Глушитель шума выпуска газов двигателя внутреннего сгорания

 

Глушитель содержит цилиндрический корпус, впускной патрубок, установленный тангенциально на корпусе, выпускной патрубок, который установлен на торцовой стенке корпуса по его оси, и расширительные камеры с объемами, увеличивающимися в сторону выпускного патрубка, образованные разделительными поперечными перегородками, каждая из которых имеет на периферии, по крайней мере, одно перепускное отверстие, причем отверстия перегородок расположены по винтовой линии в направлении вращения выхлопных газов. Это позволяет упростить конструкцию глушителя, уменьшить его гидравлическое сопротивление движению газов и повысить эффективность глушителя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано для глушения шума выпуска газов двигателей внутреннего сгорания.

Известен глушитель шума выпуска газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус, впускной и выпускной патрубки, которые установлены на торцовых стенках корпуса по его оси, и поперечные перфорированные перегородки, выполненные в виде двух соединенных между собой под углом одна к другой пластин, сопряженных по периметру с внутренней поверхностью корпуса, при этом отверстия перфорации перегородок выполнены в зонах вершин угла или на периферии, а образующие вершин перегородок установлены с радиальным угловым смещением одна относительно другой и ориентированы в сторону впускного или выпускного патрубка (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 1477914, МПК F 01 N 1/08, публикация 07.05.89 г.).

Недостатком известного глушителя является то, что он имеет недостаточно минимальное гидравлическое сопротивление при взаимодействии отработавших выхлопных газов с поперечными перегородками, так как газы движутся, постоянно меняя направление движения.

Известен глушитель шума выпуска газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус, впускной и выпускной патрубки, которые установлены на торцовых стенках корпуса по его оси, расширительные камеры с объемами, увеличивающимися в сторону выпускного патрубка, образованные разделительными поперечными перфорированными перегородками с отверстиями, размещенными поочередно диаметрально противоположно, и две камеры-завихрители, размещенные соответственно вблизи впускного патрубка и в средней части корпуса и образованные каждая двумя поперечными полусферическими перфорированными перегородками, сопряженными своими основаниями, отверстия перфорации перегородок камер-завихрителей размещены диаметрально противоположно, в зоне входного отверстия выпускного патрубка установлен отражатель, а отверстия разделительных перегородок выполнены в виде щелевой перфорации и снабжены жалюзи, отогнутыми в сторону впускного патрубка, при этом объемы камер, снабженных общей разделительной перегородкой, могут быть связаны соотношением 1:1,2 (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 1437519, МПК F 01 N 1/08, публикация 15.11.88 г.).

Недостатком этого известного глушителя является то, что он имеет сложную конструкцию и недостаточное минимальное гидравлическое сопротивление при взаимодействии отработавших выхлопных газов с поперечными перегородками, так как газы меняют направление движения за счет диаметрально противоположного расположения отверстий перфорации перегородок.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является упрощение конструкции глушителя, уменьшение его гидравлического сопротивления движению газов и повышение эффективности глушителя.

Сущность изобретения заключается в том, что в глушителе шума выпуска газов двигателя внутреннего сгорания, содержащем цилиндрический корпус, впускной патрубок, выпускной патрубок, который установлен на торцовой стенке корпуса по его оси, и расширительные камеры с объемами, увеличивающимися в сторону выпускного патрубка, образованные разделительными поперечными перегородками, каждая из которых имеет на периферии, по крайней мере, одно перепускное отверстие, впускной патрубок установлен тангенциально на цилиндрическом корпусе, а перепускные отверстия разделительных поперечных перегородок расположены по винтовой линии в направлении вращения выхлопных газов.

Кроме того, в каждой разделительной поперечной перегородке может быть выполнено одно перепускное отверстие с площадью не менее площади проходного поперечного сечения впускного патрубка.

Кроме того, расширительные камеры могут быть выполнены с объемами, увеличивающимися по формуле: где Vi - объем i-й расширительной камеры; i - порядковый номер расширительной камеры; n - показатель политропы; P0 - давление выхлопных газов в выхлопном коллекторе двигателя внутреннего сгорания; V0 - первоначальный объем выхлопных газов, численно равный объему цилиндра, из которого удаляются выхлопные газы; Pi - давление выхлопных газов в i-й расширительной камере.

Это позволяет упростить конструкцию глушителя, уменьшить его гидравлическое сопротивление движению газов и повысить эффективность глушителя.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен предлагаемый глушитель шума, в аксонометрии и в разрезе одновременно.

Глушитель шума выпуска газов двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус 1, впускной патрубок 2, выпускной патрубок 3, который установлен на торцовой стенке 4 корпуса 1 по его оси, и расширительные камеры 5-9 с объемами, увеличивающимися в сторону выпускного патрубка 3, образованные разделительными поперечными перегородками 10-13, каждая из которых имеет на периферии одно перепускное отверстие 14 с площадью не менее площади проходного поперечного сечения впускного патрубка 2.

Впускной патрубок 2 установлен тангенциально на цилиндрическом корпусе 1 и соединен своим выходом с первой расширительной камерой 5. Перепускные отверстия 14 разделительных поперечных перегородок 10-13 расположены по винтовой линии в направлении вращения выхлопных газов.

Расширительные камеры 5-9 выполнены с объемами, увеличивающимися в сторону выпускного патрубка 3 по формуле: где Vi - объем i-й расширительной камеры;
i - порядковый номер расширительной камеры;
n - показатель политропы;
P0 - давление выхлопных газов в выхлопном коллекторе двигателя внутреннего сгорания;
V0 - первоначальный объем выхлопных газов, численно равный объему цилиндра, из которого удаляются выхлопные газы;
Pi - давление выхлопных газов в i-й расширительной камере.

Увеличение объема камер 5-9 описывается политропным законом по формуле:
PiVn i=const,
где Pi - давление в i-й камере;
Vi - объем i-й камеры;
n - показатель политропы;
i - номер камеры - целое число, изменяющееся от 1 до Z;
Z - общее число камер, образованных перегородками 10-13.

Число камер Z выбирается таким, чтобы давление выхлопных газов в последней камере Z равнялось давлению окружающей среды, в которую осуществляется выпуск выхлопных газов. В нашем случае выхлопные газы выпускаются в воздух, окружающий двигатель внутреннего сгорания, поэтому в последней камере Z достигаем условия
PZPa,
где PZ - давление выхлопных газов в камере Z;
Pa - атмосферное давление окружающего воздуха.

Расчет const политропного закона производят, исходя из первоначальных параметров выхлопных газов, а именно: давления выхлопных газов в выхлопном коллекторе двигателя внутреннего сгорания и их первоначального объема
const=P0V0 n,
где const - постоянная политропного закона;
P0 - давление выхлопных газов в выхлопном коллекторе двигателя внутреннего сгорания;
V0 - первоначальный объем выхлопных газов, численно равный рабочему объему цилиндра двигателя внутреннего сгорания, из которого выпускаются выхлопные газы.

Показатель политропы n задают, исходя из выбранного процесса расширения газа. В целях обеспечения расширения газа без совершения работы показатель политропы n приравнивают к показателю адиабаты k, т.е. расширение осуществляют по адиабатному закону. В свою очередь, значение показателя адиабаты k получают на стенде испытания двигателя на основе измеренных теплофизических характеристик выхлопных газов испытуемого двигателя внутреннего сгорания, работающего по заданному термодинамическому циклу. Обычно величина k для серийных двигателей колеблется в пределах k = 1,2-1,4.

Таким образом, конкретный глушитель конструируется под конкретный двигатель внутреннего сгорания на основе его стендовых испытаний.

Глушитель шума работает следующим образом. Выхлопные газы из выхлопного коллектора двигателя внутреннего сгорания поступают через впускной патрубок 2 и тангенциально заходят в корпус 1, закручиваясь вихрем относительно продольной оси корпуса 1. Так как объем первой расширительной камеры 5 больше исходного объема выхлопных газов V1>V0, то выхлопные газы расширяются в первой камере 5, давление их падает до Р1 и далее они перетекают через отверстие 14 в перегородке 10 во вторую камеру 6 увеличивающегося объема V2>V1>V0, где снова расширяются и их давление падает до Р2<P<P.

Поскольку отверстие 14 в перегородке 10 между первой и второй камерами 5 и 6, а также отверстия 14 и в последующих камерах 7-9 расположены так, что они образуют винтовую линию, то выхлопные газы вращаются вокруг продольной оси корпуса во всех камерах 5-9, что обеспечивает их более легкий переток из камеры в камеру за счет вихревого эффекта. Достигнув последней камеры 9, выхлопные газы приобретают давление Р9, близкое к давлению окружающего воздуха Ра, т. е. Р9Ра, и поэтому бесшумно выводятся в атмосферу через выпускной патрубок 3.

Предложенное изобретение позволяет упростить конструкцию глушителя, уменьшить его гидравлическое сопротивление движению газов и повысить эффективность глушителя.


Формула изобретения

1. Глушитель шума выпуска газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус, впускной патрубок, выпускной патрубок, который установлен на торцовой стенке корпуса по его оси, и расширительные камеры с объемами, увеличивающимися в сторону выпускного патрубка, образованные разделительными поперечными перегородками, каждая из которых имеет на периферии, по крайней мере, одно перепускное отверстие, отличающийся тем, что впускной патрубок установлен тангенциально на цилиндрическом корпусе, а перепускные отверстия разделительных поперечных перегородок расположены по винтовой линии в направлении вращения выхлопных газов.

2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что в каждой разделительной поперечной перегородке выполнено одно перепускное отверстие с площадью не менее площади проходного поперечного сечения впускного патрубка.

3. Глушитель по п. 1, отличающийся тем, что расширительные камеры выполнены с объемами, увеличивающимися по формуле

где Vi - объем i-той расширительной камеры;
i - порядковый номер расширительной камеры;
n - показатель политропы;
P0 - давление выхлопных газов в выхлопном коллекторе двигателя внутреннего сгорания;
V0 - первоначальный объем выхлопных газов, численно равный объему цилиндра, из которого удаляются выхлопные газы;
Pi - давление выхлопных газов в i-той расширительной камере.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автомобильной и моторостроительной промышленности и может быть использовано в выпускных трактах двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено преимущественно для глушения шума выпуска газа в двигателях внутреннего сгорания

Глушитель // 2033532

Изобретение относится к технике глушения шума преимущественно двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для глушения шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано для глушения шума выхлопа газов в двигателе внутреннего сгорания, в поршневом компрессоре гашения искр, дожигания, удаления из газов твердых и жидких частиц и охлаждения газов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в глушителях шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в выпускных трактах ДВС

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к глушителям шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Изобретение относится к области двигателестроения и предназначено для судовых дизелей

Способ предназначен для глушения шума в движущемся газовом потоке. Способ состоит в том, что газовый поток звуковой частоты, характеризующийся определенной величиной амплитуды давления, в пакете ленточных спиралей разбивается спиралями на отдельные одинакового направления вращения потоки, взаимодействующие между собой и поверхностями спиралей с сохранением общего прямоточного направления. При этом происходит активная принудительная диссипация энергии давления, сопровождающаяся ускоренным снижением частоты звуковых колебаний. Технический результат - повышение эффективности глушения шума со снижением материалоемкости и трудоемкости изготовления. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к каталитическим нейтрализаторам отработанных газов. Устройство очистки отработанных газов содержит элемент закручивания потока отработанных газов, каталитический элемент, выполненный в виде спирали 2, две шайбы 8, и введен корпус 4. Элемент закручивания потока выполнен в виде винтообразного центрального тела 3 с нанесенным на его поверхность катализатором, концы которого прикреплены к шайбам 8 и соединены с круглыми дисками со щелями 1, 5. Каталитический элемент выполнен в виде мелких пружинок 7 разной формы с сильно развитой поверхностью и расположенных в полости корпуса 4 между витками винтообразного центрального тела 3 для нейтрализации вредных веществ в отработанных газах. Часть пружинок 7 покрыта катализатором окислительного действия, часть - восстановительного. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности устройства очистки отработанных газов путем нейтрализации вредных выбросов в отработанных газах. 1 табл., 1 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержит корпус (1) с входными тангенциальными патрубками (2) и выходным патрубком, по меньшей мере две оболочки (4), (5), установленные коаксиально в корпусе (1). Две оболочки (4), (5) вместе с корпусом (1) образуют в направлении от оси к корпусу (1) входную, промежуточную и выходную камеры (6), (7) и (8), полости которых соединены последовательно между собой отверстиями (9), (10) в оболочках (4), (5). Полость входного тангенциального патрубка (2) соединена с полостью входной камеры (6). Полость выходной камеры (8) соединена с полостью выходного патрубка. Корпус (1) выполнен в форме улитки, выход (11) которой жестко соединен с тангенциально установленным выходным патрубком. Оболочки (4), (5) образованы направляющими тангенциальными лопатками (12), (13), между которыми расположены отверстия (9), (10) меньшими проходными сечениями к входу газа, выполненные в виде клинообразных щелей. Наклон лопаток (12), (13) в оболочках (4), (5) выполнен в противоположные стороны. В первой оболочке (4) наклон лопаток (12) выполнен в сторону, совпадающую с направлением вращения входящего газа из входного тангенциального патрубка (2). Корпус (1) имеет наклонную боковую стенку (14), которая вверху жестко соединена с крышкой (15), выполненной в виде пустотелого усеченного конуса, большее сечение которого переходит в спираль улитки, а внизу расширена и разъемно соединена с дном (17) с помощью крепежных элементов и центральной трубчатой оси (20). Центральная трубчатая ось (20) установлена в центральных отверстиях дна (17) и крышки (15). В боковых отверстиях крышки (15) установлены входные тангенциальные патрубки (2). Каждая оболочка (4) или (5) выполнена съемной в форме пустотелого усеченного конуса, большее сечение которого расположено внизу. Оболочки (4), (5) выполнены с длинами, увеличивающимися по мере их удаления от оси корпуса (1), а их меньшие сечения плотно входят друг в друга. Нижний конец последней от оси оболочки (5) установлен в углу, образованном наклонной боковой стенкой (14) корпуса и дном (17). По периметру дна (17) выполнены пазы (21). Дно (17) вместе с дополнительным съемным шлакосборником (22) образует сепарационную камеру (23). Центральная трубчатая ось (20) имеет боковые отверстия (24) вверху и внизу для соединения ее полости с полостями входной и сепарационной камер (6) и (23) соответственно. На одном из торцов трубчатой оси (20) установлена заглушка (27). В боковом отверстии крышки (15) установлена запальная свеча (28). Выходной патрубок выполнен с увеличивающимся к его выходу проходным поперечным сечением. Входные патрубки (2) и крышка (15) покрыты шумотеплоизоляцией (32). Глушитель установлен на головку (38) цилиндров или посредством фланцев (29) на концах входных патрубков (2), или входные патрубки (2), крышка (15), корпус (1) и головка цилиндров выполнены как одно целое. Технический результат заключается в повышении глубины создаваемого вакуума. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано для глушения шума выпуска газов двигателей внутреннего сгорания

Наверх