Роторный глушитель шума двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить эффективность глзппителя путем расширения диапазона заглушаемьк частот и снижения гидравлического сопротивления . В корпусе 1 глушителя размещен ротор 4 с лопатками 5, связанный с коленчатым валом 6 и маховиком 7 двигателя , образуюпцй при помощи .смежных , лопаток 5 и внутренней поверхности корпуса 1 вихревые камеры-резонаторы 8. Поток выхлопных газов подается в первую камеру-резонатор 8 и, повернувшись на 180, при взаимодействии с внутренней поверхностью корпуса 1 делится на две части, причем первая часть, совершая круговое спиралеобразное движение, поступает в следующую по потоку камеру-резонатор 8, а вторая часть вместе с новой порцией газов возвращается в первую камеру-резонатор 8, образуя круговой вихрь. Далее газы движутся по диффузорному каналу 9 с заданным углом раскрытия, обеспечивающим оптимальные потери с точки зрения снижения газодинамических потерь в диффузорах. Угол направления выхода патрубка 2 к касательной окружности ротора 4 в пределах 15-30° является оптимальным для сопловых устройств, подающих газы на лопаточные машины, 6 з.п, ф-лы, 3 ил. О 9 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.„„SU, 1460366 А 1 (sg 4 F 01 М 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ1

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4273465/25-06 (22) 25 .05.87 (46) 23.02.89, Бюл. Р 7 (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) Ю.А.Гришин, А.М.Савенков и А.Д.Игнатов (53) 621,43.06(088.8) (56) Патент Швейцарии У 608566, кл. F 01 N 1/18, опублик. 1979, (54) РОТОРНЫЙ ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ДВИГАТЕ

ЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность глушителя путем расширения диапазона заглушаемых частот и снижения гидравлического сопротивления. В корпусе 1 глушителя размещен ротор 4 с лопатками 5, связанный с коленчатым валом 6 и маховиком 7 двигателя, образующими при помощи,смежных.лопаток 5 и внутренней поверхности корпуса 1 вихревые камеры-резона-! торы 8. Поток выхлопных газов подает-. ся в первую камеру-резонатор 8 и, повернувшись на 180, при взаимодействии с внутренней поверхностью корпуса 1 делится на две части, причем первая часть, совершая круговое спиралеобразное движение, поступает в следующую по потоку камеру-резонатор

8, а вторая часть вместе с новой порцией газов возвращается в первую камеру-резонатор 8, образуя круговой

I вихрь, Далее газы движутся по диффузорному каналу 9 с заданным углом раскрытия, обеспечивающим оптимальные потери с точки зрения снижения газодинамических потерь в диффузорах.

Угол направления выхода патрубка 2 к касательной окружности ротора 4 в пределах 15-30 является оптимальным для сопловых устройств, подающих газы на лопаточные машинв!. 6 з,п, ф-лы 3 ил, 1460366

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестрое нию, а именно к роторным глушителям шума двигателя внутреннего сгорания, Цель изобретения — повышение эффективности глушителя путем расширения диапазона заглушаемых частот и снижения гидравлического сопротивления, 1О

На фиг. 1 представлена схема роторного глушителя шума;.на фиг. 2 и

3 — векторжай треугольник скоростей газового потока соответственно на входе в камеру-резонатор и выходе из 15 камеры-резонатора (U — вектор окружной скорости внешней образующей ротора — направлена по касательной к образующей; С, — вектор абсолютной скорости газового потока на входе в 20 камеру-резонатор; W — - вектор относительной скорости газового потока;

С вЂ” вектор абсолютной скорости га1 зового потока на выходе иэ камеры-резонатора).

Роторный глушитель шума двигателя внутреннего сгорания содержит корпус

1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками, ротор 4 с лопатками 5, связанный с коленчатым валом 6 и маховйком

7 двигателя, и вихревые камеры-резонаторы 8, образованные смежными лопатками 5 ротора 4 с внутренней поверхностью корпуса 1. Угол Ы выхода впускного патрубка 2 и угол р образу- 35 ющих лопаток 5 ротора 4 к касательной его окружности связаны равенством

tgp=2tgg, внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью ротора

4 в сторону выпускного патрубка 3 40 образован диффуэорный канал 9, а выпускной патрубок 3 сопряжен с впускным патрубком 2 и выполнен радиальным.

Угол ol направления выхода патрубка

2 к касательной окружности ротора 4 может быть выполнен равным 15-30 диффузорный канал 9 — с углом рас(} l крытия, равным 6-10, а ротор 4 " иэ керамического термостойкого материала-, которым может быть композици-онный материал. Ротор 4 может быть размещен на маховике 9 двигателя.Ротор 4 и маховик 9 могут быть снабжены общим корпусом 1 или выполнены за. одно целое.

Роторный глушитель шума работает следующим образом.

Поток выхлопных газов через впускной патрубок 2 подается на лопатки

5 ротора 4 и„плавно повернувшись на

180 в первой вихревой камере-резонаторе 8, при взаимодействии с внутренней поверхностью корпуса 1 делится на две части. Основная часть, совершая круговое спиралеобразное движение, поступает в следующую по потоку камеру-резонатор 8, а остальная часть вместе с новой порцией выхлопных газов возвращается в первую камеру-резонатор 8, образуя круговой

BKKpb, Таким образом, отработавшие газы, совершая сложное движение, проходят к выпускному патрубку 3, откуда выбрасываются в окружающую среду. Лопатки 5 ротора 4 выполняют роль перегородок, направленных навстречу потоку и обеспечивающих отсечение части потока и образование кругового вращательного движения в камерах-резонаторах 8 и круговое спиралеобразное движение в диффузорном канале 9, что обеспечивает снижение уровня шума. В связи, с увеличением эффективного сечения диффузорного канала 9 в сторону выпускного патрубка 3 объемы вихревых камер-резонаторов 8 последовательно возрастают, что обеспечивает расширение диапазона частот заглушаемых колебаний от высоких (в начале канала 9) до более низких (в конце канала 9)."

Помимо глушения шума в глушителе имеет место турбинный эффект, обеспечивающий передачу мощности на коленчатый вал 6 двигателя, что повышает эффективность последнего, Угол раскрытия диффузорного канала 9, равный 6-10, является оптимальо ным с точки зрения снижения газодинамических потерь в диффузорах, а величина угла о н апр авления выхода патрубка 2 к касательной окружности ротора 4 в пределах 15-30 является оптимальной для сопловых устройств, подающих газы на лопаточные машины.

Выполнение выпускного патрубка 3 радиальным к касательной окружности ротора (вектор С <) обеспечивает безударный выход газов в окружающую среду, причем общепринятое в теории лопаточных машин упрощающее предположение о бесконечности числа лопаток подтверждает, что относительные скорости W на входе и выходе практически лежат на одной прямой, наклоненной

3 146036 под углом р к вектору U. Принимаемое допущение, что потеря скорости в межлопаточном канале незначительна, из совмещения треугольников скоростей

5 на входе и выходе и получается соотношение tgp=2tg 4.

Формула из обретения

1. Роторный глушитель шума двигателя внутреннего сгорания, содержащйй корпус с впускным и выпускным патрубками, ротор с лопатками, связанный с коленчатым валом и маховиком двигателя, и вихревые .камеры-резонаторы, образованные смежными лопатками ротора с внутренней поверхностью корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем расширения диапазона заглушаемых частот и снижения гидравлического сопротивления, угол выхода впускного патрубка и угол (3 образующих лопаток ротора к касательной его ок- 25 ружности связаны равенством tgp=2tgd ротор расположен в корпусе с образованием,т(иффузорного канала, сообщенД ного с выпускным патрубком, сопряженным с впускным патрубком и выполненным радиальным.

2. Глушитель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что угол < направления выхода к касательной окружности ротора выполнен равным 15-30 .

3. Глушитель по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что диффузорный канал выполнен с углом раскрыо тия 6-10

4. Глушитель по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что ротор выполнен из керамического термостойкого материала.

5. Глушитель по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что ротор выполнен из композиционного термостойкого материала.

6, Глушитель по пп. 1-5, о т л ич а ю шийся тем, что ротор размещен на маховике двигателя, ротор и маховик снабжены общим корпусом.

7, Глушитель по пп. 16, о т л и" ч а ю шийся тем, что ротор выпол- нен с маховиком двигателя за одно целое.

)460366

Составитель В. Славников

Редактор О. Головач:< Техред И. Верес Корректор Э.Лончакова

Тираж 456

Заказ 517/38

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101