способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания и впускная система для его осуществления. Система глушения двигателя


Способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания и впускная система для его осуществления

В способе глушения шума выхлопа ДВС, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, по которому снижают колебания расхода выхлопных газов путем подачи воздуха в газовоздушный тракт за дроссельной заслонкой, при этом воздух подают как во впускную систему двигателя за дроссельной заслонкой при ее закрытии. Впускная система ДВС содержит воздушный фильтр, карбюратор, дроссельную заслонку, впускной трубопровод, устройство управления и клапан, сообщающий при резком закрытии дроссельной заслонки впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха при закрытии дроссельной заслонки. Причем клапан выполнен электромагнитным, а устройство управления выполнено в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода. Изобретение позволяет повысить эффективность глушения шума за счет предотвращения обратных течений в выпускной системе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для снижения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания.

Известен способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания путем разделения цикловой порции выхлопных газов на потоки, по которому первый поток выхлопных газов направляют в основную полость с последующим их выпуском в окружающую среду, второй поток с задержкой по времени - в демпфирующую полость, а после окончания выпуска первого потока второй поток перепускают из демпфирующей в основную полость с последующим его выпуском в окружающую среду (Патент РФ №2013575, МКИ5 F 01 N 1/08, 30.05.94 г.).

Недостатком аналога является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе.

Известен способ глушения шума выхлопа ДВС, в котором снижают колебания расхода за счет его расширения в полостях большого объема (Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н.Луканина. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1985, стр.132).

Недостатком аналога является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе и повышенный уровень шума при закрытии дроссельной заслонки.

Известен способ глушения шума выхлопа ДВС, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающийся в снижении колебаний расхода выхлопных газов путем подачи воздуха к выхлопным газам (Патент Германии №654685, кл. F 01 N 1/14, 1937 г.). Способ выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе и повышенный уровень шума при закрытии дроссельной заслонки.

Известна также впускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, дроссельную заслонку, впускной трубопровод, головку блока цилиндров (Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н.Луканина. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1985, стр.153).

Недостатком известного устройства является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе, например, при резком закрытии дроссельной заслонки.

Известна также впускная система двигателя внутреннего сгорания, выбранная в качестве прототипа, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха (Патент США №4991547, кл. F 02 M 35/10).

Недостатком прототипа является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе, например, при резком закрытии дроссельной заслонки.

Задачей изобретения является повышение эффективности шумоглушения за счет предотвращения обратных течений в выпускной системе.

Поставленная задача решается тем, что в способе глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающемся в том, что снижают колебания расхода выхлопных газов путем подачи воздуха, в отличие от прототипа воздух подают во впускную систему двигателя за дроссельной заслонкой при ее закрытии.

Поставленная задача решается также тем, что во впускной системе двигателя внутреннего сгорания, содержащей воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха, в отличие от прототипа клапан выполнен электромагнитным, устройство управления - в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода, при этом клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха при закрытии дроссельной заслонки.

Поставленная задача решается также тем, что во впускной системе источником дополнительного воздуха может служить окружающая среда.

Кроме того, источником дополнительного воздуха может служить воздух в трубопроводе перед дроссельной заслонкой, а клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с впускным трубопроводом перед дроссельной заслонкой.

Дополнительная подача воздуха в газовоздушный тракт за дроссельной заслонкой предотвращает обратные течения и тем самым шум выпуска. Шум выпуска значительно возрастает при возникновении обратных течений в выпускном патрубке глушителя из-за увеличения колебания расхода выхлопных газов.

Выполнение клапана электромагнитным, а устройства управления в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода позволяет подавить обратное течение при закрытии дроссельной заслонки. Устройство управления, клапан, установленные во впускной системе, позволяют определить режим, на котором возникают обратные течения в выпускной системе, и подавить обратное течение подачей дополнительного воздуха.

Подача дополнительного воздуха из окружающей среды позволяет подавить обратное течение наиболее простым образом.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображена схема впускной системы двигателя внутреннего сгорания, на фиг.2 - расчетная зависимость скорости потока газа в выпускном патрубке глушителя при закрытии дроссельной заслонки при различных диаметрах отверстия для подачи воздуха для двигателя УЗАМ 1,7 л.

Впускная система двигателя внутреннего сгорания содержит воздушный фильтр 1, связанный с карбюратором 2, дроссельной заслонкой 3, впускным трубопроводом 4 с головкой блока цилиндров 5. Во впускном трубопроводе 4 за дроссельной заслонкой 3 установлен клапан 6, связанный с устройством управления 7, выполненным в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) (Чижков Ю.П., Акимов С.В. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: Издательство "За рулем", 1999, стр.218).

Впускная система двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При работе двигателя с нагрузкой дроссельная заслонка 3 открыта и клапан 6 закрыт. При закрытии дроссельной заслонки 3 устройство управления дает управляющий сигнал на открытие клапана 6. При этом клапан 6 открывает доступ воздуха во впускную систему за дроссельной заслонкой 3 из окружающей среды или из впускного трубопровода 4 перед дроссельной заслонкой 3. Дополнительный воздух, проходящий через двигатель внутреннего сгорания, предотвращает обратные течения в выпускной системе и уменьшает колебания расхода газа на выходе из глушителя и тем самым уровень шума выхлопа.

Пример конкретной реализации способа.

В стенке впускного трубопровода 4 за дроссельной заслонкой 3 установлен клапан 6 ЭПХХ, при открытии которого впускной трубопровод 4 сообщается с атмосферой через отверстие диаметром 8 мм. В качестве устройства управления 7 клапаном используется блок управления ЭПХХ. При закрытии дроссельной заслонки 3 и подаче управляющего сигнала клапан открывается и сообщает впускной трубопровод с атмосферой. Воздух из атмосферы поступает в двигатель внутреннего сгорания, предотвращает обратные течения в выпускной системе и уровень шума выхлопа.

В качестве примера эффективности подачи воздуха на фиг.2 приведена расчетная зависимость скорости потока газа в выпускном патрубке глушителя при закрытии дроссельной заслонки при различных диаметрах отверстия для подачи воздуха для двигателя УЗАМ 1,7 л. Как видно из результатов расчетов, с увеличением диаметра отверстия колебания скорости газа уменьшаются, и при диаметре, равном 8 мм, обратного течения практически нет.

Экспериментальная проверка заявляемой впускной системы с подачей воздуха через отверстие диаметром 8 мм на автомобиле ИЖ-2126 с двигателем УЗАМ показала снижение уровня шума при сбросе нагрузки на 3 дБА по сравнению со штатной системой впуска.

1. Способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающийся в том, что снижают колебания расхода выхлопных газов путем подачи воздуха, отличающийся тем, что воздух подают во впускную систему двигателя за дроссельной заслонкой при ее закрытии.

2. Впускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха, отличающаяся тем, что клапан выполнен электромагнитным, устройство управления - в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода, при этом клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха при закрытии дроссельной заслонки.

3. Впускная система по п.2, отличающаяся тем, что источником дополнительного воздуха служит окружающая среда.

4. Впускная система по п.2, отличающаяся тем, что источником дополнительного воздуха служит воздух в трубопроводе перед дроссельной заслонкой, при этом клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с впускным трубопроводом перед дроссельной заслонкой.

www.findpatent.ru

Система глушения шума двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить эффективность системы глушения шума путем уменьшения передачи узкополосного шума и улучшения ее характеристик на высоких частотах. Глушитель первой ступени, выполненный в виде перфорированной трубы 3, установленной коаксиально в кожух 5 и снабженной отсечной поперечной пластиной, снижает уровень шума за счет движения выхлопных газов по лабиринтному каналу и образуемых перфорированной трубой 3 и кожухом 5 интерференционных отражателей звука. Глушитель второй ступени выполнен аналогичным образом. з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ CORETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

A@4 F01 N 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4228049/25-06 (22) 09.04.87 (46) 23.01.89. Бюл. № 3 (75) Г. Д. Недбайло (53) 621.43.06 (088.8) (56) Сиянии С. С. и др. Автомобиль «Москвич» моделей 2140 и 2138. — М.: Машиностроение, 1981, лист. 14.15. (54) СИСТЕМА ГЛУШЕНИЯ ШУМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить эффективность

„„SU„„1453068 А 1 системы глушения шума путем уменьшения передачи узкополосного шума и улучшения ее характеристик на высоких частотах. Глушитель первой ступени, выполненный в виде перфорированной трубы 3, установленной коаксиально в кожух 5 и снабженной отсечной поперечной пластиной, снижает уровень шума за счет движения выхлопных газов по лабиринтному каналу и образуемых перфорированной трубой 3 и кожухом 5 интерференционных отражателей звука.

Глушитель второй ступени выполнен аналогичным образом. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1453068!

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к системе глушения шума двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности шумоглушения.

На фиг. 1 представлен глушитель первой ступени; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 4— глушитель второй ступени; на фиг. 5 — разез Б — Б на фиг. 4; на фиг. 6 — узел II а фнг. 4, Система глушения шума двигателя внутеннего сгорания содержит глушители 1 и 2 ервой (фиг. 1) и второй (фиг. 4) ступени, ыполненные в виде перфорированных труб и 4, установленных коаксиально в кожухи и 6 с образованием кольцевых зазоров 7

8 и соединенных между собой при помощи оединительной трубы 9, причем перфорн ованные трубы 3» 4 снабжены отсечными оперечными пластинами 10 и 11, выполнеными в виде полукруга и установленными оочередно с разных сторон с образоваием лабиринтного канала, а соединительая труба 9 выполнена с изгибом.

Поперечные пластины 10 и 11 могут быть снабжены краевыми отверстиями, а от верстия 12 перфорации труб 3 и 4 могут

,быть выполнены круглыми в виде прорезНых щелей. 13.

Система глушения шума работает сле дующим образом.

Погок выхлопных газов поступает в глу шитель 1 первой ступени, где, двигаясь по лабиринтному каналу, снижает уровень шума, причем перфорированная труба 3 и ко ж;х 5 образуют ннтерференционный отражатель звука, уменьшающий передачу уз10 кополосного звука и улучшаю;ций характеристику глушителя в полосах пропускания звука на высоких частотах.

При помощи соединительной трубы 9 поток газов поступает в глушитель 2 второй ступени, где процесс глушения шума осуществляется аналогично процессу первой ступени, а затем газы выбрасываются в атмосферу.

Формула изобретения

1. Система глушения шум» двигателя внутреннего сгорания, содержа::цая глушители первой и второй ступени, выполненные

15 в виде перфорированных труб, установленйых коаксиально в кожухи с образованием кольцевого зазора и соединенных между собой при помощи соединительной трубы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения, перфорированные трубы снабжены отсечными поперечными пластинами, выполненными в виде полукруга и установленными поочередно с разных сторон с образованием лабиринтного канала, а соединительная труба выполнена

25 с изгибом.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что поперечные пластины снабжены краевыми отверстиями.

3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что отверстия перфорации труб выпол30 „,ны,ру„,ы,и

4. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что отверстия перфорации труб выполнены в виде прорезных щелей.

5. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что отверстия перфорации труб выполнены круглыми в виде прорезных щелей.

1453068

1453068

Составитель В. Славников

Редактор О. К)рковецкая ТехредИ. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 7! 52/29 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитста оо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I 133035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

    

www.findpatent.ru

Система глушения шума выпуска

Система глушения шума выпуска

Процесс выпуска отработавших газов является наиболее интенсивным источником шума в двигателе.  Система шумоглушения состоит из ряда отдельных или комбинированных глушителей для легковых автомобилей и моноблочного глушителя для грузовых. Нейтрализатор отработавших газов также включают в систему. Сажевый фильтр дизеля обычно объединяют с глушителем.

В глушителях выпуска используются элементы двух типов: активные {диссипативные) и реактивные (резонансные). Активные элементы преобразуют акустическую энергию в тепловую за счет ее оассеивания при перетекании отработавших газов через поры в волокнистых материалах. Реактивные элементы предполагают использование резонансных колебаний для шумоглушения. Комбинируя камеры различного объема, можно организовать требуемое снижение шума выпуска. Основной их недостаток — необходимость использования больших объемов камер, что не всегда приемлемо для компоновки на автомобиле.

Система выпуска должна обеспечить отвод и снижение токсичности отработавших газов, а также уменьшение шума процесса выпуска. В системе могут быть размещены узлы дополнительных устройств: моторного тормоза, системы эжекции воздухоочистителя, сажеуловителя дизеля и др.

Система выпуска состоит из приемных труб, системы моторного тормоза, системы шумоглушения (глушителя), нейтрализатора (одного или двух), сажевого фильтра для дизеля и отводной трубы.

Моторный тормоз является обязательным агрегатом современных грузовых автомобилей. Он приводится в действие системой рычагов или соленоидом с управлением от педали тормоза. При его включении заслонка перекрывает поток отработавших газов, одновременно прекращается подача топлива в цилиндры, и двигатель работает как компрессор. Это приводит к повышению затрат энергии на прокручивание двигателя, что повышает эффективность торможения автомобиля.

Комбинированные глушители формируют из системы резонансных камер, в которые включают звукопоглощающие материалы:

стекловолокно, путанку (стальную проволоку, спрессованную брикетами) и металлокерамику.

В полуактивных системах шумоглушения используют подвижные элементы, изменяющие объем системы: при наибольшей длине она более эффективна на режимах малых частот вращения коленчатого вала двигателя, а при малой длине — на высоких. Управляющим элементом может быть пневматический или электромагнитный клапан, либо управляемая заслонка или золотник. Система позволяет снизить шум выпуска на низких частотах вращения до 10 дБ.

Активная система базируется на шумоглушении выпуска сигналом равнозначного спектрального состава, но поданного в про-тивофазе. Работа этой системы требует значительных энергозатрат. Она позволяет добиться снижения шума выпуска на 30... 35 дБ.

Эффективность работы активной и полуактивной систем шумоглушения зависит от качества электронного управления.

Наружные поверхности глушителей также могут излучать шум, поэтому их стенки выполняют двойными.

www.auctionservice.ru

способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания и впускная система для его осуществления - патент РФ 2293855

В способе глушения шума выхлопа ДВС, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, по которому снижают колебания расхода выхлопных газов путем подачи воздуха в газовоздушный тракт за дроссельной заслонкой, при этом воздух подают как во впускную систему двигателя за дроссельной заслонкой при ее закрытии. Впускная система ДВС содержит воздушный фильтр, карбюратор, дроссельную заслонку, впускной трубопровод, устройство управления и клапан, сообщающий при резком закрытии дроссельной заслонки впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха при закрытии дроссельной заслонки. Причем клапан выполнен электромагнитным, а устройство управления выполнено в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода. Изобретение позволяет повысить эффективность глушения шума за счет предотвращения обратных течений в выпускной системе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2293855

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для снижения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания.

Известен способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания путем разделения цикловой порции выхлопных газов на потоки, по которому первый поток выхлопных газов направляют в основную полость с последующим их выпуском в окружающую среду, второй поток с задержкой по времени - в демпфирующую полость, а после окончания выпуска первого потока второй поток перепускают из демпфирующей в основную полость с последующим его выпуском в окружающую среду (Патент РФ №2013575, МКИ5 F 01 N 1/08, 30.05.94 г.).

Недостатком аналога является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе.

Известен способ глушения шума выхлопа ДВС, в котором снижают колебания расхода за счет его расширения в полостях большого объема (Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н.Луканина. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1985, стр.132).

Недостатком аналога является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе и повышенный уровень шума при закрытии дроссельной заслонки.

Известен способ глушения шума выхлопа ДВС, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающийся в снижении колебаний расхода выхлопных газов путем подачи воздуха к выхлопным газам (Патент Германии №654685, кл. F 01 N 1/14, 1937 г.). Способ выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе и повышенный уровень шума при закрытии дроссельной заслонки.

Известна также впускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, дроссельную заслонку, впускной трубопровод, головку блока цилиндров (Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н.Луканина. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1985, стр.153).

Недостатком известного устройства является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе, например, при резком закрытии дроссельной заслонки.

Известна также впускная система двигателя внутреннего сгорания, выбранная в качестве прототипа, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха (Патент США №4991547, кл. F 02 M 35/10).

Недостатком прототипа является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе, например, при резком закрытии дроссельной заслонки.

Задачей изобретения является повышение эффективности шумоглушения за счет предотвращения обратных течений в выпускной системе.

Поставленная задача решается тем, что в способе глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающемся в том, что снижают колебания расхода выхлопных газов путем подачи воздуха, в отличие от прототипа воздух подают во впускную систему двигателя за дроссельной заслонкой при ее закрытии.

Поставленная задача решается также тем, что во впускной системе двигателя внутреннего сгорания, содержащей воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха, в отличие от прототипа клапан выполнен электромагнитным, устройство управления - в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода, при этом клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха при закрытии дроссельной заслонки.

Поставленная задача решается также тем, что во впускной системе источником дополнительного воздуха может служить окружающая среда.

Кроме того, источником дополнительного воздуха может служить воздух в трубопроводе перед дроссельной заслонкой, а клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с впускным трубопроводом перед дроссельной заслонкой.

Дополнительная подача воздуха в газовоздушный тракт за дроссельной заслонкой предотвращает обратные течения и тем самым шум выпуска. Шум выпуска значительно возрастает при возникновении обратных течений в выпускном патрубке глушителя из-за увеличения колебания расхода выхлопных газов.

Выполнение клапана электромагнитным, а устройства управления в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода позволяет подавить обратное течение при закрытии дроссельной заслонки. Устройство управления, клапан, установленные во впускной системе, позволяют определить режим, на котором возникают обратные течения в выпускной системе, и подавить обратное течение подачей дополнительного воздуха.

Подача дополнительного воздуха из окружающей среды позволяет подавить обратное течение наиболее простым образом.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображена схема впускной системы двигателя внутреннего сгорания, на фиг.2 - расчетная зависимость скорости потока газа в выпускном патрубке глушителя при закрытии дроссельной заслонки при различных диаметрах отверстия для подачи воздуха для двигателя УЗАМ 1,7 л.

Впускная система двигателя внутреннего сгорания содержит воздушный фильтр 1, связанный с карбюратором 2, дроссельной заслонкой 3, впускным трубопроводом 4 с головкой блока цилиндров 5. Во впускном трубопроводе 4 за дроссельной заслонкой 3 установлен клапан 6, связанный с устройством управления 7, выполненным в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) (Чижков Ю.П., Акимов С.В. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: Издательство "За рулем", 1999, стр.218).

Впускная система двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При работе двигателя с нагрузкой дроссельная заслонка 3 открыта и клапан 6 закрыт. При закрытии дроссельной заслонки 3 устройство управления дает управляющий сигнал на открытие клапана 6. При этом клапан 6 открывает доступ воздуха во впускную систему за дроссельной заслонкой 3 из окружающей среды или из впускного трубопровода 4 перед дроссельной заслонкой 3. Дополнительный воздух, проходящий через двигатель внутреннего сгорания, предотвращает обратные течения в выпускной системе и уменьшает колебания расхода газа на выходе из глушителя и тем самым уровень шума выхлопа.

Пример конкретной реализации способа.

В стенке впускного трубопровода 4 за дроссельной заслонкой 3 установлен клапан 6 ЭПХХ, при открытии которого впускной трубопровод 4 сообщается с атмосферой через отверстие диаметром 8 мм. В качестве устройства управления 7 клапаном используется блок управления ЭПХХ. При закрытии дроссельной заслонки 3 и подаче управляющего сигнала клапан открывается и сообщает впускной трубопровод с атмосферой. Воздух из атмосферы поступает в двигатель внутреннего сгорания, предотвращает обратные течения в выпускной системе и уровень шума выхлопа.

В качестве примера эффективности подачи воздуха на фиг.2 приведена расчетная зависимость скорости потока газа в выпускном патрубке глушителя при закрытии дроссельной заслонки при различных диаметрах отверстия для подачи воздуха для двигателя УЗАМ 1,7 л. Как видно из результатов расчетов, с увеличением диаметра отверстия колебания скорости газа уменьшаются, и при диаметре, равном 8 мм, обратного течения практически нет.

Экспериментальная проверка заявляемой впускной системы с подачей воздуха через отверстие диаметром 8 мм на автомобиле ИЖ-2126 с двигателем УЗАМ показала снижение уровня шума при сбросе нагрузки на 3 дБА по сравнению со штатной системой впуска.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающийся в том, что снижают колебания расхода выхлопных газов путем подачи воздуха, отличающийся тем, что воздух подают во впускную систему двигателя за дроссельной заслонкой при ее закрытии.

2. Впускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха, отличающаяся тем, что клапан выполнен электромагнитным, устройство управления - в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода, при этом клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха при закрытии дроссельной заслонки.

3. Впускная система по п.2, отличающаяся тем, что источником дополнительного воздуха служит окружающая среда.

4. Впускная система по п.2, отличающаяся тем, что источником дополнительного воздуха служит воздух в трубопроводе перед дроссельной заслонкой, при этом клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с впускным трубопроводом перед дроссельной заслонкой.

www.freepatent.ru

Способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания и впускная система для его осуществления

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для снижения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания.

Известен способ глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания путем разделения цикловой порции выхлопных газов на потоки, по которому первый поток выхлопных газов направляют в основную полость с последующим их выпуском в окружающую среду, второй поток с задержкой по времени - в демпфирующую полость, а после окончания выпуска первого потока второй поток перепускают из демпфирующей в основную полость с последующим его выпуском в окружающую среду (Патент РФ №2013575, МКИ5 F 01 N 1/08, 30.05.94 г.).

Недостатком аналога является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе.

Известен способ глушения шума выхлопа ДВС, в котором снижают колебания расхода за счет его расширения в полостях большого объема (Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н.Луканина. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1985, стр.132).

Недостатком аналога является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе и повышенный уровень шума при закрытии дроссельной заслонки.

Известен способ глушения шума выхлопа ДВС, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающийся в снижении колебаний расхода выхлопных газов путем подачи воздуха к выхлопным газам (Патент Германии №654685, кл. F 01 N 1/14, 1937 г.). Способ выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе и повышенный уровень шума при закрытии дроссельной заслонки.

Известна также впускная система двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, дроссельную заслонку, впускной трубопровод, головку блока цилиндров (Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н.Луканина. - 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1985, стр.153).

Недостатком известного устройства является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе, например, при резком закрытии дроссельной заслонки.

Известна также впускная система двигателя внутреннего сгорания, выбранная в качестве прототипа, содержащая воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха (Патент США №4991547, кл. F 02 M 35/10).

Недостатком прототипа является невозможность предотвращения обратных течений в выпускной системе, например, при резком закрытии дроссельной заслонки.

Задачей изобретения является повышение эффективности шумоглушения за счет предотвращения обратных течений в выпускной системе.

Поставленная задача решается тем, что в способе глушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, имеющего впускную систему с дроссельной заслонкой, заключающемся в том, что снижают колебания расхода выхлопных газов путем подачи воздуха, в отличие от прототипа воздух подают во впускную систему двигателя за дроссельной заслонкой при ее закрытии.

Поставленная задача решается также тем, что во впускной системе двигателя внутреннего сгорания, содержащей воздушный фильтр, карбюратор, впускной трубопровод, дроссельную заслонку, источник дополнительного воздуха, устройство управления и клапан, сообщающий впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха, в отличие от прототипа клапан выполнен электромагнитным, устройство управления - в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода, при этом клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с источником дополнительного воздуха при закрытии дроссельной заслонки.

Поставленная задача решается также тем, что во впускной системе источником дополнительного воздуха может служить окружающая среда.

Кроме того, источником дополнительного воздуха может служить воздух в трубопроводе перед дроссельной заслонкой, а клапан сообщает впускной трубопровод за дроссельной заслонкой с впускным трубопроводом перед дроссельной заслонкой.

Дополнительная подача воздуха в газовоздушный тракт за дроссельной заслонкой предотвращает обратные течения и тем самым шум выпуска. Шум выпуска значительно возрастает при возникновении обратных течений в выпускном патрубке глушителя из-за увеличения колебания расхода выхлопных газов.

Выполнение клапана электромагнитным, а устройства управления в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода позволяет подавить обратное течение при закрытии дроссельной заслонки. Устройство управления, клапан, установленные во впускной системе, позволяют определить режим, на котором возникают обратные течения в выпускной системе, и подавить обратное течение подачей дополнительного воздуха.

Подача дополнительного воздуха из окружающей среды позволяет подавить обратное течение наиболее простым образом.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображена схема впускной системы двигателя внутреннего сгорания, на фиг.2 - расчетная зависимость скорости потока газа в выпускном патрубке глушителя при закрытии дроссельной заслонки при различных диаметрах отверстия для подачи воздуха для двигателя УЗАМ 1,7 л.

Впускная система двигателя внутреннего сгорания содержит воздушный фильтр 1, связанный с карбюратором 2, дроссельной заслонкой 3, впускным трубопроводом 4 с головкой блока цилиндров 5. Во впускном трубопроводе 4 за дроссельной заслонкой 3 установлен клапан 6, связанный с устройством управления 7, выполненным в виде блока управления экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) (Чижков Ю.П., Акимов С.В. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: Издательство "За рулем", 1999, стр.218).

Впускная система двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При работе двигателя с нагрузкой дроссельная заслонка 3 открыта и клапан 6 закрыт. При закрытии дроссельной заслонки 3 устройство управления дает управляющий сигнал на открытие клапана 6. При этом клапан 6 открывает доступ воздуха во впускную систему за дроссельной заслонкой 3 из окружающей среды или из впускного трубопровода 4 перед дроссельной заслонкой 3. Дополнительный воздух, проходящий через двигатель внутреннего сгорания, предотвращает обратные течения в выпускной системе и уменьшает колебания расхода газа на выходе из глушителя и тем самым уровень шума выхлопа.

Пример конкретной реализации способа.

В стенке впускного трубопровода 4 за дроссельной заслонкой 3 установлен клапан 6 ЭПХХ, при открытии которого впускной трубопровод 4 сообщается с атмосферой через отверстие диаметром 8 мм. В качестве устройства управления 7 клапаном используется блок управления ЭПХХ. При закрытии дроссельной заслонки 3 и подаче управляющего сигнала клапан открывается и сообщает впускной трубопровод с атмосферой. Воздух из атмосферы поступает в двигатель внутреннего сгорания, предотвращает обратные течения в выпускной системе и уровень шума выхлопа.

В качестве примера эффективности подачи воздуха на фиг.2 приведена расчетная зависимость скорости потока газа в выпускном патрубке глушителя при закрытии дроссельной заслонки при различных диаметрах отверстия для подачи воздуха для двигателя УЗАМ 1,7 л. Как видно из результатов расчетов, с увеличением диаметра отверстия колебания скорости газа уменьшаются, и при диаметре, равном 8 мм, обратного течения практически нет.

Экспериментальная проверка заявляемой впускной системы с подачей воздуха через отверстие диаметром 8 мм на автомобиле ИЖ-2126 с двигателем УЗАМ показала снижение уровня шума при сбросе нагрузки на 3 дБА по сравнению со штатной системой впуска.

bankpatentov.ru

Способ глушения шума выхлопа продуктов сгорания из цилиндра двс и двс для его осуществления

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам глушения выхлопа продуктов сгорания рабочей смеси в двигателях внутреннего сгорания. Способ глушения шума выхлопа продуктов сгорания рабочей смеси ДВС с разделением цикловой порции их на потоки с последующими выпуском их в окружающую среду и эжектированием остатков продуктов из цилиндра заключается в том, что перед открытием поршнем выхлопного окна уменьшают давление продуктов сгорания в цилиндре, перепуская часть продуктов из цилиндра в обводную полость двумя синхронными потоками, для чего первой выпускают часть продуктов сгорания из противолежащего окну выхлопа отверстия системы отверстий, расположенного в начале сектора предвыпуска - сектора преимущественно поперечного перемещения шейки коленвала и замедления осевого перемещения поршня к НМТ, разделяют эту часть на два полупотока, в каждый из которых затем последовательно и попарно выпускают струи продуктов сгорания из последующих отверстий предвыпуска, эти полупотоки после выхлопного окна соединяют во фланце выхлопного трубопровода и в этот общий поток выпускают после открытия поршнем выхлопного окна оставшиеся в цилиндре продукты сгорания. Двухтактный ДВС состоит из одного, по крайней мере, цилиндра с гильзой и перемещающегося в нем поршня, кинематически связанного с коленвалом, средств подготовки рабочей смеси и подвода ее в цилиндр, зажигания и выпуска продуктов сгорания со средствами продувки, например петлевой. На внешней поверхности цилиндра над уровнем выхлопного окна выполнена обводная полость, соединенная с выхлопным окном и фланцем выпускного трубопровода. Цилиндр и гильза имеют систему отверстий предвыпуска, сообщенных с полостью, с одним, по крайней мере, средством разделения перепускаемой части продуктов сгорания в обводную полость. Площадь выхлопного окна уменьшена на суммарную площадь отверстий предвыпуска за счет уменьшения высоты выхлопного окна. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно - к двигателестроению, а именно - к способам глушения шума выхлопа продуктов сгорания рабочей смеси из цилиндра поршневого ДВС и конструкции двухтактного ДВС.

По авторскому свидетельству СССР №868070, F 01 N 1/00, G 10 K 11/00 за 1981 г. снижение шума выхлопа достигается путем трансформации в резонаторах звуковых волн низкой частоты в волны высокой частоты с последующим поглощением в камере с звукопоглотителем и разгоном потоков газа при этом до околозвуковой скорости. В способе заглушения шума ДВС и устройстве по а.с. №1453059, F 01 N 1/08 за 1989 г. преобразуют пульсирующий поток выхлопных газов в нестационарную струю с отделением дискретных частей и выравнивают их давление перед выпуском в окружающую среду. В способе по а.с. №1344924, F 02 B 27/00 за 1986 г. с устройством используют энергию выхлопных газов ДВС, подавая струи от каждого цилиндра через индивидуальный трубопровод в камеру смешения, и эжектируют окружающую среду струей выхлопных газов с разделением струй перед эжектированием на несколько частей и эжектирование выполняют расходящимися частями струй.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сути является описанный в патенте РФ №2013575, F 01 N 1/08 за 1994 год способ глушения шума выхлопа и четырехтактный ДВС, по которому разделяют цикловые порции выхлопных газов на потоки, направляют первый из них в основную полость с последующим выпуском его в окружающую среду

Второй поток с задержкой по времени выпускают в демпфирующую полость, а после выпуска первого перепускают в основную полость второй поток для последующего выпуска его в окружающую среду.

По а.с. СССР №1375844, F 02 B 35/00 за 1988 год известен двухтактный ДВС, содержащий основной и дополнительный выпускной орган в крышке цилиндра c эжектором в выпускном трубопроводе с перепускным каналом, соединяющим выпускные окна с активным соплом эжектора.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому двигателю является двухтактный ДВС с петлевой продувкой, описанный в патенте РФ №1562494, F 02 B 35/00 за 1990 год, цилиндр которого имеет продувочное, соединенное с выпускным трубопроводом, основное и дополнительные выпускные окна. Пассивное сопло газового эжектора в выпускном трубопроводе сообщено через накопитель разрежения с обратным клапаном и дополнительным выпускным окном, верхняя кромка которого расположена ниже верхней кромки продувочного окна.

Как и во всех известных в науке и технике решениях (способах и ДВС), авторы перечисленных аналогов решают проблему снижения шума выхлопа традиционным способом: сначала с громким выхлопом ("пуком") открывают выпускное окно, а затем дополнительными средствами пытаются компенсировать или, хотя бы, уменьшить громкость этого выхлопа.

Изобретение решает задачу уменьшения шума выхлопа продуктов сгорания из цилиндра двухтактного ДВС предвыпуском части их и использования энергии этой части для улучшения продувки цилиндра одновременно с улучшением сгорания смеси и уменьшением токсичности выхлопа. Суть изобретения-способа состоит в том, что для глушения шума выхлопа продуктов сгорания двухтактного ДВС разделяют цикловую порцию их на потоки с последующими выпуском их в окружающую среду и эжектированием оставшейся в цилиндре части ее при этом, перед открытием поршнем выхлопного окна уменьшают давление в цилиндре посредством перепуска части продуктов из цилиндра в обводную полость двумя синхронными потоками из одного отверстия системы отверстий предвыпуска, противолежащего выхлопному окну и расположенного в секторе предвыпуска - секторе преимущественно поперечного оси цилиндра перемещения шейки коленвала и замедления перемещения поршня к НМТ, разделив эту часть выпуска на полупотоки, в которые последовательно и попарно выпускают струи продуктов, направленных к выхлопному окну, и после одновременного объединения полупотоков за выхлопным окном в выпускном трубопроводе перед открытием окна в суммарный поток в выпускном трубопроводе после открытия выхлопного окна выпускают из цилиндра оставшиеся продукты сгорания.

В заявленном способе глушения шума выхлопа снижение давления продуктов сгорания в цилиндре перед открытием выхлопного окна обеспечивают системой отверстий предвыпуска переменных диаметров - с максимальным диаметром у противолежащего выпускному окну отверстия и уменьшающимися диаметрами у каждой последующей пары их или наоборот - с минимальным диаметром у противолежащего и одинаковым увеличением диаметров у каждой последующей пары отверстий предвыпуска. Двухтактный ДВС для осуществления заявляемого способа, состоящий из одного, по крайней мере, цилиндра с гильзой и перемещающегося в нем поршня, кинематически связанного с шейкой коленвала, средств подготовки, впуска рабочей смеси в цилиндр, зажигания и выпуска продуктов сгорания ее в окружающую среду, выполнен с обводной полостью, расположенной на внешней поверхности цилиндра в зоне выпускного окна и соединенной с фланцем трубопровода выпуска, гильза имеют систему отверстий предвыпуска, при этом площадь выхлопного окна уменьшена на суммарную площадь перепускных отверсстий предвыпуска за счет уменьшения высоты его, а противолежащее выхлопному окну первое отверстие предвыпуска имеет разделитель выпускаемой части продуктов на полупотоки.

Система отверстий предвыпуска выполнена с тангенциальным ориентированием последующих за противолежащим выхлопному окну отверстий в гильзе, направляющих струи к выхлопному окну, а центр обводной полости смещен от оси цилиндра к выхлопному окну.

В системе предвыпускных отверстий двухтактный ДВС, по крайней мере, противолежащая выпускному окну пара их выполнена с осевым ориентированием отверстий, выход каждого из них с направляющей расположены в соответствующей обводной полуполости со смещением направляющих каждой последующей пары их от нижней стороны полуполости к верхней стороне полости, отлитой при литье цилиндра с местным увеличением диаметра его, а вход каждого отверстия расположен в упомянутой зоне преимущественно поперечного перемещения шейки коленвала ДВС.

Кожух обводной полости, приваренный на цилиндре, может иметь на выходном конце каждой половины конфузорную и диффузорную часть с критическим сечением между ними.

Концы кожуха могут выполняться с конфузорной, а фланец выпускного трубопровода - с диффузорной частью, переходящими в сопрягаемое критическое сечение.

В любом варианте выполнения кожуха он может иметь средства охлаждения на внешней поверхности.

Внешняя поверхность кожуха может быть выполнена с радиатором охлаждения, например - с продольными ребрами.

Внешняя поверхность кожуха может выполняться с одной, по крайней мере, полостью для охлаждающей жидкости со средствами подвода и отвода ее из этой полости.

Полость охлаждения кожуха может быть выполнена как отдельная ветвь системы охлаждения двигателя, например - с общим вводом и выводом охлаждающей жидкости из системы двигателя. Выполнение ДВС с обводной полостью и системой предвыпуска обеспечивает двухступенчатое разделение цикловой порции продуктов сгорания на потоки и струи их, синхронизированные по времени, направлению и массе, одновременно с их последовательным разгоном в конце обводной полости, эжектирование остатков газов из цилиндра при открытии выхлопного окна с уменьшением децибел при этом, как за счет уменьшения давления газов в цилиндре к моменту выпуска в трубопровод выпускной, так и за счет уменьшения площади выхлопного окна. Предлагаемое решение реализует принципиально иной подход к решению проблемы - оно вместо громкого "ПУКА" реализует "ПШИК" с минимальными децибелами уже в момент выпуска газов из цилиндра. При этом удается дополнительно улучшить продувку цилиндра, что способствует улучшению и стабилизации стехиометрического состава рабочей смеси и токсичности продуктов выхлопа из ДВС.

На фиг.1 показан заявляемый ДВС с концентричной обводной полостью в зоне НМТ и системой отверстий предвыпуска, на фиг.2 - с эксцентричной полостью в цилиндре и тангенциально ориентированными отверстиями предвыпуска в гильзе ДВС, сечение их плоскостью А-А. На фиг.3, 4 - установка разделителя в отверстии 5 предвыпуска, противолежащего выхлопному окну, и на фиг.5 - развертка системы предвыпуска с отверстиями переменных диаметров в обводной полости.

В цилиндре 1 с гильзой 2 (фиг.1), поршнем 3 выполнены полость 4 (фиг.2) и система отверстий 5-7 предвыпуска в гильзе, соединенная с фланцем 10 выпускного трубопровода.

Система отверстий предвыпуска 5-7 (фиг.2) расположена в секторе преимущественно поперечного оси цилиндра перемещения шейки коленвала, шатуна и штока кривошипно-шатунного механизма. Полость 4 тангенциально орентированными отверстиями 5, 6 и 6, 7 и 7 сообщена с полостью гильзы 2 и сообщена с выхлопными окнами 8 гильзы и цилиндра, а в отверстии 5 ее установлен разделитель 9 (фиг.3, 4).

Обводная полость 4 может выполняться концентричной оси цилиндро-поршневой группы или эксцентричной им со смещением к выхлопному окну на расстояние, например, О1-О2 (фиг.2).

Работает заявленный двухтактный ДВС следующим образом.

Подготовка рабочей смеси, ее подача в цилиндр 1, сжатие поршнем 3 цикловой порции при движении его к ВМТ, зажигание смеси и рабочий ход поршня к НМТ осуществляются известным и описанным в литературе образом.

Синхронно с перемещением поршня в рабочем ходе уменьшается давление в цилиндре кроме секторов -45+45 от оси цилиндра у ВМТ (НМТ), так как в этих секторах характер перемещения КШМ меняется заметно: осевое перемещение поршня к НМТ резко замедляется и движение КШМ сводится преимущественно к поперечному перемещению штока, шатуна и шейки вала, началом которой условно можно считать углы 45(135) градусов между штоком и осью цилиндра у ВМТ(НМТ) соответственно, преобразования давления газов в крутящий момент практически не происходит. Следовательно, сохранение давления - даже минимального - до открытия выхлопного окна обеспечивает только существенный хлопок продуктов сгорания при выходе их из него, ухудшение продувки и соответственно стехиометрии следующей порции рабочей смеси в работе известных ДВС. Поэтому при открытии кромкой поршня верхнего отверстия предвыпуска 5 разделитель 9 его делит выходящую часть газов на два потока, а направляющие поверхности его ориентируют каждый из них в своей половине полости 4 и направляют их синхронно в сторону выпускного окна 8. Соответственно уменьшается давление в цилиндре, но так как отверстия предвыпуска малы, то истечение газа через каждое из них не сопровождается децибеллами "пука" даже при открытии первого (верхнего) отверстия 5. А так как полость 4 замкнута и имеет форму полукольца, каждая струя газа теряет часть энергии на трение о поверхность её. Последовательно, по мере открытия кромкой поршня следующих отверстий 6 и 6, 7 и 7 предвыпуска, дополнительно снижается давление в цилиндре и соответственно уменьшается количество децибеллов при открытии окна выпуска 8, чему дополнительно способствует и созданное струями газа разрежение в окне и на входе во фланец выпускного трубопровода 10. Оно уменьшается дополнительно как за счет уменьшения высоты ее, так и в случае выполнения выхода из полости 4 и фланца 9 выпускного трубопровода конфузорно-диффузорными. Дополнительно уменьшаются децибеллы выхлопа экранированием его предвыпущенной порцией продуктов сгорания, находящейся во фланце в момент открытия окна. Соответственно улучшается продувка цилиндра эжектированием остатков продуктов сгорания этим разрежением из цилиндра, а также продляет продувку и после перекрытия окна выпуска поршнем после начала движения его к ВМТ эжектированием газов через отверстия предвыпуска 5-7. В результате улучшается и стабилизируется фактический стехиометрический состав очередных цикловых порций рабочей смеси, которые в цилиндре смешиваются с меньшим остатком продуктов сгорания предыдущей цикловой смеси. А улучшение состава смеси способствует улучшению сгорания ее и снижению токсичности выхлопа ДВС.

Кожух 5 может иметь отлитые ребра охлаждения, штамповкой половинок его и сваркой их между собой и к цилиндру или соединяться с ним посредством прокладки и болтов.

Полость 4 может выполняться отливкой цилиндра с местным увеличением диаметра его. В этом варианте при выполнении отверстий предвыпуска с осевым ориентированием в полости перед каждым отверстием устанавливают направляющие струй предвыпуска к выпускному окну (условно не показаны - отнесены к ноу-хау).

Предполагается наиболее экономичным выполнение ДВС с обводной полостью за счет эксцентрично смещенного к выхлопному окну кожуха (схематично показан на фиг.2), создающего при этом диффузорность полости.

Промышленная применимость дополнительно подтверждается применяемыми материалами, оборудованием и технологиями, серийно производимыми и используемыми в машиностроении и достаточными для производства заявляемого ДВС. Для реализации данного решения достаточно выполнить дополнительно расчеты газодинамического процесса двигателя, в том числе - для определения оптимального количества отверстий в системе предвыпуска, их геометрические характеристики и расположение. Методика таких расчетов известна и применяется в двигателестроении, тем не менее данное решение может быть темой не одной научной работы.

1. Способ глушения шума выхлопа продуктов сгорания рабочей смеси ДВС с разделением цикловой порции их на потоки с последующими выпуском их в окружающую среду и эжектированием остатков продуктов из цилиндра при этом, отличающийся тем, что перед открытием поршнем выхлопного окна уменьшают давление продуктов сгорания в цилиндре, перепуская часть продуктов из цилиндра в обводную полость двумя синхронными потоками, для чего первой выпускают часть продуктов сгорания из противолежащего окну выхлопа отверстия системы отверстий, расположенного в начале сектора предвыпуска - сектора преимущественно поперечного перемещения шейки коленвала и замедления осевого перемещения поршня к НМТ, разделяют эту часть на два полупотока, в каждый из которых затем последовательно и попарно выпускают струи продуктов сгорания из последующих отверстий предвыпуска, эти полупотоки после выхлопного окна соединяют во фланце выхлопного трубопровода и в этот общий поток выпускают после открытия поршнем выхлопного окна оставшиеся в цилиндре продукты сгорания.

2. Способ глушения шума выхлопа по п.1, отличающийся тем, что снижение давления продуктов сгорания в цилиндре перед открытием выхлопного окна обеспечивают системой отверстий предвыпуска переменных диаметров с максимальным диаметром у противолежащего выхлопному окну отверстия и уменьшающимися диаметрами отверстий у каждой последующей пары их или наоборот с минимальным диаметром у противолежащего и увеличением диаметров отверстий у каждой последующей пары.

3. Двухтактный ДВС, состоящий из одного, по крайней мере, цилиндра с гильзой и перемещающегося в нем поршня, кинематически связанного с коленвалом, средств подготовки рабочей смеси и подвода ее в цилиндр, зажигания и выпуска продуктов сгорания со средствами продувки, например петлевой, отличающийся тем, что на внешней поверхности цилиндра над уровнем выхлопного окна выполнена обводная полость, соединенная с выхлопным окном и фланцем выпускного трубопровода, цилиндр и гильза имеют систему отверстий предвыпуска, сообщенных с полостью, с одним, по крайней мере, средством разделения перепускаемой части продуктов сгорания в обводную полость, площадь выхлопного окна уменьшена на суммарную площадь отверстий предвыпуска за счет уменьшения высоты выхлопного окна.

4. Двухтактный ДВС по п.3, отличающийся тем, что система предвыпуска выполнена с тангенциальным ориентированием отверстий, направляющих струи к выхлопному окну из отверстий в цилиндре и гильзе, последующих за противолежащим выхлопному окну, а центр обводной полости смещен от оси цилиндра к выхлопному окну.

5. Двухтактный ДВС по п.3, отличающийся тем, что система предвыпуска выполнена с осевым ориентированием противолежащих выхлопному окну отверстий в стенке гильзы, а полость обводная отлита при литье цилиндра с местным увеличением его диаметра и осевым смещением выходных отверстий в направляющих от нижней стороны полости к верхней ее стороне у каждой последующей пары отверстий, а вход каждой пары расположен в упомянутой зоне преимущественно поперечного перемещения шейки коленвала ДВС.

6. Двухтактный ДВС по п.4, отличающийся тем, что обводная полость его выполнена с кожухом, приваренным на цилиндре и имеющим на каждом конце конфузорную и диффузорную часть с критическим сечением между ними.

7. Двухтактный ДВС по п.6, отличающийся тем, что конфузорная часть на концах его кожуха сопряжена критическим сечением с диффузорной частью выпускного трубопровода или его фланца.

8. Двухтактный ДВС по п.6, отличающийся тем, что на внешней поверхности кожуха выполнены средства охлаждения - продольные ребра.

9. Двухтактный ДВС по п.6, отличающийся тем, что обводная полость его выполнена с дополнительной полостью для охлаждающей жидкости с индивидуальными средствами подвода и отвода ее в полость или полостью, сообщенной с полостью охлаждения двигателя.

www.findpatent.ru

Устройство для глушения шума двигателя

Изобретение относится к области автомобилестроения и предназначено для снижения уровня шума. Сущность изобретения: устройство для глушения шума двигателя содержит корпус, впускной и выпускной патрубки. В корпусе смонтированы вертикальный и горизонтальный рассекатели, вертикальная продольная перегородка. Вертикальный рассекатель имеет дросселирующие отверстия, выполненные позади среза выпускного патрубка, и отверстия в передней части для снижения сопротивления движению потока отработавших газов. В вертикальной продольной перегородке и горизонтальном рассекателе имеются отверстия для соединения всех четырех потоков выхлопных газов перед выходом из выпускного патрубка. Техническим результатом изобретения является повышение акустической эффективности системы отвода отработавших газов. 3 ил.

 

Устройство для глушения шума двигателя относится к области автомобилестроения и предназначено для использования в выхлопной системе автомобиля, с целью снижения уровня шума, снижения температуры, скорости и давления отработавших газов, а также исключения резонансных явлений.

Известно устройство для глушения шума (патент RU 2362023 С1), содержащее цилиндрический корпус, поперечную перегородку в виде пластины с перфорацией, входной и выходной патрубки, закрепленные с торцов корпуса и жестко соединенные с поперечной перегородкой внутри корпуса. Патрубки имеют перфорацию непосредственно у перегородки. Между корпусом и патрубками смонтированы промежуточные полые цилиндры с перфорацией, которые жестко соединены с перегородкой и с промежуточными кольцами, также имеющими перфорацию. Перфорация пластины выполнена по ее краю на одной третьей площади, а перфорация промежуточных цилиндров расположена с противоположных сторон от перегородки. Недостатком изобретения являются большие геометрические размеры.

Известен также глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания (патент RU 2191268 С2), содержащий цилиндрический корпус с торцевыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы четыре последовательные 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 и сквозных перфорированных участков. Во всех камерах срезы патрубков - динамические или мнимые (начало участка перфорации по ходу газового потока), по которым поток газа подводится или отводится из соответствующей камеры, размещены в узловых зонах низших собственных резонансных форм колебаний газового объема, заключенного в полости соответствующей камеры, поэтому названные моды не возбуждаются, поскольку давление в этих модах в зоне возбуждения близко к нулевому значению. Пульсирующие газовые потоки на срезе входных патрубков при этом -не испытывают соответствующего сопротивления и не передают, в связи с этим, энергии соответствующим модам. Недостатком изобретения является большое сопротивление движению потока выхлопных газов.

Из известных, наиболее близким по технической сущности, является глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания (патент RU 2220298 С2), содержащий цилиндрический корпус с впускным патрубком и выпускным патрубком, установленным в его торцевой стенке, выпускным отверстием и акустическими камерами, образованными обечайками, установленными соосно одна в другую и примыкающими своими основаниями к торцевой стенке корпуса. Длины обечаек увеличиваются по мере удаления обечаек от оси корпуса. В акустические камеры установлены соосно, вершинами к выпускному патрубку пустотелые конусные акустические камеры, диаметр оснований которых увеличивается по мере увеличения диаметров обечаек. На наружной части основания конусных акустических камер установлены турбинные лопатки по всей длине окружности основания. Перед входным отверстием соосно корпусу установлен перфорированный усеченный корпус вершиной к впускному патрубку, а в вершину конуса установлен перфорированный патрубок. Недостатком изобретения является сложность конструкции.

Техническим результатом является снижение температуры, скорости и давления выхлопных газов, посредством дросселирования и увеличенной теплоотдачи в стенки глушителя, рассеивание энергии выхлопных газов, исключение резонансных явлений в глушителе, за счет его конструктивных особенностей.

Предлагаемое изобретение направлено на сокращение шумов в процессе работы двигателя внутреннего сгорания, за счет разделения потока выхлопных газов, их разворота и объединения снова в один поток, в результате чего, при встречном движении, происходит взаимное уничтожение образовавшихся вихрей и рассеивание их энергии.

Это достигается тем, что в устройство для глушения шума двигателя, содержащее корпус, впускной и выпускной патрубки, согласно предлагаемому изобретению дополнительно введены - выпускной патрубок входит в корпус до отверстий в горизонтальном рассекателе и в вертикальной продольной перегородке, в корпусе смонтированы вертикальный рассекатель, имеющий дросселирующие отверстия, выполненные позади среза выпускного патрубка, и отверстия в передней части, горизонтальный рассекатель, с отверстием перед срезом выпускного патрубка, вертикальная продольная перегородка с отверстием перед срезом выпускного патрубка.

Диаметры отверстий в вертикальной продольной перегородке и горизонтальном рассекателе составляют 1,4-1,6 диаметра выпускного патрубка и находятся на расстоянии 2,2-3,2 диаметра выпускного патрубка от вершины рассекателя. Вертикальный рассекатель имеет отверстия в передней части.

Введение в конструкцию вертикального и горизонтального рассекателей, вертикальной перегородки позволяет организовать движение отработавших газов таким образом, чтобы обеспечить последовательно разделение, изменение направления потока выхлопных газов с последующим их встречным движением, в результате чего происходит взаимное уничтожение вихрей и рассеивание энергии выхлопных газов.

Выполнение отверстий вертикального рассекателя позади среза выпускного патрубка позволяет обеспечить разворот выхлопных газов, что в свою очередь ведет к увеличению пути, проходимого газами, и теплоотдачи в стенки глушителя.

На фиг.1 схематически изображен вид сверху устройства для глушения шума двигателя, на фиг.2 и фиг.3 представлены разрезы предлагаемого устройства.

1 - впускной патрубок

2 - корпус

3 - выпускной патрубок, входящий в корпус более чем на половину длины

4 - вертикальный рассекатель с дросселирующими отверстиями

5 и 6 - дросселирующие отверстия

7 - горизонтальный рассекатель

8 - вертикальная перегородка

При этом, впускной патрубок 1 и выпускной патрубок 3 герметично соединены с корпусом 2, выпускной патрубок 3 входит в корпус 2 до отверстий в горизонтальном рассекателе 7 и вертикальной перегородке 8, вертикальный рассекатель 4 имеет дросселирующие отверстия 5, которые располагаются позади среза выпускного патрубка, относительно направления движения выхлопных газов, дросселирующие отверстия 6, расположенные в передней его части, горизонтальный рассекатель 7 соединен с корпусом 2, вертикальным рассекателем 4 и вертикальной перегородкой 8 и располагается на одинаковом расстоянии от верхней и нижней стенок корпуса 2. Вертикальный рассекатель 4, горизонтальный рассекатель 7, вертикальная перегородка 8 могут выполняться как одной деталью, так и из нескольких, соединенных посредством сварки.

Работает устройство для глушения шума двигателя следующим образом.

Во входной патрубок 1 поступают выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, которые сталкиваются с вертикальным рассекателем 4 и горизонтальным рассекателем 7, герметично соединенными с корпусом, и разделяются на четыре потока, огибающие вертикальный рассекатель 4. При дальнейшем движении они омывают внутренние поверхности корпуса и протекают через дросселирующие отверстия 5 вертикального рассекателя 4. Так как отверстие выходного патрубка находится впереди дросселирующих отверстий 5, относительно направления движения выхлопных газов, и давление нагретых газов выше атмосферного, то выхлопные газы разворачиваются и движутся к отверстию выпускного патрубка 3. Отработавшие газы проходят через отверстия в горизонтальном рассекателе 7 и вертикальной перегородке 8. Четыре потока двигаются навстречу друг другу, сталкиваются. В результате происходит взаимное уничтожение, образовавшихся в процессе движения газов внутри глушителя, вихрей и рассеивание энергии отработавших газов. Отработавшие газы объединяются в один поток, поворачиваются под действием избыточного давления и выходят в атмосферу через выпускной патрубок 3. Дросселирующие отверстия 6 служат для снижения сопротивления движению потока отработавших газов, организации поддува. В результате у среза выпускного патрубка 3 образуется область пониженного давления.

Выхлопные газы, двигаясь от впускного патрубка, встречаются с рассекателями, расположенными в вертикальной и горизонтальной плоскости, и разделяются на четыре одинаковых потока. Затем проходят через дросселирующие отверстия вертикального рассекателя и разворачиваются, двигаясь к отверстию выпускного патрубка, который входит в корпус глушителя более чем на половину длины корпуса. Вертикальная перегородка, расположенная в плоскости симметрии, служит для разделения потоков при их движении к отверстию выходного патрубка. Горизонтальный рассекатель и вертикальная перегородка имеют круглые отверстия, расположенные перед отверстием выходного патрубка, предназначенные для объединения всех четырех потоков перед выходом из глушителя.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить уровень шумов в процессе работы двигателя внутреннего сгорания, за счет разделения потока выхлопных газов, их разворота и объединения снова в один поток, в результате чего, при встречном движении, происходит взаимное уничтожение образовавшихся вихрей и рассеивание их энергии.

Устройство для глушения шума двигателя, содержащее корпус, впускной и выпускной патрубки, отличающееся тем, что корпус имеет в плане прямоугольное сечение, переходящее в усеченный конус, в корпусе, с целью разделения потока отработавших газов, смонтированы симметрично относительно оси патрубков вертикальный и горизонтальный рассекатели, вертикальная продольная перегородка, расстояния между корпусом и вертикальным рассекателем, вертикальным рассекателем и вертикальной продольной перегородкой равны, вертикальный рассекатель имеет дросселирующие отверстия, выполненные позади переднего среза выпускного патрубка, и отверстия в передней части, вершина рассекателя располагается в месте перехода корпуса от прямоугольного сечения в усеченный конус, в вертикальной продольной перегородке и горизонтальном рассекателе выполнены отверстия диаметром 1,4-1,6 диаметра выпускного патрубка и находятся на расстоянии 2,2-3,2 диаметра выпускного патрубка от вершины вертикального рассекателя, выпускной патрубок входит в корпус до отверстий в горизонтальном рассекателе и в вертикальной продольной перегородке.

www.findpatent.ru