Глушитель шума для двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить эффективность шумоглушения и унификации При включении двигателя отработавшие газы по вгГускному патрубку 2 поступают в корпус 1. Коническим дефлектором 11 поток газов равномерной последовательно направляется к поперечным перфорированным перегбродкам 9. В перегородках 9 поток газа разбивается на отдельные струи пропорционально площади живого сечения каждой перегородки 9, при этом в дальнейшем каждая струя газа движется по своему кольцевому каналу-газоходу 8 и затем встречает поперечную перфорированную перегородку 10, конструкция которой идентична перегородке 9. Минуя перегородку 10, отдельные струи газа в дальнейшем последовательно сливаются в один общий поток и выбрасываются по выпускному патрубку 3 в атмосферу,- но предварительно еще расширяются внутри центральной трубы 6. Так как перегородки 9 и 10 и продольные каналы-газоходы 8 имеют одинаковую пропускную способность, то на всем пути следования газов имеет место устойчивая стабилизация их движения, что способствует повышению эффективности шумоглушения . Это обеспечивается тем, что размеры основных элементов глушителя - поперечные 9 и 10 и продольные 7 перегородки, центральная труба 6, впускной патрубок 2 и корпус 1 в сочетании с коническим дефлектором 11 связаны между собой определенными соотношениями. при этом использование закономерностей ряда Фибоначчи существенно упрощает методику расчета, обеспечивая возможность унификации , 3 з.п. ф-лы, 3 ил АБ г Lf -1 Ё о со 00 XI
COlO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСГ1УБЛИК (я)5 F 01 N 1/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
\ О с,г (21) 4747448/06 (22) 10,10.89 (46) 30,10.91. Бюл. N. 40 (71) Могилевский технологический институт (72) В.Я.Груданов и С.В.Жестков (53) 621.43.065(088,8) (56) Патент США
N.2720935,,кл. 181 — 59, опублик, 1955, (54) ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить эффективность шумоглушения и унификации, При включении двигателя отработавшие газы по впускному патрубку 2 поступают в корпус 1.
Коническим дефлектором 11 поток газов равномерно и последовательно направляется к поперечным перфорированным перег0родкам 9, В перегородках 9 поток газа разбивается на отдельные струи пропорционально площади "живого" сечения каждой перегородки 9, при этом в дальнейшем каждая струя газа движется по своему кольцевому каналу-газоходу 8 и затем встречает поперечную перфорированную перегород„„5(3 „„1687817 А1 ку 10, конструкция которой идентична перегородке 9, Минуя перегородку 10, отдельные струи газа в дальнейшем последовательно сливаются s один общий поток и выбрасываются по выпускному патрубку 3 в атмосферу, но предварительно еще расширяются внутри центральной трубы 6. Так как перегородки 9 и 10 и продольные каналы-гаэоходы 8 имеют одинаковую пропускную способность, то на всем пути следования газов имеет место устойчивая стабилизация их движения, что способствует повышению эффективности шумоглушения. Это обеспечивается тем, что размеры основных элементов глушителя — поперечные 9 и 10 и продольные 7 перегородки, центральная труба 6, впускной патрубок 2 и корпус 1 в сочетании с коническим дефлектором 11 связаны между собой определенными соотношениями, при этом использование закономерностей ряда Фибоначчи существенно упрощает методику расчета, обеспечивая возможность унификации, 3 э.п. ф-лы, 3 ил.
А b
7;3r f (> с f> >431> ПТ >, >1(.1 ггя < r >;>>,l>1>l/)(- г )г)
ЕНИ>0 В (ЛГ rllr)r,;.И К j! >3(1!!7)Г(г ".С; Р!) ->иlln !
1г ч> и> 3Р!>рРТР(н>ля пОГ > > Р и 7>(>> ск
Г>и (3ност и L(lyмОГл,/(II(! нll >> и у>- иi ;,:>и к ": ц I л, Н сэ фИ Г, 1 П f) P.ДС.Т г» Л (! > 4 I I P > Ä,×,) Гг! (.М (i(I> глушлтел>„продольныи >ээзрез; II I фиг.2 рззрс. 3 /3--f(H>3 фиг 1 IIB ГЛуШИтЕЛЬ ШуМа СОДЕр"«,llr I((If>I«>4 >,рИЧЕский корпуг. 7, caner-ые вг>;/скной 2 и выпуск>40й 3 пгэтРУбки, в ГиД ice>>e>4>40ГО кОнycB встз !Kл 4 и 5, соединя>0„.!(10 cîî (Beòñòfleííî впускной 2 и выпускной 3 IIBTpó6)Kvf с коргусОМ ",, центрзлыly!0 трубу f> рз;3(ле(((ечнуin >лежду пз(рубками 2 и 3 сс)о,-но с корпусом 1, соосные продольнь(е L,L линдрич .ские fleрегородки 7, уст»>>свлс>н> ы() коаксилльно относителы>с> трубы 6! с с бр»-:ива>4 Ic!1;,с)льI(ånIIK зазоров ме>кд/ собои .4 образу>оп(ив fIð0j(nëf,>3ые кольцев,>е кана/4(4-газохс>ды 8. г>ри >е>л дли»а пере(о)од,)к 7 4>о мере удал:- .— > ия их От Оси корпусс> 1 yiiie>l> шсэется, кОлс> (. е (3»I p. I l n п е p e I H ы с и е р ф р и р с.; (3 B > l í I I e (.Рj)>nf Opn>(LK>il 9 И 10, уСТ>7 (г".>лс>>>НЫ(. «>з TOpII»õ перегородок 7 в >IB >а >е и ко>(це кз>кдогг, КОЛЫLCБОГО КЗНЗЛс) — ГЛЗОХ"), .,г . >., Ко>IИ 4РСKИL1 /(с>!»7 КТОр 17, СОПряже>;,>ЫИ ОСНСВЗНИОМ С в:<Одн ым то()цn;л Tpyv!>4 6 Г . I>30 pB>Зле>>н ь(Й вериl >нî(1;)нугз El -.(с.рону llз груб .;) 2 Диаметр с!> трубы 6 рз(;(.H диз>-I-«py r1„„ )пугl :1>сз 1, котоРое опРеделя )тсч по c!>0Pr)y/)e Рс>) =(1,272)л >< >)(4, n = 1,;..,3,4 f j)e rl -- пор>>дкг) в> >Й >4nf/ep I I pn, (nf>I Hnl f)!)р>згородки 7; ! <(— радиус и-и и родо/>(,н-.>и пе регородkLi 7; Ке >1 — радиус впускного и/)трубка?, Дл>лllû перегород(l: 7 гпоеделяюrcf пс (7>opr1уле (" 272)" ГДе л — Д-.IIH» и-L1 lIP0jL0ë,>i0>1 Г(ео ) го(ОДк(Lr — ", IWIB ЦЕ>4Трг)>ЧЬ>4(:Л ",!p)(ЗЫ 6. ! (r! f I I 1 > 4 (! с т в 0 0 f 3 e P r. и >и l e P < 0 P B I L;:1 и l с— э Г 0 р> 0 j L к 3 х 9 >и 1 0 0 ï р > -((ni i> i n >:. l 0 г > 0 р > 11 /1 е .7щ 3 -: f1.618 Z;.1 -и,,2,3,4, где квадрзтнь.;- скобки r(.OBI знают цел / о часть чиглз; m П О р Я Д K» fi Ь .1 > 4 0 I Л Р () Г 0 1 —. (. "l Н О И П с! C) ф )рировзн>4ой rlepernp:.Дк;1. г >>> VOЛИ >РГТВС) 0 (>«;()С LIÉ Г)РРфОРЗЦИИ в (и-и поп()реч>>си перф>)р(ровзнной перел рядке. Д(лзмР>р Г). Корпуса 1 рзвеч диаметру госледнего от oc(1 flpре(ородки 7. т е. корпус 1 выполнен ззод>,0 с пс)следней перегородvОй 7 и его длина рВе>4В е дли>(е. C.> — общая длина глушителя вкл о >ая длины вставок 4 и 5. Отверстия дизметрОм 1П в смежных 10 кольцевых перегородках 9 и 10 К10гут быть pàcïîëожены Е3 шахматl>ом порядке на их ЦОНТР>3ЛЬНЫХ Р>ЗД(ЛУСЭХ ><Л С ШЗГОМ 1. Глушитег(ь шу(ла имеет флзнцы 12, что обегпечивзет удобство при проведении 1"; профилактических работ, например очистку внутре-4>ILK элементов от сажи. за>лена прогоревших перфорировз> ных перегородок 9 и 10 и т.д Пзтрубком 2 глушитель подклк)че>4 к приемно;1 трубе дв(лгзтеля 20 n>!yTpeH>>em сгорания. з пзтрубком 3 — к выхлопной ТРУбе с)втомобиля, Поперечные герегородки 9 и 10 одновременно, кро>ле cenern основного нгзначе> "I(4, выполняк) f функции соединительных 25 элементов -- весь набор (Г>зкет) продольных перегородг)к 7 и труба 6 "висят" внутри глушителя на попере 4>4ых перегородках 9 и 10, з (>оследние жестко соединены с корпусом 1. С помощью фл;>нцев 12 к Koprlycy 1 при30 соединены вставки 4 и > в свок) о ередь, соединенные с патрубкзми 2 и 3, при этом <Орпус 1 является op>40()per енно и последчеи и родольнои цилиндрической перегородкой 7, их диз>ле>ры и длины равны между 35 гобои. Глуц>итель шума работает следую(цим образом. При включении двигателя внутреннего сгорания Образующиеся отработавшие газы 10 по впускному патрубку 2 поступают (3 корпус 1, Коническим дефлектором 11 поток газов равномерно и последовательно направляется к поперечным перфорированным перегородкам 9. В перегородках 9 поток газа ! 5 разбивается нз отдельные струи пропорци0f4B/I(Но площзди "живого" сечения каждой перегородки 9, при з(ом в дальнейшем каждая струя газа движетcя rln своему кольцевому каналу — газоходу 8 и затем встречает ..0 иог>еречнук) перфорированную перегородку >О, конструкция которои >лдечтична перег 0 ð О д к е 9 . (1.1 >л н у Я перегородку 1 О. Огj„-(!ËÜ>IÛe СТРУИ ава В Да>>ЬНЕЙШЕМ ПОСЛЕДО>)зi>ельно с/>ивзю> " в ОДин Общий пОтОк 55 "I выбрасывзсотся п > выпускному пзтрубку3 ,>тмссферу, но 7редвариre/IüHO еше расширя отся внутри це>4Tðàë>,>40й трубы 6. ! Bê кзк попеГечные пеоегородки 9 и 10 npnдольнь>е каналы-гаeoxoäû 8 имеют О,;.Ива <0>3,>ln и;)ОГ> ус><нv>o гпособчос>ь, TÎ >IB 1687817 всем пути следования газов от впускного газоходы 8 через поперечные перфориропатрубка 2 до выпускного патрубка 3 имеет ванные перегородки 9. место устойчивая стабилизация их движе- При выполнении длины корпуса 1 больния, что и способствует повышению эффек- ше длины последней продольной перегошумоглушения, Это 5 родки 7 в конце наклонного газохода имеет обеспечивается тем, что размеры основных место расширение(местное) потока, что неэлементов глушителя — поперечные 9 и 10 и желательно. продольные 7 перегородки, центральная При выполнении длины корпуса 1 меньтруба 6, впускной патрубок 2 и корпус 1 в ше длины последней продольной перегосочетании с коническим дефлектором 11 10 родки 7, в конце наклонного конического связаны между собой определенными соот- газохода имеет место нежелательное суженошениями, при этом использование зако- ние потока. номерностей ряда Фибоначчи существенно Таким образом, независимо от местоупрощает методику расчета. расположения продольных перегородок 7: Т эк, например, уравнение Вл = 15 ближе к центральной трубе 6 или дальше от = (,272) .В .л. обеспечивает пропорцио- нее, на всем пути движения газов как в пональное увеличение площади поперечного перечном, так и в продольном направлениях сечения кольцевых каналов- газоходов 8 по созданы условия для стабильного их течемере увеличения радиуса перегородок 7, ния и эффективного тем самым глушения 0neoepevetteo ypaeiteeee L, "0 яма. 3аесе o6teett ooton naaa openeape20 шм талано поонереоно разбивается на мелкие обеспечивает пропорциональное уменьше- стРУ и в дальнейшем каждаЯ обРазованнаЯ ние длины перегородок 7 и соответственно стрУЯ газа движетсЯ по своему автономному каналов-газоходов 8, но при этом внутрен- (параллельному) каналу газоходу 8 без взаняя боковая поверхность этих каналов-газо 25 имного перемешиваниЯ, пРичем гидравлиходов остается неизменной и равной ческие сопРотивления каналов-газоходов 8 между собой. Следовательно, потери на Равны ежду собой, так как потеРи на тре трение в каждом канале-газоходе 8 будут .ние вЯзкого газа о стенки канала-газохода 8 одинаковыми. а скорости движения каждой одинаковые. А это, в свою очередь, обусловструи — равными. 30 ливает равенство скоростей движения газа Выполнение условия, при котором в этих каналах-газоходах 8, Равномерное Z +1 = (1,618 Z ), обеспечивает пропорцио- тоРможение стРУек газа и тем сам™ сниженальное увеличение "живого" сечения пе- ние шума, Весьма важно. что íà BblxoAe карегородок g и 10 по мере увеличения нэлы-газоходы 8 благодаря перегородке 10 радиуса установки перегородок 7, причем 35 имею также Равные гидРавлические сопроэто увеличение одновременно пропорцио- тивления, что дополнительно усиливает эфнально росту площади поперечного сечения фект заглушениЯ шУма. ЭтомУ способствУет кольцевых каналов-газоходов 8. также и поочередное (последовательное) Наличие поперечных перегородок 9 и слияние отдельных струй газа в общий по10 на входе и выходе из каналов-газоходов 40 ток, с заходом по пУти внУтРь центРальной 8 обеспечивает равенство гидравлических трубь1 6, т e, c внезэпнь1м Расширением. сопротивлений в передней и хвостовой часИз изложенного следует что, так как тях глушителя. Совмещение корпуса 1 с последней = р = С" д — "+ m = m+1 ТО n = — Nln!1 =;И продольной кольцевой перегородкой 7 по- 45 "и Fï + 1 зволяет исключить из устройства нежелательные дополнительные газоходы в 1 1 п = 1А4+1, поперечном сечении, наличие которых нарушало бы общую картинутечения газового где К. — пропускная способность поперечпотока и дестабилизировало его движение. ной перфорированной перегородки; Выполнение корпуса 1 заодно с послед- . m — порядковый номер поперечной перней продольной цилиндрической перего- Форированной перегородки; родкой 7 в сочетании с коническим Wy, — скорость движе ря газа в канале-. дефлектором 11 и конусной вставкой 4 обес- 1»охоте 8 печивает постоянство площади поперечно55 C> — объемный расход газа, попавший в го сечения наклонного впускного газохода канал-газоход 8 при увеличении радиуса, что стабилизирует Гп — площадь поперечного сечения кагазовый поток перед его входом в каналы- нала-газохода 8; 687817 поряд:<овьl!) но е(;", род. Dü 3ОЙ „иЛИ!!/ )И -3ЕС КОЙ i!OP; l С 3?(;!",L,! г ,< 0i1LlCBI3 I IG l 1 I,O -,C J 1> ID< I?(3!if I l-= n, зтск?/3(3 сл дуQ?, .II ñ <::(?p0(, I и О Гдельи ых с I i?)//Й I с)за Бо Б(.(, х I
ПОСТ 3 B/iQIB IGL1 ЦОЛИ, (!З О Р М У Л Я L L З О? З !J " Е Н .1 Я ЛУШ ИТЕ/1 Ь Ш)ill"1",() ДЛD ДDИ ГЯТЕЛЯ В13У ГРЕ11" iQi 0 СГОРЯ 11ИЯ, СОДЗР><Я!!ЦИЙ ЦИ/331!3ДРИЧ!" с кий коОГ3ус, cooci- ы(. "Dil /с, < н".;IЙ и Г.ы(1,, к ной патрубки, соеди не!! l Dl Q с кО 1?Г(усом (1 3!и DIG МОЩИ БСТаВОК В Бll, !Q ; (ЗО IОН11ЫХ Ко)ЧУСОВ, цент зяльн /IO . руб:3 ":Осс(!., е пр,здольные цил и!(дрические 1:,О!. О!.0 ?: д .33, L/c Q!IOD/IQ f-,;l4lQ коаксиал! f10 G I ilîñ!1"!". 1ь)!О ЦентРат!ь,3031 тру(?! . 003зязо!.Он!(зм кольцевых ;!я)зо!. ОБ, п()ичем пе1?ОГО!?(?Як>1 (3ь3Г Олл!(!(ы с /LjIин0Й, j3 ° 1еньшяfÎБ! Йс I 3 Г ()си конг)) са, я j3LiDL>IQTз нен(Grgj)I.I!0" . Оубы раве(! Биамет)у в(lус! lIoc и шумоглу(LIQ,!Ня:", у! Нфикяции, он снаожен конически(де:DQ.<ãoðoD3, сопря? Г!ЕРфОР()РОЯD I I I I f>leÈ вЂ” Е)ЗЕ ГОРОДЯ) I И, УСТ()НОВ: Он 3! 3м(1 ня "Ор(!ях и(lодг DD I !ых пе(?егорОдок с Г! е, е к р ь3 ти 0 л3 i< G ji ь ц Г, (3 ь х 3(3;:. О р 013 . .и р и 3 (. м рядю сы и зодG/!D:-;ы!< /3ер(!! Ородок Определе-! Ьi по (!)Орму/!е Р =- (1 723 D " . " " — 1 > 3 -" где n -- порядковый I с(,(3-..: ".(?. (Ольной! переГОРОД" И, f 1П =- .— — — — — —, n = 1, 2, 3, 4, L) (1,272)" где 3 () — длина и-Й продольной перегородки; 1Т вЂ . длина центральной трубы, i0 количество отверстий перфорации D кольцевых поперечных перегородках определены fo формуле Zm+1 =- (1,618 Zm), (D =- 1,2,3,4,.„ где квадратные скобки обозначают целую ЧЯСТЬ ЧИСЛЯ, m — порядковый номер кольцевой поперечной перегородки; Zm — КОЛИЧЕCTDO ОтВЕРСткй ПЕРфОРаЦИИ D m-й поперечной перфорИрованной перегородке, а корпус выполне,н заодно " последней от оси продольной перегородкой. 2. Глушитель по п.1,0тл ич а 3о щийс я тем, что первая от оси корпуса кольцевая поперечная перегородка выполнена с числом отверстий перфорации, равным одному из чисел ряда Фибона 3чи, чачиная с 5 или 8, иг3и 13, или 21 и т.д. 3. Глушитель по ПП.1 и 2. о т л и ч а юшийся тем, что отверстия перфорации смежных кольцевых поперечных перегородок расположены в шяхл атном порядке, ".) 5 4, Глушитель по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что отвер=тия перфорации кольцеDLIx поперечных перегородок распол(?жены на центральных радиусах последни,, 40 Составитель В.Славников Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М,Демчик Редактор T.Ãoðÿ÷åâà Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3688 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
