гасится. Резонатор позволяет эффективно срезать верхние частоты, придавая звуку благородный, басовый «рык».

    Нейтрализация отработавших газов в прямоточном глушителе, как правило, менее надежная, чем в стандартных, и предназначена лишь для удаления основной части вредных соединений.

    Для тюнинга можно использовать универсальные, штатные (предназначенные для конкретной модели автомобиля) и оригинальные глушители. Универсальные запчасти, включая тюнинговые или спортивные детали, выпускает множество фирм: ASSO, Blitz, HKS, Powerful, Remus, Sebrin, Walker, Ulfer и т.д. Большинство спортивных глушителей можно поставить на все без исключения автомобили определенного типа (питание, литраж, класс).

    Увеличение мощности автомобильного двигателя за счет совершенствования выхлопной системы невозможно без грамотной настройки двигателя под возросшие возможности глушителя. В случае удачной настройки компонентов глушителя и двигателя, прирост мощности может составить 3-7%, что не очень много в абсолютных величинах. Таким образом, тюнинг глушителя скорее вспомогательная мера для увеличения мощности. В основном же тюнинг применяют для придания автомобилю законченного, агрессивного внешнего вида, облагораживании звучания автомобильного мотора.

 

 

Основная часть глушителя спрятана от зрителей и увидеть можно лишь банку на глушитель, поэтому к ней, как к элементу стайлинга, особое внимание:

 

 

autogrodno.by

Глушитель шума двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: в двигателях внутреннего сгорания для снижения уровня шума выпуска отработавших газов. Сущность изобретения: глушитель шума содержит корпус, установленный вертикально с впускным и выпускным патрубками, поперечные перфорированные перегородки, причем патрубки частично размещены в корпусе и их внутренние части выполнены перфорированными, а торцы патрубков заглушены и закреплены на перегородках с образованием впускной, промежуточной и выпускной камер. По ходу движения газового потока диаметры отверстий уменьшаются, а количество их увеличивается. Значение диаметров отверстий перфорации и их количество связаны между собой определенными соотношениями, причем диаметр отверстий и площадь проходных сечений перфорированных перегородок связаны соотношениями с диаметром впускного патрубка. Использование соотношений с коэффициентами 1,272, 1,618 и 2,618 обусловливает достижение одинаковой пропускной способности перегородок. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системе выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

Известен глушитель шума для двигателя внутреннего сгорания, состоящий из корпуса овальной формы, поперечных, частично перфорированных перегородок, соосного перфорированного резонатора с завихрителями и конусной насадкой, при этом резонатор выполнен в виде двух соосных труб, закрепленных в поперечных перегородках [1] Однако эффективность работы такого глушителя является невысокой по той причине, что параметры перфорации соосных труб и поперечных перегородок не связаны между собой и размерами впускного патрубка, определенными соотношениями.

Известен также глушитель шума для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с соосными впускным и выпускным патрубками и поперечные перфорированные перегородки, причем впускной и выпускной патрубки частично размещены в корпусе и выполнены перфорированными, а их торцы сопряжены с поперечными перегородками [2] Эффективность работы такого устройства несколько повышается за счет более полной перфорации поперечных перегородок, однако в целом здесь также имеет место невысокая степень заглушения шума по той причине, что параметры перфорации впускного, выпускного патрубков и поперечных перегородок не связаны между собой и с размерами впускного патрубка определенными соотношениями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату к изобретению является глушитель шума двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с соосными впускным и выпускным патрубками, и по меньшей мере две поперечные перфорированные перегородки, разделяющие корпус на расширительные камеры, причем перегородки выполнены с диаметром отверстий перфорации уменьшающимся, а количество отверстия увеличивающимся в сторону выпускного патрубка, при этом диаметры отверстий перфорации перегородок связаны соотношением dn=1,618 dn+1, где d диаметр отверстия перфорации; n порядковый номер перегородки, считая от впускного патрубка; 1,618 коэффициент пропорциональности, а количество отверстий перфорации перегородок определено зависимостью Zn= где прямые скобки обозначают целую часть числа; Z количество отверстий перфорации; 2,618 коэффициент пропорциональности [3] Эффективность шумоглушения такой конструкции повышается за счет достижения одинаковой пропускной способности перфорации поперечных перегородок. Однако параметры перфорации перегородок здесь не связаны с диаметром впускного патрубка определенными соотношениями. Это не позволяет достаточно точно рассчитать параметры перфорации внутренних элементов и получить, тем самым, наибольшую эффективность шумоглушения.

Техническая задача изобретения повышение эффективности шумоглушения.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом глушителе шума двигателя внутреннего сгорания впускной и выпускной патрубки частично размещены в корпусе, выполнены перфорированными и их торцы соответственно сопряжены с поперечными перегородками, при этом площадь проходных сечений перфорации патрубков равна площади проходных сечений перфорации перегородок и ее величина определена по формулеF1= dв.п.2, (1) где F1 площадь проходного сечения перфорации впускного патрубка;dв.п. диаметр впускного патрубка, при этом диаметр отверстий перфорации впускного патрубка определен по уравнениюd1= dв.п (2) где d1 диаметр отверстий перфорации впускного патрубка;Z1 количество отверстий перфорации впускного патрубка;1,272 коэффициент пропорциональности.

Частичное размещение патрубков в корпусе, выполнение их перфорированными и сопряжение их торцов соответственно с поперечными перегородками позволяет повысить степень перфорации внутренних элементов глушителя шума, начиная от входа газов в корпус, и одновременно изменить направление движения газового потока на входе и выходе и тем самым повысить эффективность шумоглушения. Такую конструктивную схему целесообразно использовать в глушителях шума для дизельных двигателей, так как в них, как правило, имеет место изменение направления движения потока отработавших газов одновременно с его дроблением на более мелкие струи.

Равенство площадей проходных сечений перфораций впускного и выпускного патрубков и поперечных перегородок между собой позволяет получить одинаковую пропускную способность всех внутренних перфорированных элементов и стабилизировать движение отработавших газов, а следовательно, повысить эффективность заглушения шума.

Определение площади проходного сечения перфорации впускного патрубка, а следовательно, и всех остальных перфорированных элементов, по формуле (1) позволяет увязать ее размер в зависимости от площади поперечного сечения впускного патрубка, а, значит, и объема цилиндров двигателя, что обуславливает также стабильное течение газового потока через все внутренние перфорированные элементы глушителя и повышение эффективности работы.

Определение размера диаметра отверстий перфорации впускного патрубка по формуле (2) позволяет получить одинаковую площадь проходных сечений внутренних элементов в зависимости от диаметра впускного патрубка, что также обуславливает стабильное движение газового потока на входе и выходе и повышение эффективности шумоглушения.

Если площадь проходных сечений перфорации всех внутренних элементов не будет одинаковой, а разной, например площадь проходного сечения впускного патрубка будет больше или меньше остальных элементов, то в этом случае будет иметь место нарушение стабилизации движения газового потока за счет изменения величины местного аэродинамического сопротивления. Следовательно, эффективность работы глушителя снизится.

Принимать F<d<SUB>в.п.>2 не конструктивно, так как проходное сечение перфорации должно быть больше площади поперечного сечения впускного патрубка с учетом потерь на местные сопротивления, неравномерное течение газового потока, его пульсирующий характер, отложение сажи. При этом усложняется формула (1) и методика расчета глушителей.

Принимать F1>dв.п.2 нецелесообразно по той причине, что в этом случае будут завышены размеры внутренних элементов конструкции и корпуса в целом и опять же усложняется формула (1) и методика расчета глушителей.

Только строгое соблюдение всех отличительных признаков (во всей полноте указанной взаимосвязи) позволяет получить высокую эффективность заглушения шума выпуска.

Сущность изобретение поясняется чертежом.

Глушитель шума содержит корпус 1, установленный вертикально с соосными впускным 2 и выпускным 3 патрубками, поперечные перфорированные перегородки 4 и 5, причем патрубки 2 и 3 частично размещены в корпусе и их внутренние части выполнен перфорированными, при этом торцы патрубков заглушены и сопряжены соответственно с поперечными перегородками 4 и 5 с образованием впускной камеры 6, промежуточной камеры 7 и выпускной камеры 8. Перфорация на внутренних частях патрубков 2 и 3 и на поперечных перегородках 4 и 5 выполнена в виде круглых отверстий, при этом по ходу движения газового потока диаметры отверстий уменьшаются, а их количество увеличивается.

Площадь проходных сечений перфорации патрубков 2 и 3 и перегородок 4 и 5 выполнена одинаковой и определяется по формулеF1=dв.п.2, где F1 площадь проходного сечения перфорации впускного патрубка 2;dв.п. диаметра впускного патрубка.

Диаметры отверстий перфорации перегородок определяется по формулеdn= 1,618 dn+1, где n порядковый номер перфорированной перегородки, считая от впускного патрубка 2;dn диаметр отверстий перфорации n-ой перегородки;1,618 коэффициент пропорциональности.

Количество отверстий перфорации перегородок определяется по формулеZn= где прямые скобки обозначают целую часть числа;Zn количество отверстий перфорации n-ой перегородки;2,618 коэффициент пропорциональности.

Диаметр отверстий перфорации впускного патрубка определяется по формулеd1= dв.п где d1 диаметр отверстий перфорации впускного патрубка;Z1 количество отверстий перфорации впускного патрубка;1,272 коэффициент пропорциональности.

Количество отверстий перфорации впускного патрубка принимается равным одному из чисел ряда Фибоначчи, начиная, например, с 13 или 21, или 34 и т. д.

Глушитель работает следующим образом.

Отработавшие газы через отверстия перфорации впускного патрубка 2 попадают во впускную камеру 6, а затем через перфорированную перегородку 4 в промежуточную камеру 7. В камере 7 происходит выравнивание статического давления газового потока (за счет уменьшения динамического напора) и его повышение, которое затем затрачивается на преодоление последующего аэродинамического сопротивления при прохождении газов через перфорацию перегородки 5.

Из камеры 7 отработавшие газы через перфорированную перегородку 5 проходят в выпускную камеру 8 и далее через перфорированный участок выпускного патрубка 3 выбрасываются в окружающую среду. Так как площади проходных сечений перфорации впускного патрубка 2, перегородки 4, перегородки 5 и выпускного патрубка 3 равны между собой, то это обстоятельство обеспечивает стабильное течение газового потока, постепенное снижение его скорости и уменьшение уровня шума. Одновременно происходит изменение направления движения газов и постепенное дробление газового потока на все более мелкие струи, так диаметры отверстий по ходу движения отработавших газов уменьшаются, а их количество увеличивается. Это также способствует постепенному, плавному торможению газового потока и снижению уровня шума, что особенно важно для дизельных двигателей.

Площадь проходных сечений перфорации внутренних элементов, определяемая по формуле (1), больше площади поперечного сечения впускного патрубка. Это сделано для того, чтобы увеличением площади проходных сечений частично компенсировать дополнительные местные сопротивления при движении газового потока через перфорации впускного патрубка 2, перегородок 4 и 5 и выпускного патрубка 3, тем более, что не все отверстия перфораций работают с одинаковой эффективностью.

Это способствует стабилизации движения газового потока и повышает эффективность работы устройства. Этот положительный эффект усиливается дополнительно еще и тем, что перфорации на всех внутренних элементах глушителя выполнены в виде круглых отверстий, что также стабилизирует движение отработавших газов,Использование формул (1) и (2) для расчета параметров перфорации впускного патрубка 2 позволяет определить ее величину в зависимости от диаметра впускного патрубка, а следовательно, от объема цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

А теперь необходимо дать пояснения к формуле (1). Эта формула получена, исходя из следующих рассуждений.

Площадь проходного сечения перфорации впускного патрубка, а следовательно, и всех других внутренних элементов, должна быть несколько больше площади поперечного сечения впускного патрубка. С учетом отложения сажи, неодинаковой эффективности работы отверстий перфорации, неравномерного течения газового потока в поперечном его сечении, наличия поворотов, пульсаций и др. целесообразно принять площадь перфорации впускного патрубка больше площади его поперечного сечения, а именно:F1= 1,272 fв.п. где F1 площадь проходного сечения перфорации впускного патрубка;fв.п. площадь поперечного сечения впускного патрубка;1,272 коэффициент пропорциональности.

F1= 1,272 где dв.п. диаметр впускного патрубка, зависит от литровой мощности двигателя внутреннего сгорания.

С другой стороны 1,272= . где 1,618 значение золотой пропорции (см. Васютинский Н. А.

Золотая пропорция. М. Молодая Гвардия, 1990. 238 с.).

В то же время известна связь золотой пропорции с числом Тогда получаетсяF1= 1,272fв.п= 1,272d2в.п= d2в.п, т.е. F1= d2в.пС другой стороныF1= Z1 где d1 диаметр отверстий перфорации впускного патрубка;z1 количество отверстий перфорации впускного патрубка.

Или Z1= d2в.п; d2т d2в.пОкончательно имеемd1= dв.п Во всех формулах коэффициенты пропорциональности связаны между собой определенной зависимостью через значение золотой пропорции т. е.

1,272 1,618= ;2,618= ()2.

Понятие золотой пропорции вытекает из важнейшего свойства чисел Фибоначчи.

m 1,618 где an числа Фибончачи.

Напомним, что ряд чисел Фибончачи имеет вид:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89. и т. д.

Значитm 1,618 Количество отверстий перфорации ми принимаем равным одному из чисел ряда Фибоначчи.

Таким образом, параметры перфорации всех внутренних элементов глушителя (впускной патрубок, две перегородки и выпускной патрубок) определяют по единой методике с использованием чисел Фибоначчи и золотой пропорции, причем одновременно увязывают их с размерами диаметра впускного патрубка, а следовательно, с объемом цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

П р и м е р А. Диаметр впускного патрубка dв.п.=90 мм, проходное сечение впускного патрубка F1=dв.п.2=8 100 мм2.

1. Расчет впускного патрубка. Принимаем z1=34.

Тогдаd1= dв.п 90 17,40 мм ПроверкаF1= Z1= 34 8088,0 мм2 В результате 8100 80882. Расчет первой перфорированной поперечной перегородки:Принимаемd2= 10,75 ммZ2=2,618 Z1|89 ПроверкаF2= Z2= 89 8080,04 мм2 В результате 8088 8080,043. Расчет второй перфорированной поперечной перегородкиd3= 6,64 ммZ3=2-618 X2233ПроверкаF3= Z3= 233 8064,20 мм2 В результате 8080 8064,204. Расчет выпускного патрубкаZ4=2,618 Z3|610d4= dв.п 90 4,10 мм ПроверкаF4= Z4= 610 8064,62 мм В результате 8080 8064,62 Вывод: F1 F2 F3 F4const, что и требовалось доказать.

Принимать F1<1,272 fв.п., например, F1=1,1 dв.п.2. нецелесообразно из конструктивных соображений.

Принимать F1>1,272 fв.п. например, F1=1,5 dв.п.2, также не имеет смысла, так как в этом случае получаются завышенные размеры всех внутренних элементов и, соответственно, корпуса глушителя шума.

С другой стороны, значение коэффициента пропорциональности, равное 1,272= , отвечает требованиям международного стандарта на предпочтительные числа и ГОСТ 8032-56, которым установлены четыpе ряда предпочтительных чисел, обозначаемых R5; R10; R20 и R40 (Харламов С. В. Конструирование технологических машин пищевых производств: Учебн. пособ. для вузов. Л. Машиностроение, 1979. 224 с.).

Для этих размеров характерно, что знаменатель геометрической прогрессии q равен соответственно 1,6; 1,25; 1,12 и 1,06 или более точно:для R 5 q=1,618= для R10 q 1,272 для R20 q 1,127 для R40 q 1,065 Таким образом, расчет внутренних элементов глушителя предлагается выполнять на основе действующих международных стандартов. Здесь возможна унификация глушителей для разных типоразмеров двигателей внутреннего сгорания.

Принимать d1 dв.п нельзя, так как это противоpечит законам математики.

Только выполнение всех отличительных признаков, расчет параметров перфорации впускного патрубка по формулам (1) и (2) позволяют рассчитать устройство с наибольшей эффективностью шумоглушения особенно для дизельных двигателей.

Данная конструкция позволяет повысить эффективность работы устройства, а также унифицировать глушители для всего типоразмерного ряда двигателей внутреннего сгорания.

ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий цилиндрический корпус с соосными впускным и выпускным патрубками и по меньшей мере две поперечные перфорированные перегородки, разделяющие корпус на расширительные камеры, причем перегородки выполнены с диаметром отверстий перфорации уменьшающимся, а количество отверстий - увеличивающимся в сторону выпускного патрубка, а диаметры dп отверстий перфорации перегородок связаны соотношениемdп = 1,618 dn+1,где n - порядковый номер перегородки, начиная со стороны впускного патрубка;1,618 - коэффициент пропорциональности,а количество Zп отверстий перфорации перегородок определено зависимостьюгде прямые скобки обозначают целую часть числа;2,618 - коэффициент пропорциональности,отличающийся тем, что впускной и выпускной патрубки частично размещены в корпусе и выполнены перфорированными, а их торцы соответственно расположены на поперечных перегородках, причем площадь проходных сечений перфорации патрубков равна площади проходных сечений перфорации перегородок и ее величина определена зависимостьюF1= d2в.п.,где F1 - площадь проходного сечения перфорации впускного патрубка;dв.п. - диаметр впускного патрубка,диаметр d1 отверстий перфорации впускного патрубка выполнен в соответствии с соотношениемгде Z1 - количество отверстий перфорации впускного патрубка;1,272 - коэффициен пропорциональности.

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Глушитель выхлопа двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к глушителям шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания (ДВС) со средствами для очистки газов. Глушитель содержит вихревую камеру с входным патрубком, входную улитку и два выходных радиально-щелевых диффузора, профилированные таким образом, что отношение диаметра диффузоров и диаметра камеры составляет не более 3, которые соединены с выпускным патрубком через дополнительную камеру. Глушитель также содержит средство очистки выхлопных газов, выполненное в виде изолированного проволочного электрода, протянутого по оси глушителя и соединенного с источником импульсного высоковольтного напряжения. Изобретение позволяет снизить уровень шума выхлопных газов и повысить эффективность их очистки. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно, к глушителям выхлопа двигателей внутреннего сгорания (ДВС) со средствами для очистки газов.

Известны многочисленные устройства глушителей выхлопа ДВС, в том числе с завихрением газового потока. В авторском свидетельстве СССР N 1550191, кл. F 01 N 1/08, 1988 г. для этих целей используется труба Ранка с высокой степенью закрутки потока, что позволяет разделить вихревой поток на два потока - холодный и горячий и, в конечном счете, уменьшить обмерзание глушителя.

Однако данное устройство не обеспечивает достаточный эффект шумоподавления и не имеет средств для очистки выхлопных газов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является глушитель выхлопа ДВС (авторское свидетельство СССР N 1802181, кл. F 01 N 1/08, 1991 г.), в котором для повышения степени удаления продуктов сгорания в вихревой камере (трубе Ранка), обеспечивающей закручивание потока газов, используется выходной радиально-щелевой диффузор, сопряженный с вихревой камерой, который повышает эффективность использования кинетической и волновой энергии выхлопных газов при их удалении из двигателя.

Однако данное устройство не имеет входной улитки, обеспечивающей более высокую эффективность закрутки потока, и в нем используется плоский выходной радиально-щелевой диффузор, что увеличивает (несмотря на использование только одного диффузора) габариты изделия и повышает гидродинамическое сопротивление глушителя, а также известный глушитель не имеет средств для очистки газа.

Задачей предлагаемого изобретения является создание такого глушителя выхлопа ДВС, который обеспечивал бы эффективное удаление выхлопных газов с одновременной их очисткой от вредных компонентов, а также обеспечивал бы максимальное снижение шума.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемым глушителем выхлопа двигателя внутреннего сгорания с завихрением газового потока, включающим вихревую камеру с входным патрубком и один выходной радиально-щелевой диффузор, глушитель снабжен входной улиткой, вторым выходным радиально-щелевым диффузором и средством очистки выхлопных газов, при этом диффузоры профилированы таким образом, что отношение диаметра диффузоров и диаметра камеры составляет не более 3, и соединены с выпускным патрубком через дополнительную камеру, а средство очистки выхлопных газов выполнено в виде изолированного проволочного электрода, протянутого по оси глушителя и соединенного с источником импульсного высоковольтного напряжения.

Глушитель был разработан на основе детальных экспериментальных исследований параметров конструкции и процесса удаления и очистки выхлопных газов из ДВС, так как до настоящего времени использование электрического разряда в глушителях не сочеталось с завихрением газового потока и нельзя было заранее предвидеть влияние такого сочетания, как на скорость удаления газов и снижения шума, так и на эффективность очистки газов.

Проведенные исследования показали, что наибольшая эффективность работы глушителя достигается при включении в его конструкцию помимо вихревой камеры входной улитки, а также при использовании не одного, а двух, но укороченных и профилированных (не плоских) выходных диффузоров. Принципиальным результатом проведенных испытаний является установление величины верхнего граничного значения соотношения диаметров диффузоров и вихревой камеры, которое не превышает значения 3. С учетом данного ограничения рассчитывается геометрический профиль диффузоров, что является стандартной задачей газовой динамики.

Другим важным результатом является экспериментальная проверка степени уменьшения плотности и температуры газового потока в осевой области предлагаемого глушителя вследствие вихревого эффекта Ранка. При испытании было установлено, что при давлении выхлопных газов на входе в глушитель P = 2/3 атм на оси вихревой камеры давление понижалось в 10-20 раз, а температура газового потока уменьшалась на 40-60%.

При помещении проволочного электрода по оси предлагаемого глушителя и подключении его к источнику импульсного высоковольтного напряжения энергия электронов в возникающем коронном разряде увеличивается в 2-3 раза по сравнению с таким же коронным разрядом в однородном газовом потоке, что приводит к интенсификации процесса генерации активных частиц (ионов, атомов, радикалов, колебательно-возбужденных молекул). Из-за сильной турбулизации вихревого потока происходит интенсивный радиальный массообмен частиц газа (измеренный коэффициент диффузии увеличивается в 100 - 1000 раза по сравнению с однородным потоком), что резко усиливает воздействие активных частиц на весь газовый поток, в результате чего эффективность плазмохимической очистки газов существенно возрастает. Уменьшение температуры газа в зоне разряда приводит также к уменьшению содержания паров воды в результате ее конденсации, что дополнительно способствует увеличению концентрации активных частиц и повышает эффективность очистки.

Полученные экспериментальные данные позволили предложить глушитель, принципиально отличающийся от известного по конструкции и по достигаемому результату.

На чертеже представлена схема глушителя.

Глушитель выхлопа содержит впускной 4 и выпускной 5 патрубки, входную улитку 2 для формирования закрученного потока в вихревой камере 1, первый и второй профилированные выходные радиально-щелевые диффузоры 3, дополнительную камеру 7 и средство очистки выхлопных газов, выполненное в виде изолированного проволочного электрода 6, протянутого по оси глушителя и соединенного с источником импульсного высоковольтного напряжения.

Глушитель работает следующим образом.

Пульсирующий поток газа подается по впускному патрубку 4, отходящему от цилиндров двигателя и обеспечивающему тангенциальный вход выхлопных газов в улитку 2, где интенсивно разгоняется до звуковой скорости. После прохождения улитки поток приобретает вращательное движение в камере 1. Волны давления, распространяясь по направлению движения газовой среды в вихревой камере и отражаясь от торцов диффузоров в результате многократного прохождения и взаимодействия друг с другом гасят пульсации давления. В результате радиального разделения энергии вращающегося газа на оси вихревых камер создается разряжение и понижение температуры. При подаче импульсов высоковольтного напряжения на осевой электрод в приосевой зоне вихревой камеры зажигается коронный разряд, являющийся мощным генератором электронов. Уменьшение плотности газа на оси вихревой камеры приводит к пропорциональному росту энергии электронов и, следовательно, к интенсификации процесса рождения активных частиц. Уменьшение температуры газа в зоне разряда приводит к уменьшению концентрации паров воды в результате ее конденсации, и это также способствует увеличению концентрации активных частиц, участвующих в очистке выхлопных газов. Из-за сильной турбулизации потока в вихревой камере осуществляется интенсивный радиальный массообмен частицами газа (коэффициент диффузии увеличивается в 100 - 1000 раз) и усиливается воздействие активных частиц на весь протекающий через камеру газ, в результате чего ускоряется плазмохимическая очистка всего газа от несгоревших углеводородов, уменьшается концентрация NOx и CO, превращающихся в N2 и CO2. В результате вихревого движения газа в рассматриваемом глушителе крупные сажистые частицы оседают на стенке вихревой камеры и периодически могут удаляться механическим способом (стряхиванием), либо глушитель можно снабдить специальным сменным сборником сажи. Очищенные продукты сгорания направляются в выходные радиально-щелевые диффузоры 3, где вследствие адиабатического торможения восстанавливается статическое давление газа. Профилированные укороченные диффузоры обеспечивают эффективное восстановление давления на выходе из глушителя при минимальном гидродинамическом сопротивлении, и тем самым достигается наиболее эффективное использование энергии выхлопной струи.

Использование изобретения позволит добиться более полного удаления продуктов сгорания из цилиндров двигателя и эффективной очистки их от вредных компонентов в результате плазмохимических реакций, что позволит за счет улучшения процессов сгорания топлива и снижения потерь мощности на преодоление гидродинамического сопротивления повысить КПД двигателя, одновременно уменьшив уровень шума и токсичность выхлопа.

Глушитель выхлопа двигателя внутреннего сгорания с завихрением газового потока, включающий вихревую камеру с впускным патрубком и выходной радиально-щелевой диффузор, отличающийся тем, что он снабжен входной улиткой, вторым выходным радиально-щелевым диффузором и средством очистки выхлопных газов, диффузоры спрофилированы таким образом, что отношение диаметра диффузоров и диаметра камеры составляет не более 3, и соединены с выпускным патрубком через дополнительную камеру, а средство очистки выполнено в виде изолированного проволочного электрода, протянутого по оси глушителя и соединенного с источником импульсного высоковольтного напряжения.

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Спиральный глушитель для ДВС | На заметку автовладельцу

Спиральный глушитель был создан взамен пришедшего в негодность глушителя на Опель Омеге 1997 году. После изготовления и начала успешной эксплуатации СГ было принято решение о патентовании, а затем испытании глушителя.

Были проведены испытания СГ на внешний шум по ГОСТ Р 41.59-2001 (Правила ЕЭК ООН №59). Испытания проводились двумя независимыми аккредитованными лабораториями. Измерениями установлен уровень шума в 73.1 Dba., т. е. по этому показателю глушитель сразу попал в число лучших производимых в России. Все измерения проводились на двигателях и автомобилях семейства ВАЗ, а эксплуатация на Опель Омега А V=1.8 L и Тойота Марк 2 V=2, N=140 л.с.

Также были проведены сравнительные испытания СГ на барабаном стенде измерение мощности двигателя штатного глушителя ВАЗ 2110 и СГ. Измерения записывались на диаграмму. Характеристика работы двигателя с СГ оказалась лучшей, так как на кривой мощности СГ не оказалось провалов на определенных частотах вращения коленвала характерных для штатного глушителя.

СГ эксплуатировался на Опель Омеге (до момента продажи Опеля в 2000 г) в течение 2,5 лет. На основании этого можно сделать вывод, что его гарантийный срок эксплуатации может достигать 2 лет, а при применении улучшенных материалов существенно превосходить этот срок. По моему мнению, это связано с тем, что в устройстве нет внутренних полостей, в которых могла скапливаться вода. Внутренние поверхности СГ быстро высыхают и скорость коррозии невелика.

Для наглядности преимуществ СГ был снят клип. В видео клипе сравнивается работа штатной системы из двух глушителей, вспомогательного и основного, автомобиля Марк 2 фирмы Тойота и работа спирального глушителя. В съемке участвовали две Тойоты МАРК 2 V-2L. Обороты двигателей устанавливались от ХХ до 4000 об\мин. В клипах видно, что функционально, по уровню шума, спиральный глушитель и выхлопная система из двух глушителей выполняют работу примерно одинаково, зато по размерам, весу, экстерьеру и, точно будет по цене, преимущество СГ очевидное.

И последнее. При обсуждении СГ специалистами, профессионально занимающимися выпуском глушителей, выражалось сомнение в правдивости информации, дословно было высказывание что это «фантастика какая-то», «внутри, наверное, что-то засыпано» и т.п. Вынужден огорчить оппонентов, никаких дополнительных материалов в конструкции СГ не применяется, никаких чудес при изготовление и при эксплуатации не происходило и не происходит. Изготовление СГ и его работа основаны на точном соблюдении законов физики, акустики, правда есть НОУ-ХАУ. Предела совершенству нет. Я знаю, что надо делать, чтобы улучшить уже достигнутые характеристики СГ. Предлагаю взаимовыгодное сотрудничество в деле организации выпуска глушителя спирального типа.

О изобретении:

1. Глушитель состоит всего из двух деталей! (листа металла и отреза базальтовой ткани).2. Глушитель позволяет эффективно работать двигателю, его сопротивление минимально, т.к. он в любом сечении имеет площадь равную или больше площади сечения подводящей трубы, по которой движется отработанный газ ДВС.3. Глушитель (только две детали!!) эффективно снижает шум. Испытанием по ГОСТ Р 41.59-2001 (Правила ЕЭК ООН №59). установлен уровень шума в 73.1 Dba. Известно: все познается в сравнении. Посмотрите небольшой видео клип всего 16 сек., который позволит Вам составить свое собственное мнение о возможностях СГ.4. Глушитель имеет небольшие габариты.5. Глушитель отличается тем, что имеет дизайн спортивного , но в то же время его шумовые характеристики соответствуют международным требованиям предъявляемым к глушителям автомобилей общего пользования.Схему СГ смотрите здесь.

Вид внутреннего пространства глушителя.

Внешний вид спирального глушителя.

СГ на Опеле

СГ на Тойоте.

Испытания на стенде.

График мощности.

Видео1: Работа на скорости 120 км/ч! http://www.muffler2.siteedit.ru/home/101001/2/Видео2: Сравнение двух обычных глушителей со спиральным http://www.muffler2.siteedit.ru/home/101001/1/

Автор: Францев Владимир Федоровичhttp://www.muffler2.siteedit.ru

car-era.info

Глушитель двигателя транспортного средства

 

Использование: изобретение относится к глушителю шума двигателя транспортного средства. Сущность изобретения: глушитель содержит корпус, выполненный в виде двух половинных оболочек, имеющих длину и ширину, превышающие их глубину. Выхлопной трубопровод проходит внутри корпуса и окружен материалом наполнителя. Два конца выхлопного трубопровода надежно прикреплены к корпусу, а выхлопной трубопровод контактирует только с материалом наполнителя во внутренней полости корпуса. Глушитель содержит пластину, которая проходит в направлении глубины между оболочками без касания выхлопного трубопровода и соединяет нижние части половинных оболочек. 3 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к глушителю двигателя транспортного средства, содержащему выхлопной трубопровод, проходящий в окружении материала наполнителя внутри корпуса, выполненного из двух половинок оболочек.

В последние годы повышенные требования предъявлялись к транспортным средствам, в особенности к пассажирским автомобилям, в отношении аэродинамической конструкции корпуса и ходовой части. Помимо всего прочего это означало, что повышенное внимание уделялось исключению выступающих компонентов с высоким воздушным сопротивлением на нижней стороне транспортного средства. В результате этих разработок глушители двигателей современных транспортных средств стремились выполнять в виде плоской конструкции. Более того, обычно ограничена приемлемая область пространства для глушителя, а это означает, что глушитель должен подходить к ограниченной области для увеличения эффективности объема.

Известен глушитель двигателя транспортного средства, содержащий выхлопной трубопровод, проходящий в окружении материала наполнителя внутри корпуса, образованного двумя половинными оболочками, которые имеют длину и ширину, превышающую их глубину.

Известный глушитель имеет относительно сложную конструкцию, его сборка состоит из множества этапов и оказывается длительной и дорогостоящей.

Задача изобретения создание более плоского глушителя, использующего минимум материалов, простого в изготовлении, быстро и легко собираемого.

Поставленная задача решается тем, что в глушителе двигателя транспортного средства, содержащем выхлопной трубопровод, проходящий в окружении материала наполнителя внутри корпуса, образованного двумя половинными оболочками, которые имеют длину и ширину, превышающую их глубину, два конца выхлопного трубопровода надежно прикреплены к корпусу, во внутренней полости которого выхлопной трубопровод контактирует только с материалом наполнителя корпуса, при этом глушитель содержит по меньшей мере один элемент, проходящий в направлении глубины между половинными оболочками без касания выхлопного трубопровода и надежно скрепленный с нижними частями половинных оболочек.

Выхлопной трубопровод глушителя образован U-образными перфорированными компонентами трубы, соединенной по S-образной форме, а элемент, проходящий в направлении глубины между половинными оболочками, представляет собой пластину, проходящую между концевыми областями U-образных компонентов и имеющую пазы.

Пластина перфорирована.

Половинные оболочки соединены одна с другой при помощи накладного шва и с концами выхлопного трубопровода, а также с концами пластины при помощи сварных соединений.

На фиг. 1 показан предлагаемый глушитель, вид сбоку; на фиг. 2 то же, со снятой верхней половинной оболочкой, вид сверху; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 нижняя половинная оболочка глушителя, вид сзади; на фиг. 5 то же, вид сбоку.

Глушитель содержит корпус, выполненный из верхней половинной оболочки 1 и нижней половинной оболочки 2, которые прикреплены одна к другой при помощи накладного шва 3. Накладной шов 3 показан в деталях на фиг. 3. Как длина, так и ширина каждой половинной оболочки 1, 2 превышает предпочтительно в два раза ее глубину.

Выхлопной трубопровод (или изогнутая труба) 4 проходит через корпус и его концы 5, 6, расположенные на противоположных продольных боковых сторонах корпуса. Выхлопной трубопровод 4 содержит две U-образные компоненты 7, 8 трубы, соединенные по S-образной форме, свободные концы которой проходят во входной и выходной трубах 9, 10, концы которых проходят через отверстия 11, 12 в продольных боковых сторонах корпуса, которые выполнены совместно с полукруговыми углублениями в половинных оболочках 1, 2. U-образные компоненты 7, 8 труб выполнены в виде двух полукруговых секций труб с внешне выступающими фланцами, каждая секция приварена к другой секции и к входной и выходным трубам 9, 10 для образования S-образной изогнутой трубы. Хотя эта конструкция изогнутой трубы должна быть предпочтительной с точки зрения изготовления, эта конструкция не является существенной для изобретения. Изогнутые трубы, изготовленные любым подходящим способом, могут быть использованы в глушителе соответственно изобретению.

Как показано на фиг. 2, стенки изогнутой трубы перфорированы обычным способом.

Глушитель согласно изобретению в его предпочтительном примере осуществления также содержит пластину 13, которая взаимно соединяет нижние части половинных оболочек 1, 2 и для этого снабжена на ее концах фланцами 14, 15 (фиг. 5), которые приварены к нижней части соответствующей половинной оболочки. Взаимное соединение нижних частей половинных оболочек снижает риск того, что эти нижние части в процессе работы глушителя начнут колебаться и в результате создавать шум. Эта мера означает, что амплитуда колебаний нижних частей половинных оболочек будет значительно меньше и это существенно снижает звуковой уровень шума, который может быть создан. При испытании, когда нижние части половинных оболочек были прикреплены одна к другой при помощи нескольких приваренных штырей, шум, обусловленный колебаниями нижних частей, был уменьшен на 12 дБ, что соответствует снижению шума на 75% В процессе этого испытания также было отмечено заметное на слух снижение шума выходящей трубы.

Как очевидно из результатов испытания, другие элементы, например штыри и тому подобное, могут быть использованы для взаимного соединения нижних частей половинных оболочек, но по причинам изготовления, в особенности сборки компонентов глушителя предпочтительно выполнить взаимное соединение в виде пластины из одного куска для получения сборки и уменьшения количества сварок.

Фиг. 4 показывает половинную оболочку 2 с приваренной пластиной 13 с задней стороны. Хотя это не показано на чертеже, эта пластина 13 предпочтительно перфорирована и гофрирована, причем последнее способствует увеличению общей жесткости пластины. Более того, пластина 13, как это наилучшим образом видно на фиг. 4, имеет центральную прорезь или паз 16 и пазы 17 и 18 соответственно на любом конце. Эти пазы имеют такую форму, что пластина 13 после завершения сборки глушителя не будет касаться любой части трубопровода 4. Эта особенность, заключающаяся в том, что трубопровод 4 не имеет контакта с пластиной 13, в результате предотвращает тепловые напряжения во внутренней области корпуса глушителя, когда трубопровод нагревается горячими выхлопными газами от двигателя транспортного средства в процессе его работы. Более того, свободная подвеска труб внутри корпуса обеспечивает ее тепловое расширение без каких-либо тепловых напряжений, возникающих в местах соединений входной и выходной труб 9, 10 с корпусом.

Описанный глушитель собирается следующим образом.

Во-первых, две половинные оболочки 1 и 2 заполняются материалом наполнителя, например стекловатой, пластина 13 перед заполнением приваривается к нижней части половинной оболочки 2, как показано на фиг. 4 и 5. После этого трубопровод 4 кладут на половинную оболочку 2 и приваривают на его концах 5, 6 в соответствующих полукруглых пазах в продольных стенках половинной оболочки 2. Затем половинную оболочку 1 кладут на верхнюю часть половинной оболочки 2 и фланцы половинных оболочек складывают вместе для образования накладного шва (см. фиг. 3). Окончательно пластина 13 приваривается к нижней части половинной оболочки 1 и можно входную и выходную трубы 9, 10 приваривать к пазам половинной оболочки 1.

В одном из вариантов все сварки входной и выходной труб производят после выполнения накладного шва между половинными оболочками 1, 2, то есть сварка пластины 13 с половинной оболочкой 1 и сварка входной и выходной труб с пазами с половинных оболочках 1, 2 выполнены за один конечный этап сварки.

Таким образом, изобретение обеспечивает глушитель простой конструкции, имеющий немного компонентов, причем глушитель позволяет производить особенно простую и быструю сборку и в нем возникают очень малые тепловые напряжения.

Описанный пример предпочтительного осуществления глушителя согласно изобретению, конечно, может быть модифицирован в объеме изобретения, особенно в отношении формы и протяженности трубопровода 4 и пластины 13.

1. Глушитель двигателя транспортного средства, содержащий выхлопной трубопровод, проходящий в окружении материала наполнителя внутри корпуса, образованного двумя половинными оболочками, которые имеют длину и ширину, превышающую их глубину, отличающийся тем, что два конца выхлопного трубопровода надежно прикреплены к корпусу, во внутренней полости которого выхлопной трубопровод контактирует только с материалом наполнителя корпуса, при этом глушитель содержит по меньшей мере один элемент, проходящий в направлении глубины между половинными оболочками без касания выхлопного трубопровода и надежно скрепленный с нижними частями половинных оболочек.

2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что выхлопной трубопровод образован U-образными перфорированными компонентами трубы, соединенными по S-образной форме, а элемент, проходящий в направлении глубины между половинными оболочками, представляет собой пластину, проходящую между концевыми областями U-образных компонентов и имеющую пазы.

3. Глушитель по п.2, отличающийся тем, что пластина перфорирована.

4. Глушитель по п.2 или 3, отличающийся тем, что половинные оболочки соединены одна с другой при помощи накладного шва и с концами выхлопного трубопровода, а также с концами пластины при помощи сварных соединений.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

www.findpatent.ru

Глушитель шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: в области машиностроения. Сущность изобретения: глушитель шума выхлопа содержит газоприемную трубу, которая через коллектор соединена с двигателем внутреннего сгорания, а газоприемная труба посредством промежуточной трубы соединена с выпускной трубой. Трубы содержат шумопоглощающие вставки и образуют с ними канал-завихритель, а по оси вставки расположен канал-рассекатель. Щумопоглощающие вставки расположены в трубах и поочередно образуют между собой акустические камеры. Выхлопные газы поочередно проходят через шумопоглощающие вставки и акустические камеры подвергаются поочередному разделению на отдельные потоки, а затем смешению, в связи с чем происходит гашение энергии, порождающей звук пикового давления, обеспечивается сглаживание пульсирующего газа и достигается интенсивное шумоглушение. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено преимущественно для глушения шума выпуска газа в двигателях внутреннего сгорания.

Известен глушитель шума газового потока, содержащий корпус прямоугольной формы с торцевыми стенками, имеющими впускной и выпускной патрубки и продольные перегородки с изгибом, образующие лабиринтный канал. При этом перегородки снабжены полками, образующими со стенками корпуса зазоры, посредством которых газоходы в форме усеченных конусов канала сообщаются между собой. Одновременно перегородки соединены между собой и с корпусом посредством перемычки. Напротив внутренних стенок полок на корпусе выполнены плавные гофры в зонах входного и выходного газоходов. /1/ Недостатком данной конструкции является сложность ее изготовления, большие габариты и недостаточная эффективность глушения шума вследствие малой поглощающей способности звукопоглощающих элементов. Глушитель имеет сложную конструкцию из набора перегородок.

Известен глушитель-искрогаситель, содержащий цилиндрический корпус с впускным и выпускным соосными патрубками, перфорированные перегородки и шумоглушащий элемент, установленный на соосной направляющей и выполненный в виде перфорированной спиральной ленты, расположенной между направляющей и внутренней поверхностью корпуса. При этом спиральная лента шумоглушащего элемента выполнена упругой, одним концом закреплена в одной из перегородок и установлена с возможностью перемещения свободного конца. /2/.

Поток газов поступает в корпус, проходя через отверстия поперечной входной перегородки, оказывает давление на поверхность спиральных лент, соответственно сжимая и растягивая их. Часть газов проходит через отверстия перфорации лент, а часть газов проходит по спиральному межвитковому каналу, образованному лентами. При этом потоки газов сталкиваются друг с другом, что приводит к сглаживанию пульсаций и гашению искр.

Известная конструкция обладает следующими недостатками.

Малая эффективность глушения высокочастотных и низкочастотных шумов вследствии малой поглощающей способности элементов глушения. Глушитель имеет металлоемкую и сложную конструкцию.

Наиболее близким к заявленному является глушитель шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, содержащий газоприемную и выпускную трубы с шумопоглощающими вставками, которые по своей периферии и совместно с внутренней поверхностью труб образуют канал-завихритель, поверхность которого выполнена в виде винтового канала /З/.

Недостатком данной конструкции является сложность изготовления, недостаточная эффективность глушения шума выхлопа, значительная металлоемкость.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности шумоглушения, упрощение конструкции, повышение технологичности и снижение металлоемкости глушителя.

Указанная задача достигается тем, что глушитель шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания содержит газоприемную и выпускную трубы с шумопоглощающими вставками. Новыми отличительными признаками по сравнению с известными является то, что каждая из шумопоглощающих вставок по своей периферии совместно с внутренней поверхностью трубы образуют канал-завихритель, поверхность которого выполнена в виде винтового, по меньшей мере, двухзаходного канала и канал-рассекатель соосный трубе, причем шумопоглощающие вставки последовательно расположены и жестко смонтированы во впускной и выпускной трубах и образуют между собой послеакустические камеры, длина каждой из которых больше длины вставки.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид глушителя, присоединенного к двигателю внутреннего сгорания; на фиг. 2 - глушитель, продольный разрез; на фиг. 3 продольный разрез шумопоглощающих вставок с акустической камерой и схема прохождения выхлопных газов в них.

Глушитель шума выхлопа содержит газоприемную трубу 1, которая соединена через коллектор 2 с двигателем внутреннего сгорания 3. Одновременно газоприемная труба 1 посредством промежуточной трубы 4 соединена с выпускной трубой 5. В свою очередь газоприемная труба 1 и выпускная труба 5 содержит шумопоглощающие вставки 6, которые по своей периферии совместно с внутренней поверхностью трубы 1 и 5 образуют канал-завихритель 7, поверхность которого выполнена в виде винтового, по меньшей мере, двухзаходного канала и канал-рассекатель 8, соосный трубам 1 и 5. Одновременно с этим шумопоглощающие вставки 6 расположены последовательно в газоприемной 1 и выпускной б трубах и образуют между собой полые акустические камеры 9, длина каждой из которых больше длины вставки 6.

Глушитель шума выхлопа для двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом.

Поток отработавших газов от двигателя внутреннего сгорания 3 поступает в газоприемную трубу 1 и, сталкиваясь с шумопоглощающей вставкой 6, разделяется на два потока, один из которых направляется вихревым потоком закрученным каналом-завихрителем 7, а другой поступает в канал-рассекатель 8. При этом в канале-завихрителе 7 отработавшие газы закручиваются и под действием центробежных сил на входе в первую шумопоглощающую вставку 6 отбрасываются к внутренней поверхности газоприемной трубы 1. При этом звуковые волны претерпевают многократные отражения от поверхности канала- завихрителя 7, колебания частиц газа снижаются за счет трения о стенки канала, что увеличивает потери звуковой энергии. Принципами резонансного поглощения звуковой энергии обусловлена конструкция канала-завихрителя 7, после прохождения которого отработавшие газы попадают в акустическую камеру 9, в которую одновременно поступают отработавшие газы из канала-рассекателя 8 первой шумопоглощающей вставки 6. При этом в акустической камере 9 происходит смешение двух потоков отработавших газов с более высоким и более низким давлением / высокотемпературным и низкотемпературным/, т.е. происходит частичное поглощение частот различной длины. После акустической камеры 9 отработавшие газы попадают во вторую шумопоглощающую вставку 6, в которой вновь происходит разделение газового потока, а затем в следующей акустической камере 9 их смешение, что приводит к дополнительному поглощению частот различной длины, тем самым обеспечивается дополнительное шумоглушение и формирование потоков газа. Таким образом выхлопные газы в газоприемной трубе 1 трижды проходят через шумопоглощающие вставки 6 и через две акустические камеры 9, а затем проходят через промежуточную трубу 4, в которой две шумопоглощающие вставки 6 и одна акустическая камера 9 обеспечивают окончательное шумоглушение, а также формирование потока отработавших газов перед окончательным выбросом его в окружающую среду.

Заявляемая конструкция позволяет осуществлять чередующееся разделение и дальнейшее сталкивание и соударение газовых потоков, за счет чего энергия проходящего звука пикового давления гасится, чем обеспечивается сглаживание пульсаций газа и достигается интенсивное шумоглушение. Одновременно заявляемая конструкция глушителя позволяет полностью отказаться от глушителей шума корпусного типа, в связи с тем, что шумопоглощающие вставки заявляемой конструкции могут размещаться в стандартных трубах, имеющих наружный диаметр порядка 42 мм.

Заявляемое техническое решение позволяет изготавливать менее металлоемкие и более технологичные глушители шума для двигателей внутреннего сгорания.

Глушитель шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, содержащий газоприемную и выпускную трубы с шумопоглощающими вставками, которые по своей периферии и совместно с внутренней поверхностью труб образуют канал-завихритель, поверхность которого выполнена в виде винтового канала, отличающийся тем, что в каждой из шумопоглощающих вставок выполнен канал-рассекатель, соосный с газоприемной и выпускной трубами, причем вставки последовательно расположены и жестко закреплены в трубах.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

www.findpatent.ru


Смотрите также