Глушитель шума двигателя внутреннего сгорания
Сущность изобретения: глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1. снабженный впускным 2 и выпускным 3 патрубками и разделенный перфорированными конусными перегородками 4-6 на расширительные камеры 7-10. По ходу движения газов диаметры отверстий перфорации в перегородках 4-6 уменьшаются, а количество отверстий при этом увеличивается и связано между собой определенными соотношениями через коэффициенты 1,618 и 2,618. Перегородки 4-6 установлены вершиной конуса в сторону впускного патрубка 2. Значения диаметров отверстий и их количество в одной из перегородок 4, 5, 6 принято как одно из чисел ряда Фибоначчи. Использование соотношений с коэффициентами 1,618 и 2,618 обуславливает достижение одинаковой пропускной способности перегородок 4-6, что в свою очередь стабилизирует газовый поток и повышает эффективность шумоглушения. Применение конусных перегородок 4-6 способствует снижению лобового аэродинамического сопротивления при движении газов, а закономерности чисел Фибоначчи упрощают расчет перфорации перегородок 4-6 и обеспечивают возможность унификации конструкции глушителей разных марок двигателей . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Ъ ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 0mg8c К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889755/06 (22) 10.12.90 (46) 23.11,92. Бюл. N 43 (71) Могилевский технологический институт Министерства народного образования БССР (72) В.Я.Груданов (56) Авторское свидетел ьство СССР М 1305410, кл. F 01 N 1/00, 1985. Авторское свидетельство СССР N- 1236122, кл. F 01 N 1/08, 1984. (54) ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ДВИГАТЕЛЯ В НУТРЕ Н Н Е ГО СГОРАНИЯ (57) Сущность изобретения; глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1, снабженный впускным 2 и выпускным 3 патрубками и разделенный перфорированными конусными перегородками 4-6 на расширительные камеры 7 — 10. По ходу движения газов диаметры отверстий перфорации в перегородках 4-6 уменьшаются. а количество... Ж 1776833 А1 отверстий при этом увеличивается и связано между собой определенными соотношениями через коэффициенты 1,618 и 2,618. Перегородки 4-6 установлены вершиной конуса в сторону впускного патрубка 2. Значения диаметров отверстий и их количество в одной из перегородок 4, 5, 6 принято как одно из чисел ряда Фибоначчи. Использование соотношений с коэффициентами 1,618 и 2,618 обуславливает достижение одинаковой пропускной способности перегородок 4-6, что в свою очередь стабилизирует газовый поток и повышает эффективность шумоглушения. Применение конусных перегородок 4-6 способствует снижению лобового аэродинамического сопротивления при движении а J а газов. а закономерности чисел Фибоначчи упрощают расчет перфорации перегородок 4-6 и обеспечивают возможность унификации конструкции глушителей разных марокдвигателей. 1 э.ri. ф-лы, 1 ил. а Ъг 1776833 Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к глушителям шума для двигателя внутреннего сгорания. Известен глушитель шума, содержащий цилиндрический корпус, снабженный впускным патрубком и выпускным отверстием и разделенный перфорированными перегородками одинаковой конфигурации на ряд расширительных камер. Однако в этой известной конструкции геометрические пара метры перегородок и их конструктивные особенности не связаны между собой определенными математическими соотношениями, что затрудняет правильно рассчитать глушитель шума и получить тем самым высокую эффективность шумоглушения. Известный глушитель шума двигателя внутреннего сгорания, содержит цилиндрический корпус с соосными впускным и выпускным патрубками и flo меньшей мере две поперечные перфорированные конические перегородки, разделяющие корпус на расширительные камеры, причем, вершины конусов перегородок обращены в сторону впускного патрубка. Недостатком известного устройства является невысокая эффективность шумоглушения по той причине, что в данной конструкции не представляется возможным правильно рассчитать конструкции перегородок из-за отсутствия конкретных математических соотношений и тем самым получить высокую эффективность глушения шума. Цель изобретения — повышение эффективности шумоглушения. Поставленная цель достигается тем, что в глушителе шума двигателя внутреннего сгорания, содержащем цилиндрический корпус с соосными впускным и выпускным патрубками и по меньшей мере две поперечные перфорированные конические перегородки, разделяющие корпус на расширительные камеры, причем, вершины конусов перегородок обращены в сторону впускного патрубка, перегородки выполнены с диаметром отверстий перфорации уменьшающимся, а количеством отверстий, увеличивающимся з сторону выпускного патрубка. причем диаметры отверстий перфорации перегородок связаны соотношением dn = 1,618 до+1, (1) где d — диаметр отверстия перфорации; n — порядковый номер перегородки; 1.618. — коэффициент пропорциональности. а количество отверстий перфорации перегородок определено зависимостью 5 Zn+1 " = 2,618 ,2) где прямые скобки обозначают целую чагть числа; Z — количество отверстий перфорации: 2.618 — коэффициент пропорциональности. Кроме того, значения диаметров отверстий перфорации и их количество равны одному иэ чисел математического ряда Фибоначчи, начиная с числа "3". Выполнение условий, при которых диаметры отверстий перфорации в перегородках по ходу движения газов уменьшаются, а количество отверстий в перегородках при этом увеличивается, и связь размеров диаметров в перегородках и их количества между собой по уравнениям (1) и (2) позволяют последовательно (постепенно) по ходу движения газов от одной перегородки к другой разбивать общий поток газов на множество мелких струй (потоков) и одновременно получить одинаковую пропускную способность всех перегородок, что и обусловливает равномерное снижение скорости потока, сглаживание пульсаций и гашение, тем самым, кинетической энергии акустических, волн. Если бл = 1,618dn+1. например, d1 = d2 = =бз или d1 = 1,5б2 и бг = 1,5бз или d2 = 1,8бз и d1 = 1,8бг при соблюдении всех других отличительных признаков, то пропускная способность перегородок будет неодинаковая, что приведет к нежелательным дополнительным местным сопротивлениям, дестабилизации потока, и, соответственно, к снижению эффективности шумоглушения. Zn+1 Если Zn+! 2 618 например 21=22=2з или 21= ! и Z2=! или 21Z2 Ез 24 24 =! 30 и Z2 = 30 при соблюдении всех других отличительных признаков, то пропускная способность перегородок будет неодинаковая, что приведет также к дестабилизации газового йотока и снижению эффективности шумоглушения. Выбор значений диаметров отверстий перфорации в перегородках и их количество как одно из чисел математического ряда Фибоначчи. начиная с четвертого его числа, т.е. с числа "3", позволяет существенно упростить методику определения геометрических параметров перегородок унифицировать их между глушителями раз-. ных марок автомобилей. На чертеже представлена схема глушителя шума, продольный разрез. 1776833 Таким образом, диаметр отверстий в перегородке 4, 5. 6 может быть равен 3, 5, 8 55 или 13 мм и т.д., а количество отверстий; 21 или 34 или 55 или 89 и т.д. Н вЂ” высота конусной перегородки; L — длина образующей конуса. Глушитель шума содержит цилиндрический корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками и разделенный при помощи перфорированных перегородок 4 — 6 на расширительные камеры 7 — 10. Перегородки 4— 6 выполнены в виде конуса, обращенного вершиной в сторону впускного 2 патрубка и имеют равную боковую поверхность и одинаковый угол Q при вершине конуса. Боковая поверхность перегородок выполнена перфорированной, По ходу движения газов диаметрй отверстий перфорации в перегородках 4-6 уменьшаются, а их количество увеличивается, при этом справедливы следующие уравнения dn = 1,618 dn+1 2п +1 2,618 (2) где прямые скобки обозначают целую часть числа, d — диаметр отверстий в перегородке; и — порядковый номер перегородки; 1,618- коэффициент пропорциональности; Z — количество отверстий в перегородке: 2.618 — коэффициент пропорциональности. Уравнения (1) и (2) позволяют получить пропускную способность перегородок 4, 5 и 6 независимо от места их расположения между собой одинаковой. Основанием конуса перегородки 4, 5 и 6 герметично сопряжены с корпусом 1. Корпус 1 выполнен в виде цилиндра диаметром Дк. Впускным 2 патрубком, имеющим внутренний диаметр d>. глушитель подключен к приемной трубе двигателя внутреннего сгорания (не показано). В качестве оптимального следует признать угол а /2 = 45 (в вертикальной плоскости продольного разреза), а суммарная площадь отверстий перфорации в каждой перегородке 4-6 равна или больше площади поперечного сечения впускного патрубка 2. Значение диаметров отверстий в перегородках 4 — 6 и количество отверстий принято как одно из чисел математического ряда Фибоначчи, начиная с четвертого его члена, т.е, с числа 3. Этот ряд имеет вид:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21,34, 55, 89, 144. 233 и т.д. Глушитель работает следующим образом. При работе двигателя поток выхлопных газов через впускной 2 патрубок поступает в первую расширительную камеру 7, затем поочередно проходит перегородки 4-6 и, соответственно, расширительные камеры 8 — 10 и далее по патрубку 3 выбрасывается в атмосферу. Диаметры отверстий в перего 10 родках 4 — 6 по ходу движения газов уменьшаются, а количество отверстий в перегородках 4-6 по ходу движения газов увеличивается. Это позволяет постепенно дробиТь первоначальный поток газов на все 15 более мелкие струи. В то же время благодаря соотношениям (1) и (2) перегородки 4, 5 и 6 ил1еют одинаковый коэффициент перфорации — одинаковую пропускную способность. Это позволяет стабилизировать поток вы20 хлопных газов при их движении через перегородки 4 — 6, устранять дополнительные турбулизацию и вихреобразования, что в целом и обусловливает синхронное снижение скорости потока, сглаживание пульсаций и 25 гашение кинетической энергии акустических волн. Выполнение условий по уравнениям (1) и (2) обусловливает, кроме всего, выше сказанного, пропорциональный рост местных сопротивлений перфорации пере30 городок 4-6, так как суммарные длины окружностей отверстий в перегородках 4 — 6 увеличиваются пропорционально коэффициенту 1,618. Рост местных сопротивлений при одинаковой пропускной способности 35 перегородок 4, 5, 6 по ходу движения газов используется в данном случае при одновременном дроблении первоначальной струи на более мелкие для плавного торможения потока, снижения его скорости и сглажива40 ния пульсаций и, в конечном итоге, для повышения эффективности шумоглушения. С целью упрощения расчета перфорации перегородок 4-6 и унификации значение диаметра отверстий в одной из 45 перегородок 4-6 и их количество можно принимать как одно из чисел ряда Фибоначчи. При этом целесообразно испольэовать не первые числа этого ряда, а начиная с четвертого его числа, т.е. с числа 3. 50 Тая, например, можно рекомендовать: Из=5 мм, а2з=89 Тогда dz = 8 мм, а 2 = 34 d> = 13 мм, à Z> = 13 Или бз-8мм, а2з-144 Тогда dz-13 мм, a Zz = 1.54 dj = 21.мм, à Zi = 21 Формула изобретения 1. Глушитель шума двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с соосными впускным и 1776833 Составитель 8.Груданов Тех ред М.Моргентал Корректор Л.Филь Редактор Заказ 4108 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 выпускным патрубками, и по меньшей мере две поперечные перфорированные- конические перегородки, разделяющие корпус на расширительные камеры, причем вершины конусов перегородок обращены в сторону впускного патрубка, отличающийся тем. что, с цель о повышения эффективности шумоглушения, перегородки выполнены сдиаметром отверстий перфорации, уменьшающимся, а количеством отверстий. увеличивающимся в сторону выпускного патрубка, причем диаметры отверстий перфорации перегородок связаны соотношением dn = 1,618 Оп+1, где d — диаметр отверстия перфорации; и — порядковый номер перегородки; 1,618- коэффициент пропорциональности, а количество отверстий. перфорации перегородок определено зависимостью 5 Zn+1 2,618 где прямые скобки — целая часть числа; 2 — количество отверстий перфораций 2,618- коэффициент пропорционально10 сти. 2. Глушительпоп.1,отличающийся тем, что значения диаметров отверстий перфорации и их количество равны одному иэ 15 чисел математического ряда Фибоначчи, начиная с числа "3".
