Глушитель паринова шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения и снизить противодавление глушителя путем разделения и завихрения газового потока. Поток пульсирующего газа через впускной патрубок 4 поступает в центральную полость 15 вихревой камеры 6, где расширяется и через сопла 7 выходит в вихревую камеру 6. В соплах 7 скорость газа увеличивается, в камере 6 образуется вихревое движение. Указанное вихревое движение обеспечивает обтекание сопел и соответственно эжекцию газа. На осевых лопатках 13 перегородки 12 газы дополнительно закручиваются и перетекают во внутреннюю камеру 9, где в зоне перегородки 11 образуется избыточное давление, обеспечивающее проталкивание газа через периферийные окна в выпускную камеру 10. В камере 10 газы тормозятся при помощи радиальных лопаток 14, а затем через отверстия перфорации выпускного патрубка 5 выбрасываются в окружающую среду. 6 з.п. ф-лы. 3 ил.

С(Ж)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

mcus ëèí

„„SU 16154 (51)5 F 01 N 1/08! 9 . !Л833М3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4609704/25-06 (22) 24. 10.88 (46) 23. 12.90. Бвп. М 47 (75) Т.Ф.Паринов (53) 621 .43. Об (088 . 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1060799, кп. F 01 N 1!ОО, 1982. (14) ГЛУШИТЕЛЬ ПАРИНОВА ШУМА ВЫХЛОПА

ДВИГАТКЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность шумоглушения и снизить противодавление глушителя путем разделения и завихрения газового потока.

Поток пульсирующего газа через впускной патрубок 4 поступает в центральную полость 15 вихревой камеры 6, где расширяется и через сопла 7 выходит

2 в вихревую камеру б. В соплах 7 ско-, рость газа увеличивается, в камере 6 образуется вихревое движение. Указанное вихревое движение обеспечивает обтекание сопел и соответственно эжекцию газа. На осевых лопатках 13 перегородки 12 газы дополнительно закручиваются и перетекают во внутреннюю камеру 9, где в зоне перегородки 1 образуется избыточное давление, обеспечивающее проталкивание газа через периферийные окна в выпускную камеру 10. В камере 10 газы тормозятся при помощи радиальных лопаток 14, а затем через отверстия перфорации выпускного патрубка 5 выбрасываются в окружающую среду. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1615405

Изобретение относится к машино— бтроению и двигателестроению, в частности к глушителям шума выхлопа двигателя внутреинего сгорания.

Целью изобретения является повыше5 ие эффективности шумоглушения и сниение противодавления.

На фиг. 1 представлен глушитель à, продольный разрез; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — глушитель (вариант с корпусом, выполйенным с радиусом в пределах радиуса выходных сечений тангенциальных периферийных сопл), продольный разрез.

Глушитель шума содержит цилиндри1 олеский корпус 1 с входной 7 и выход ой 3 торцовьии стенками, впускной 4 выпускной 5 патрубки, вихревую ка еру 6, сопряженную с входной торцовойй стенкой ? и снабженную тангенциальными периферийными соплами 7, и периферийные направпяющие лопатки 8, разделяющие корпус 1 на внутреннюю 9 и выпускную 10 камеры. Глушитель 25 снабжен сплошной поперечной перегородкой 11 с периферийными окнами, :размещенной во внутренней камере 9, :по меньшей мере одной поперечной пере городкой 12 с осевыми лопатками 13, ;направляющие лопатки 8 установлены ! ,в окнах по периферии сплошной попе;речной перегородки 11, в выпускной камере 10 установлены радиальные лопатки 14, а выпускной патрубок 5 вы-.

:полнен перфорированным и перфорированной частью помещен н корпус 1, сопряжен со сплошной поперечной перегородкой 11 и смещен относительно оси корпуса 1. 40

Расстояние между осями корпуса 1 и выпускного патрубка 5 может быть равно четверти длины заглушаемой звуковой волны, вихревая камера 6 может быть выполнена с длиной по периметру, 45 равной нечетному числу заглушаемых звуковых полуволн. Выходные срезы тангенциальных периферийных сопл 7 вихревой камеры 6 могут быть расположены по окружности на разных расстояниях один от другого, а внешние срезы осевых лопаток 13 поперечных перегородок 12 могут быть расположены по радиусу в пределах выходных сечений тангенциальных периферийных сопл 7. Кор- ..

55 пус 1 эа пределами вихревбй камеры 6 может быть выполнен с радиусом в пределах радиуса выходных сечений тангенпиальных периферийных сопл 7.

Центральная полость i 5 вихревой камеры 6 может быть разделена на части (фиг. 3), сообщенные с тангенциальными периферийными соплами 7, а впускной патрубок 4 может быть выполнен в виде трубопроводов, соединяющих части центральной полости 15 с каждым цилиндром или группой цилиндров двигателя .

Угол 04, образуемый выходными срезами тангенциальных периферийных сопл

7, рекомендуется выбирать в пределах о

20-60 в зависимости от срабатываемого перепада давления на соплах 7, когда указанный перепад (Рв„/Рвых) превышает величину 1,82 ° Сопла 7 рекомен †. дуется устанавливать в вихревой камере 6 с осевым и радиальным зазорами, равными 0,6-1,5, радиального размера выходного сечения сопла 7.

Глушитель шума работает следующим образом.

Поток пульсирующего газа через впускной патрубок 4 поступает в центральную полость 15 вихревой камеры 6, где расширяется и через сопла 7 выходит в вихревую камеру 6. В соплах 7 скорость газа увеличивается и в камере 6 образуется вихревое движзкле с окружной скоростью газов, близкой или превышающей скорость звука. Указанное вихревое движение обеспечивает обтека— ние сопл 7 и соответственно эжекцию (подсос) газа. По мере поступления дополнительных порций газа последний, потерявший скорость, вытесняется к центру камеры 6 в зону осевых лопаток 13 перегородки 1?, которые способствуют эжектированию газа во внутреннюю камеру 9, что обеспечивает в периферийной зоне сплошной поперечной перегородки 11 избыточное давление, которое проталкивает газ через периферийные окна в выпускную камеру 10, причем окон может быть два и они могут располагаться диаметрально противоположно на одной линии с выпускным патрубком 5 °

Периферийные направляющие лопатки 8, установленные в окнах, обеспечивают переток газа в выпускную камеру 10, в которой газы тормозятся радиальными лопатками 14, преобразуя кинетическую, энергию вихревого движения в потенциальную давления, которое выталкивает газ через отверстия перфорации патрубка 5 и чЕреэ последний в окружающую среду. Описанный

5 161540 процесс обеспечивает создание и поддержание в вихревой камере 6 и во внутренней камере 9 разрежения, способствующего лучшей очистке цилиндров от отработавших газов и полноте сго- 5 рания, а в конечном ичоге повышается эффективность глушителя и соответственно экономичность и экологичность двигателя. Вариант глушителя, в котором корпус 1 за пределами вихревой

10 камеры 6 выполнен с радиусом в пределах радиуса выходных сечений тангенциальных периферийных сопл 7 (фиг.3), обеспечивает усиленный вихревой по15 ток, усиливающий эжекцию на осевых лопатках 13. Выбор конкретного радиуса связан с режимом работы двигателя и получением максимального эффекта эжекции, разрежения от вихревого движения и разрежения, получаемого за счет осевых лопаток 13.

Вариант, в котором центральная полость 15 вихревой камеры 6 разделена на части со своими тангенциальными пе-25 риферийными соплами 7, а впускной патрубок 4 выполнен в виде трубопроводов, соединяющих части центральной полости 15 с кажцым цилиндром или ; группой цилиндров двигателя, эффективен с точки зрения увеличения КЛД двигателя и с точки зрения глушения шума. В этом случае отсос газов особенно эффективен при закрытом или за крывающемся клапане выпуска. Иумоглушение повышается из-за наличия сме- 35 щения по фазе импульсов (в порядке работы цилиндров двигателя), которое при контакте с вихревым потоком и под действием различных центробежных сил, 40 зависящих от окружной скорости, усиливает турбулизацию потока и, как следствие, рассеивание звуковых волн.

Это в свою очередь способствует повы- . шению звукового давления на стенки камеры 6, что приводит к усиленному

45 превращению звуковой энергии в тепловую, выделяющуюся на стенках корпуса 1. Уменьшение объема внутренней камеры 9 способствует росту актов отражения.от стенок звуковых волн, повышению звукового давления и соответственно повышению эффективности шумоглушения, Длина периметра вихревой камеры 6, выбранная равной нечетному числу заглушаемых звуковых полуволн, обеспечивает исключение резонансных режимов в основной шумовой гармонике, 5 б снижая уровень шума. В этом случае звук, пройдя полные оборот, приходит к своему соплу 7 в противофазе, т.е. подавляет сам себя ° Диаметрально противоположное расположение окон с направляющими лопатками 8 на перегородки 11 обеспечивает раздвоение потока на две части с одинаковой фазой основной гармоники звука, но так как ось выпускного патрубка 5 смещена относительно оси корпуса 1 на четверть длины заглушаемой звуковой волны, то их встреча происходит в противофазе, что обеспечивает глушение основной составляющей гармоники шума.

При размещении выходных срезов тангенциальных периферийных сопл 7 по окружности на разных расстояниях один от другого исключаются резонансные режимы для гармоник, длина волн которых совпадет с четным количеством полуволн. При этом разность расстояний должна быть соизмерима с высокотональной длиной полуволны, поделенной на количество сопл 7, причем имеется в виду максимальная разность, т.е. между самым большим и самым малым расстояниями между срезами сопл 7.

Учитывая пониженное давление в подводящей магистрали к глушителю, целесообразна его установка после цилиндров или после коллектора. Наличие в основном варианте глушителя центробежных карманов за пределами радиуса лопаток 13 обеспечивает увеличение числа каскадов, выравнивающих поток, что приводит к увеличению времени нахождения газа в камерах 6,9 и многократной сортировке частиц газа по скорости и соответственно к большему их торможению.

Формула из о бр етения

1. Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с входной и выходной торцовыми стенками, впускной и выпускной патрубки, вихревую камеру, сопряженную. с входной торцовой стенкой и снабженную тангенциальными периферийными соплами, и периферийные направляющие лопатки, разделяющие корпус на. внутреннюю и выпускную камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности шумоглушения и снижения противодавления, он снабжен сплошной поперечной

161 54 35 перегородкой с периферийными окнами, раамещенной во внутренней камере, по меньшей мере одной поперечной переГородкой с осевыми лопатками, направляющие лопатки установлены в окнах по периферии сплошной поперечной перегородки, в выпускной камере устано лены радиальные лопатки, а выпускной патрубок выполнен перфорированным и Перфорированной частью помеще в корпус, сопряжен со сплошной по еречной перегородкой и смещен атно ительно оси корпуса.

2. Глушитель по п. 1, о т л ич ю шийся тем, что расстояние ме у осями корпуса и выпускного патру ка равно четверти длины заглушаемоИ звуковой волны.

3. Глушитель по пп. 1 и 2, о т — .. л и ч а ю шийся тем, что вихрева я камера выполнена с длиной по периметру, равной нечетному числу заг ушаемых звуковых полуволн.

4. Глушитель по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что выходные срезы тангенциальных периферийных сопл вихревой камеры расположены по окружности на разных расстояниях один от другого, 5

5. Глушитель по пп. 1 — 4, о т л и ч а ю шийся тем, что внешние срезы осевых лопаток поперечных перегородок расположены по радиусу в пределах выходных сечений тангенциальных периферийных сопл.

6. Глушитель по пп. 1-5, о т л ич а ю шийся тем, что корпус за пределами вихревой камеры выполнен с радиусом в пределах радиуса выходных сечений тангенциальных периферийных сопл.

7. Глушитель по пп. 1 — 6, о т л и ч а ю шийся тем, что центральная полость вихревой камеры разделена на части, сообщенные с тангенциальными периферийными соплами, а впускной патрубок выполнен в виде трубопроводов, соединяющих части

25 центральной полости .с каждым цилиндром или группой цилиндров двигателя.

Составитель В.Славников

Редактор А.Мотыль Техред М.Ходанич Корректор М.Шарохин

Заказ 3912 Тираж 428 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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