RU56963U1

RU56963U1 - MULTI-CHAMBER NOISE SILENCER EXHAUST GASES OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE OF A WHEELED VEHICLE

Info

Publication number: RU56963U1
Application number: RU2006106981/22U
Authority: RU
Inventors: Вениамин Владимирович Гребнев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "РОССКАТавто"
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2006-09-27

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к многокамерным, в частности, трехкамерным глушителям шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС). Многокамерный глушитель шума выхлопа отработавших газов ДВС колесного транспортного средства, в частности легкового автомобиля, содержащий впускной и выпускной трубопроводы, присоединенные к цилиндрическому корпусу овального поперечного сечения к его торцовым стенкам, причем впускной трубопровод включает внешний присоединительный участок, для подключения полости глушителя к выхлопному трубопроводу трассы системы выхлопа ДВС и частично перфорированный внутренний участок, пересекающий разделяющие полость глушителя на три камеры (впускную, промежуточную и выпускную) поперечные перфорированные перегородки, выпускной трубопровод, включающий частично перфорированный внутренний участок, пересекающий названные перегородки и внешний участок, в виде присоединительной хвостовой трубы, заканчивающейся свободным открытым срезом. Отличительной особенностью является то, что оси внутренних участков трубопроводов расположены аксиально относительно оси корпуса глушителя, расстояние между ними составляет (0,63±0,01)D/2, где D - размер большей оси овала поперечного сечения корпуса глушителя, при этом названные участки трубопроводов имеют одинаковый внутренний диаметр проходного поперечного сечения, впускной трубопровод снабжен рассеивателем низкочастотных резонансных колебаний на низших собственных резонансных продольных модах газового объема полости впускного трубопровода, выполненным в виде охваченного кожухом пояса сквозной перфорации выполненной в стенке The utility model relates to mechanical engineering, in particular engine manufacturing, and in particular to multi-chamber, in particular, three-chamber silencers of exhaust noise of internal combustion engines (hereinafter ICE). A multi-chamber silencer for the exhaust gas of an internal combustion engine of a wheeled vehicle, in particular a passenger car, comprising an inlet and an outlet pipe connected to an oval cylindrical body of cross section to its end walls, the inlet pipe including an external connection portion for connecting a silencer cavity to an exhaust pipe of a route ICE exhaust systems and a partially perforated inner section intersecting the silencer cavity into three chambers ( -final year, intermediate and outlet) transverse perforated baffle, the exhaust conduit comprising partially perforated inner portion intersecting named partitions and an outer portion, a tail pipe connecting ending free open cut. A distinctive feature is that the axes of the internal sections of the pipelines are axially relative to the axis of the silencer body, the distance between them is (0.63 ± 0.01) D / 2, where D is the size of the larger axis of the oval cross-section of the silencer body, while these sections pipelines have the same inner diameter of the bore cross section, the inlet pipe is equipped with a diffuser of low-frequency resonant vibrations on the lower natural resonant longitudinal modes of the gas volume of the cavity of the inlet pipe wires made in the form of a through perforation made in the wall covered by a casing

внутреннего участка впускного трубопровода смонтированного в камере глушителя, образованной торцовой стенкой, на которой впускной трубопровод закреплен и смежной с ней перфорированной перегородкой, при этом суммарная площадь проходных сечений отверстий в поясе сквозной перфорации составляет 0,6±0,02 от площади проходного поперечного сечения внутреннего участка впускного трубопровода, при этом открытый срез внутреннего участка впускного трубопровода, с учетом его динамического удлинения присоединенной к срезу дополнительной колеблющейся массы газа, размещен во впускной камере вблизи плоскости перпендикулярного сечения корпуса глушителя, проходящей через геометрический центр суммарного объема полостей впускной и промежуточной камер, открытый срез внутреннего участка выпускного трубопровода смещен от центра полости объема выпускной камеры, в которой он расположен, в сторону перфорированной перегородки, ограничивающей выпускную камеру, на величину (0,2...0,4)d, где d - диаметр проходного сечения внутреннего участка выпускного трубопровода, пояс перфорации стенки внутреннего участка выпускного трубопровода размещен между перфорированными перегородками и пересекает геометрический центр объема полости камеры глушителя, при этом суммарная площадь проходных сечений отверстий перфорации названного пояса составляет 1,0±0,05d от площади проходного сечения внутреннего участка выпускного трубопровода, суммарная площадь отверстий в перегородке, ограничивающей впускную камеру, составляет 1,75±0,05 от площади проходного поперечного сечения внутреннего участка впускного трубопровода, а суммарную площадь отверстий в перегородке, ограничивающей выпускную камеру, составляет 0,8±0,05 от площади проходного поперечного сечения внутреннего участка выпускного трубопровода. Благодаря использованию полезной модели становится возможным с небольшими затратами на производство оперативно освоить новую, более эффективную и более качественную конструкцию глушителя выхлопа, приемлемую для массового использования в легковых автомобилях. 1 с.п. ф-лы пол. мод., 22 ил.the inner section of the inlet pipe mounted in the chamber of the muffler formed by the end wall on which the inlet pipe is fixed and adjacent to it with a perforated partition, the total area of the bore holes in the through perforation belt is 0.6 ± 0.02 of the internal cross-sectional area section of the inlet pipe, while an open section of the inner section of the inlet pipe, taking into account its dynamic elongation attached to the section of an additional oscillation the bulk of the gas is located in the inlet chamber near the plane of the perpendicular section of the silencer body passing through the geometric center of the total volume of the cavities of the inlet and intermediate chambers, the open section of the inner section of the exhaust pipe is offset from the center of the cavity of the volume of the exhaust chamber in which it is located, towards the perforated partition , limiting the exhaust chamber, by the amount of (0.2 ... 0.4) d, where d is the diameter of the bore of the inner section of the exhaust pipe, the wall perforation belt inside The lower section of the exhaust pipe is placed between the perforated partitions and intersects the geometric center of the volume of the cavity of the silencer chamber, while the total area of the passage sections of the perforations of the said belt is 1.0 ± 0.05d of the area of the passage section of the inner section of the exhaust pipe, the total area of the holes in the partition, limiting the inlet chamber is 1.75 ± 0.05 of the area of the passage cross section of the inner section of the inlet pipe, and the total area of the opening s in the partition delimiting the outlet chamber is 0.8 ± 0.05 of the cross sectional flow area of the inner portion of the exhaust pipe. Thanks to the use of the utility model, it becomes possible, with low production costs, to quickly learn a new, more efficient and better design of the exhaust silencer, acceptable for mass use in cars. 1 s.p. f-ly sex. mod., 22 ill.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к многокамерным, в частности, трехкамерным глушителям шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС).The utility model relates to mechanical engineering, in particular engine manufacturing, and in particular to multi-chamber, in particular, three-chamber silencers of exhaust noise of internal combustion engines (hereinafter ICE).

При работе камерного глушителя в месте расширения газопровода (т.е. в месте появления собственно камеры) создается скачкообразно увеличенное волновое сопротивление - "волновая пробка", что в определенных диапазонах частот звукового спектра препятствует беспрепятственному прохождению звука через глушитель без заметного ослабления, т.е. обеспечивается уменьшение уровня акустической энергии, излучаемой в окружающую среду. В такой конструкции глушителя (типа центральной расширительной камеры) имеется заданная граничная частота, начиная только с которой глушитель начинает эффективно работать (заглушать шум). В это же время, характеристика заглушения такого глушителя представляет собой не восходящую наклонную линию, указывающую на рост величины заглушения акустической энергии с увеличением частоты звукового спектра выхлопа, а кривую, как с ярко выраженными максимумами заглушения в отдельных частотных диапазонах, так и ярко выраженными "провалами" на отдельных дискретных частотах, или полосах частот в характеристике заглушения. В ряде случаев на частотах "провалов" в характеристике заглушения наблюдается не только нулевое заглушение шума, но даже некоторое усиление шума выхлопа на этих частотах.When the chamber muffler is operating in the place of expansion of the gas pipeline (that is, in the place where the chamber itself appears), an abruptly increased wave impedance is created - the “wave plug”, which in certain frequency ranges of the sound spectrum prevents the unhindered passage of sound through the muffler without noticeable attenuation, i.e. . provides a reduction in the level of acoustic energy emitted into the environment. In such a design of the muffler (such as a central expansion chamber), there is a predetermined cutoff frequency, starting only with which the muffler starts to work effectively (to drown out noise). At the same time, the damping characteristic of such a silencer is not an ascending inclined line, indicating an increase in the damping of acoustic energy with an increase in the frequency of the exhaust sound spectrum, but a curve, both with pronounced damping maxima in individual frequency ranges and pronounced “dips” "on individual discrete frequencies, or frequency bands in the damping characteristic. In some cases, at the frequencies of “dips” in the damping characteristic, not only zero damping of noise is observed, but even some amplification of exhaust noise at these frequencies.

Именно эти многочисленные "провалы" являются характерным "акустическим дефектом" конструкций камерных глушителей шума. Частоты на которых наблюдаются указанные "провалы", соответствуют частотам кратных гармоник полудлин волн, укладывающихся в трехмерном пространстве расширительной камеры глушителя между противолежащими жесткими стенками камеры глушителя. Для уменьшения числа таких провалов (сведения их к минимуму) и применяют различные конструктивные элементы в глушителях, например, внутреннее введение срезов патрубков газопровода в полость камеры глушителя в зоны, где эти кратные полудлинновые гармоники не будут возбуждаться, или же возбудившись - не будут выводиться (передаваться) из полости камеры дальше по выхлопной трассе газопровода в окружающую среду. Такими зонами исключения (существенного ослабления) возбуждения или передачи энергии низших собственных акустических мод камеры являются узлы (минимумы) колебаний звуковых давлений, распределенных по трехмерному пространству камеры на данных собственных модах.It is these numerous “dips” that are a characteristic “acoustic defect” in the design of chamber silencers. The frequencies at which the indicated “dips” are observed correspond to the frequencies of multiple harmonics of the half-lengths of the waves that fit into the three-dimensional space of the expansion chamber of the muffler between the opposite rigid walls of the muffler chamber. To reduce the number of such dips (to minimize them), various structural elements are used in the silencers, for example, the internal introduction of sections of the gas pipe nozzles into the cavity of the silencer chamber in areas where these multiple half-long harmonics will not be excited, or, if excited, will not be output ( transmitted) from the cavity of the chamber further along the exhaust route of the gas pipeline into the environment. Such zones of exclusion (significant attenuation) of the excitation or energy transfer of the lower eigenmodes of the camera are the nodes (minima) of the sound pressure oscillations distributed over the three-dimensional space of the camera on these eigenmodes.

Принцип ослабления возбуждения и/или передачи звуковой энергии низших собственных резонансных мод из полости камеры в газопровод реализован в известном однокамерном глушителе шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, авторское свидетельство СССР №1092290, МКИ F 01 N 1/00, БИ №18/84, содержащем по меньшей мере одну цилиндрическую камеру с торцевыми стенками и соосными патрубками. Отличительной особенностью известного глушителя является то, что для повышения акустической эффективности заглушения шума расширительной камерой, при одновременном достижении низких гидродинамических сопротивлений, динамические (акустические) срезы подводящего и отводящего патрубков камеры (т.е. условно удлиненные на 0,2...0,4D от своего статического геометрического положения, за счет присоединенной массы колеблющегося газа на концевых участках патрубков, где D - диаметр проходного сечения соответствующего патрубка) размещены в узловых зонах низших собственных резонансных продольных форм (первой и второй) колебаний газового объема в камере глушителя, т.е. реализующихся по длине расширительной камеры, в зонах, где величина звукового давления на указанной акустической моде близка к нулю, что предотвращает (существенно ослабляет) дальнейшую передачу звуковой энергии этих форм (мод) колебаний наружным концевым срезом отводящего патрубка в окружающую среду.The principle of attenuation of the excitation and / or transmission of sound energy of the lower eigen resonance modes from the chamber cavity to the gas pipeline is implemented in the well-known single-chamber exhaust silencer for an internal combustion engine, USSR author's certificate No. 1092290, MKI F 01 N 1/00, BI No. 18/84, containing at least one cylindrical chamber with end walls and coaxial nozzles. A distinctive feature of the well-known muffler is that to increase the acoustic efficiency of noise damping by the expansion chamber, while achieving low hydrodynamic drags, dynamic (acoustic) sections of the inlet and outlet pipes of the chamber (i.e., conditionally elongated by 0.2 ... 0, 4D from its static geometric position, due to the attached mass of the oscillating gas at the end sections of the pipes, where D is the diameter of the passage section of the corresponding pipe) are placed in the nodal zones of lower intrinsic resonant longitudinal forms (first and second) of gas volume oscillations in the silencer chamber, i.e. realized along the length of the expansion chamber, in areas where the sound pressure value on the specified acoustic mode is close to zero, which prevents (significantly weakens) the further transmission of sound energy of these forms (modes) of vibrations by the external end section of the outlet pipe into the environment.

Такая конструкция известного глушителя в ряде случаев хорошо вписывается, в частности, в концепцию спортивных автомобилей, некоторых стационарных энергетических установок с предъявляемой достаточно ограниченной невысокой величиной заглушения шума. Однако, ее акустической эффективности явно недостаточно для легковых автомобилей массового производства, поскольку здесь предъявляются значительно более жесткие требования национальных и международных стандартов по предельно допустимому значению уровней внешнего и внутреннего шума транспортных средств, предохраняющих окружающую среду от чрезмерного акустического загрязнения.Such a design of a well-known muffler in some cases fits well, in particular, in the concept of sports cars, some stationary power plants with a fairly limited low noise suppression. However, its acoustic efficiency is clearly not enough for mass-produced cars, since it imposes significantly more stringent requirements of national and international standards on the maximum permissible value of the levels of external and internal noise of vehicles that protect the environment from excessive acoustic pollution.

Дальнейшим совершенствованием рассмотренного типа глушителя является конструкция многокамерного глушителя, описанная в авторском свидетельстве СССР №1420193, МКИ F 01 N 1/00, БИ №32/88 (или более подробно см. Волгин С.Н. и др. Цветной иллюстрированный альбом. Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112 и их модификации. Москва, "Третий Рим", 1998, с.30-31), обладающая существенно более высокой эффективностью заглушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, как по величине, так и более широким частотным диапазоном полосы заглушения, которая, в частности, в настоящее время применяется в ряде моделей автомобилей серийного производства ОАО "АВТОВАЗ". Указанный выше глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания является трехкамерным, содержит корпус с торцевыми стенками и соосными впускным и выпускным патрубками, причем динамические срезы последних размещены внутри центральной камеры корпуса. Корпус глушителя выполнен овальным и снабжен по меньшей мере одной поперечной перегородкой с образованием камер с торцевыми стенками. Одна из камер (центральная) выполнена более длинной, длина ее равна длине большей оси овала корпуса. Внутренние срезы патрубков размещены в одной из камер и расположены на расстоянии 1/4L от торцевых стенок последней, где L - длина камеры. Длина большей оси овала корпуса составляет (1,6...2,5)d, где d - диаметр патрубка. Часть патрубка, проходящего через камеру, выполнена перфорированной, при этом неперфорированная часть патрубка от его внутреннего среза составляет L/2. Некоторые конструктивные недостатки глушителя, проявляющиеся в процессе его эксплуатации, при необходимости дальнейшего совершенствования конструкции для соответствия более жестким перспективным требованиям транспортных средств по предельным значениям уровней их внешнего шума,, а также анализ Further improvement of the considered type of silencer is the design of a multi-chamber silencer described in USSR author's certificate No. 1420193, MKI F 01 N 1/00, BI No. 32/88 (or for more details see SN Volgin and others. Color illustrated album. Cars VAZ-2110, VAZ-2111, VAZ-2112 and their modifications. Moscow, "Third Rome", 1998, p.30-31), which has a significantly higher efficiency of damping the noise of the exhaust of an internal combustion engine, both in magnitude and more a wide frequency range of the muffler band, which, in particular, in The total time is used in a number of models of cars of serial production of AvtoVAZ OJSC. The above silencer for the exhaust of an internal combustion engine is three-chamber, contains a housing with end walls and coaxial inlet and outlet pipes, the dynamic sections of the latter being placed inside the central chamber of the housing. The silencer housing is oval and provided with at least one transverse partition to form chambers with end walls. One of the chambers (central) is made longer, its length is equal to the length of the larger axis of the body oval. The internal sections of the nozzles are placed in one of the chambers and are located at a distance of 1 / 4L from the end walls of the latter, where L is the length of the chamber. The length of the major axis of the body oval is (1.6 ... 2.5) d, where d is the diameter of the nozzle. Part of the pipe passing through the chamber is perforated, while the non-perforated part of the pipe from its inner cut is L / 2. Some design malfunctions of the muffler, which appear during its operation, if necessary, further improve the design to meet the more stringent perspective requirements of vehicles on the limit values of their external noise levels, as well as analysis

совершенства конструкции позволяют утверждать об имеющихся потенциальных возможностях ее дальнейшего улучшения. В частности, во всех известных вариантах рассмотренной конструкции глушителя, представленных на фиг.1-3 описания видно, что наиболее энергоемкая первая продольная низшая собственная резонансная форма колебаний (и все последующие нечетные формы) из средней (центральной) камеры глушителя, могут свободно пропускаться в окружающую среду через выпускной патрубок 5. Это же самое наблюдается и со второй повысотной (радиальной) собственной модой колебаний объема камеры. Резонансная передача звука из камеры в окружающую среду происходит и на четвертой продольной собственной моде колебаний объема камеры (f₄=4c/2L, где f - частота, с - скорость звука, L - длина средней камеры).design excellence allows us to argue about the potential potential for its further improvement. In particular, in all known variants of the considered silencer design shown in Figs. 1-3, it can be seen that the most energy-intensive first longitudinal lowest intrinsic resonance waveform (and all subsequent odd forms) from the middle (central) silencer chamber can be freely passed into environment through the exhaust pipe 5. The same thing is observed with the second elevation (radial) eigenmode of the chamber volume oscillations. The resonant sound transmission from the camera to the environment also occurs at the fourth longitudinal eigenmode of the chamber volume oscillations (f ₄ = 4c / 2L, where f is the frequency, c is the speed of sound, L is the length of the middle chamber).

Крайние (боковые) камеры глушителя, фиг.1, согласно графическому описанию известного из общего уровня техники глушителя, представляющие собой идентичные торцевые резонаторы концентричного типа, настроены на один и тот же резонансный частотный диапазон заглушения шума, что приводит к неоправданному дублированию подавления звука идентичных резонансных режимов, что в конечном итоге, ограничивает (заужает) полосу заглушения глушителя, а так же, в данном случае, способствует нежелательному взаимному резонансному взаимодействию идентичных боковых (торцевых) камер и не позволяет использовать каждую из камер для целенаправленного шумоподавления конкретного отдельного (отличительного) резонансного диапазона в заданной частотной области звукового спектра.The extreme (side) muffler chambers, Fig. 1, according to the graphic description of a muffler known from the general prior art, which are identical end-face end resonators, are tuned to the same resonant frequency range of noise suppression, which leads to unjustified duplication of sound suppression of identical resonant modes, which ultimately limits (narrows) the muffler muffler, and also, in this case, contributes to the unwanted mutual resonant interaction of identical Shackle (end) chambers and prevents the use of each of the cells targeted for noise reduction particular individual (distinguishing) the resonance range in predetermined frequency domain of the audio spectrum.

В современных конструкциях глушителей шума автомобильных ДВС для повышения ослабления передачи звука на указанных собственных резонансных модах типа расширительной цилиндрической камеры с внутренними трубами широко используют звукопоглощающие набивки полостей камер волокнистыми пористыми материалами. В качестве примера можно привести конструкции глушителей шума автомобильных ДВС, описанные в свидетельствах на полезные модели №15494, МПК 7 F 01 N 1/24, 2000 г., №26595, МПК 7 F 01 N 1/00, 2002 г., №27408, МПК F 01 N 1/08, 2003 г., №28733, МПК 7 F 01 N 1/00, 2003 г. В частности, большинством автомобильных фирм производящих легковые автомобили, используется конструкция одного из глушителей шума системы выхлопа двигателя внутреннего сгорания с заполнением полости камеры (из нескольких камер) глушителя набивкой из базальтового волокна. Обладая достаточно высокими термостойкими и звукопоглощающими характеристиками, такая In modern designs of noise suppressors of automobile ICEs, sound-absorbing gaskets of chamber cavities with fibrous porous materials are widely used to increase the attenuation of sound transmission on these intrinsic resonance modes, such as an expansion cylindrical chamber with internal pipes. An example is the design of silencers for automobile ICEs described in the utility model certificates No. 15494, IPC 7 F 01 N 1/24, 2000, No. 26595, IPC 7 F 01 N 1/00, 2002, No. 27408, IPC F 01 N 1/08, 2003, No. 28733, IPC 7 F 01 N 1/00, 2003. In particular, most automobile manufacturers producing cars use the design of one of the silencers of the exhaust system of an internal combustion engine with filling the chamber cavity (from several chambers) of the muffler with basalt fiber packing. Having sufficiently high heat-resistant and sound-absorbing characteristics, such

волокнисто-пористая звукопоглощающая набивка, в большинстве случаев, ослабляет нежелательные дефектные резонансные высокочастотные "свисты" глушителя, в первую очередь, на "малогабаритных" 4ой продольной и 2ой радиальной собственных модах колебаний воздушного объема камеры. Однако, такая конструкция имеет и ряд существенных недостатков, основные из которых следующие:the fibrous-porous sound-absorbing packing, in most cases, attenuates unwanted defective resonant high-frequency “whistles” of the muffler, primarily on the “small-sized” fourth longitudinal and second radial eigenmodes of oscillation of the air chamber volume. However, this design has a number of significant drawbacks, the main of which are as follows:

- Пористая набивка из волокнистого базальтового волокна активно впитывает и накапливает в полости химически агрессивный конденсат, содержащийся в выхлопных газах, что вызывает ускоренную внутреннюю коррозию стенок и перегородок корпуса глушителя, существенно сокращая срок его эксплуатации. Следует здесь же отметить, что именно внутренняя коррозия, а не механические нагрузки являются основной причиной разрушения глушителей автомобильных ДВС;- Porous packing of fibrous basalt fiber actively absorbs and accumulates chemically aggressive condensate contained in the exhaust gases in the cavity, which causes accelerated internal corrosion of the walls and partitions of the silencer body, significantly reducing its service life. It should be noted here that it is internal corrosion, and not mechanical loads, that are the main cause of the destruction of silencers in automobile ICEs;

- Использование волокнистого базальтового волокна, вследствие вышеуказанной причины, вынуждает, в свою очередь, применять дорогостоящие нержавеющие хром-никелевые стали, использовать дополнительные устройства принудительного отсоса накопившегося конденсата из полости камеры различными диффузорными приемниками, что дополнительно усложняет конструкцию и делает ее более дорогой;- The use of fibrous basalt fiber, due to the above reasons, forces, in turn, to use expensive stainless chromium-nickel steels, use additional devices for forced suction of the accumulated condensate from the chamber cavity by various diffuser receivers, which additionally complicates the design and makes it more expensive;

- В процессе эксплуатации транспортного средства базальтовые волокна частично выдуваются потоком выхлопных газов из полости глушителя в окружающую среду, что ведет к вредному и опасному для здоровья человека засорению воздушной среды мелкими частицами базальтовых волокон;- During the operation of the vehicle, basalt fibers are partially blown away by the flow of exhaust gases from the silencer cavity into the environment, which leads to harmful and harmful to human health air pollution by small particles of basalt fibers;

- Заполнение расширительных камер глушителя волокнистой шумопоглощающей набивкой вызывает некоторую потерю эффективности заглушения низкочастотного шума, вследствие частичной потери объема полости расширительной камеры, заполняющей набивкой (как правило - на частоте низшей нулевой собственной моды полости камеры);- Filling the expansion chambers of the silencer with a fibrous noise-absorbing packing causes some loss in the efficiency of damping low-frequency noise due to the partial loss of the volume of the cavity of the expansion chamber filling the packing (as a rule, at the frequency of the lowest zero eigenmode of the chamber cavity);

- В процессе длительной эксплуатации устройства уменьшается пористость волокнистой набивки камеры из-за накапливающегося воздействия частиц углерода (сажи) и жидкого конденсата ("закоксовывание" пор), что влечет ухудшение звукопоглощающих характеристик волокнистой набивки и соответствующее снижение шумозаглушающей способности глушителя в целом;- During the long-term operation of the device, the porosity of the fibrous packing of the chamber decreases due to the accumulating effect of carbon particles (soot) and liquid condensate (“coking” of the pores), which entails a deterioration in the sound-absorbing characteristics of the fibrous packing and a corresponding decrease in the sound-damping ability of the silencer as a whole;

- Применение базальтовых волокон в технологии производства глушителей связано с вредными условиями производства, вследствие возможного попадания мелких частиц волокон через органы дыхания в организм человека.- The use of basalt fibers in the production technology of silencers is associated with harmful production conditions, due to the possible ingress of small particles of fibers through the respiratory system into the human body.

В связи с изложенными выше техническими, стоимостными и экологическими недостатками и проблемами, продолжаются совершенствоваться конструкции многокамерных резонаторных глушителей, лишенные в той или иной мере многих недостатков присущих глушителям, содержащим волокнистые шумопоглощающие набивки.In connection with the technical, cost, and environmental shortcomings and problems outlined above, the designs of multi-chamber resonator silencers continue to improve, lacking to one extent or another many of the disadvantages inherent in silencers containing fibrous sound-absorbing packings.

В качестве прототипа рассмотрена конструкция глушителя шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, описанная в авторском свидетельстве СССР №1618898, МПК 5 F 01 N, публ. 07.01.91, БИ №1. Глушитель содержит корпус с торцевыми стенками, первый и второй патрубки, установленные в торцевых стенках и частично помещенные внутри корпуса с размещением выходных срезов соответственно со стороны противоположных торцевых стенок и по разные стороны от срединной плоскости, перпендикулярной оси корпуса и проходящей через его геометрический центр, и поперечные перфорированные перегородки, причем первый патрубок пересекает перегородки и снабжен внутренним перфорированным участком, а второй размещен соосно корпусу и снабжен участком перфорации, размещенным между перегородками и помещенным в кожух.As a prototype, the design of the silencer of the exhaust noise of an internal combustion engine is described, described in the USSR author's certificate No. 1618898, IPC 5 F 01 N, publ. 01/07/91, BI No. 1. The silencer comprises a housing with end walls, first and second nozzles installed in the end walls and partially placed inside the housing with the output sections placed respectively from the opposite end walls and on different sides of the median plane perpendicular to the axis of the housing and passing through its geometric center, and transverse perforated partitions, the first pipe crossing the partitions and provided with an internal perforated section, and the second placed coaxially to the housing and provided with a section perforations placed between the partitions and placed in the casing.

Сложная геометрия одного из патрубков (два гиба по длине) усложняют конструкцию глушителя. Кроме того, анализ конструкции глушителя показывает, что в ней имеются потенциальные возможности повысить эффективность шумоглушения, а также уменьшить гидравлические (аэродинамические) сопротивления потоку проходящих по нему выхлопных газов, путем дальнейшей оптимизации конструкции и взаимного расположения отдельных элементов шумоглушения.The complex geometry of one of the pipes (two bends in length) complicates the design of the muffler. In addition, an analysis of the design of the silencer shows that it has the potential to increase the efficiency of sound attenuation, as well as to reduce the hydraulic (aerodynamic) resistance to the flow of exhaust gases passing through it, by further optimizing the design and the relative position of the individual elements of sound attenuation.

Техническим результатом заявляемой полезной модели, который объективно проявляется при ее использовании, является упрощение конструкции, повышение ее технологичности, уменьшение материалоемкости, при одновременном увеличении эффективности снижения шума выхлопа.The technical result of the claimed utility model, which is objectively manifested when using it, is to simplify the design, increase its manufacturability, reduce material consumption, while increasing the efficiency of reducing exhaust noise.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели, охарактеризованный независимым п.1 формулы полезной модели, достигается тем, что в известном многокамерном глушителе шума выхлопа отработавших газов ДВС колесного транспортного средства, в частности легкового автомобиля, The specified technical result in the implementation of the utility model, characterized by the independent claim 1 of the formula of the utility model, is achieved by the fact that in the well-known multi-chamber muffler of the exhaust gas exhaust silencer of an internal combustion engine of a wheeled vehicle, in particular a passenger car,

содержащем впускной и выпускной трубопроводы, присоединенные к цилиндрическому корпусу овального поперечного сечения к его торцовым стенкам, причем впускной трубопровод включает внешний присоединительный участок, для подключения полости глушителя к выхлопному трубопроводу трассы системы выхлопа ДВС и частично перфорированный внутренний участок, пересекающий разделяющие полость глушителя на три камеры (впускную, промежуточную и выпускную) поперечные перфорированные перегородки, выпускной трубопровод, включающий частично перфорированный внутренний участок, пересекающий названные перегородки и внешний участок, в виде присоединительной хвостовой трубы, заканчивающейся свободным открытым срезом, оси внутренних участков трубопроводов расположены аксиально относительно оси корпуса глушителя, расстояние между осями внутренних участков патрубков составляет (0,63±0,01)D/2, где D - размер большей оси овала поперечного сечения корпуса глушителя, при этом названные внутренние участки трубопроводов имеют одинаковый внутренний диаметр проходного поперечного сечения, впускной трубопровод снабжен рассеивателем низкочастотных резонансных колебаний на низших собственных резонансных продольных модах газового объема полости впускного трубопровода, выполненным в виде охваченного кожухом пояса сквозной перфорации выполненной в стенке внутреннего участка впускного трубопровода смонтированного в камере глушителя, образованной торцовой стенкой, на которой впускной трубопровод закреплен и смежной с ней перфорированной перегородкой, при этом суммарная площадь проходных сечений отверстий в поясе сквозной перфорации стенки впускного трубопровода составляет 0,6±0,02 от площади проходного поперечного сечения внутреннего участка впускного трубопровода, при этом открытый срез внутреннего участка впускного трубопровода, с учетом его динамического удлинения присоединенной к свободному открытому срезу дополнительной колеблющейся массы газа, размещен во впускной камере вблизи плоскости перпендикулярного сечения корпуса глушителя, проходящей через геометрический центр суммарного объема полостей впускной и промежуточной камер, открытый срез внутреннего участка выпускного трубопровода смещен от центра объема полости выпускной камеры, в которой он расположен, в сторону перфорированной перегородки, ограничивающей выпускную камеру, на величину (0,2...0,4)d, где d - диаметр проходного поперечного сечения внутреннего участка выпускного трубопровода, containing inlet and outlet pipes connected to a cylindrical body of oval cross-section to its end walls, the inlet pipe including an external connecting section for connecting the silencer cavity to the exhaust pipe of the internal combustion engine exhaust system and a partially perforated inner section crossing the silencer cavity separating into three chambers (inlet, intermediate and exhaust) transverse perforated partitions, exhaust pipe, including partially perforated A defined inner section intersecting the said partitions and the outer section, in the form of a connecting tail pipe ending with a free open cut, the axes of the internal sections of the pipelines are axially relative to the axis of the silencer body, the distance between the axes of the internal sections of the pipes is (0.63 ± 0.01) D / 2, where D is the size of the larger axis of the oval of the cross section of the silencer body, while the said internal sections of the pipelines have the same inner diameter of the passage cross section, inlet The th pipeline is equipped with a diffuser of low-frequency resonance oscillations at the lower intrinsic resonant longitudinal modes of the gas volume of the inlet pipe cavity, made in the form of a through perforation covered by a casing, made in the wall of the inner section of the inlet pipe mounted in the silencer chamber, formed by the end wall on which the inlet pipe is fixed and adjacent with it a perforated partition, with the total area of the bore holes in the belt through the perforation The wall of the inlet pipe is 0.6 ± 0.02 of the passage cross-sectional area of the inner section of the inlet pipe, while an open section of the inner section of the inlet pipe, taking into account its dynamic extension, is attached to a free open section of an additional oscillating mass of gas, placed in the inlet chamber near the plane of the perpendicular section of the silencer body passing through the geometric center of the total volume of the cavities of the intake and intermediate chambers, an open cut inside the early section of the exhaust pipe is offset from the center of the volume of the cavity of the exhaust chamber in which it is located, towards the perforated partition restricting the exhaust chamber, by the amount of (0.2 ... 0.4) d, where d is the diameter of the passage cross section of the inner section exhaust pipe

пояс перфорации стенки внутреннего участка выпускного трубопровода размещен между перфорированными перегородками и пересекает геометрический центр объема полости камеры глушителя, при этом суммарная площадь проходных сечений отверстий перфорации стенки названного пояса выпускного трубопровода составляет 1,0±0,05d от площади проходного сечения внутреннего участка выпускного трубопровода, суммарная площадь перфорации отверстий в перегородке, ограничивающей впускную камеру, составляет 1,75±0,05 от площади проходного поперечного сечения внутреннего участка впускного трубопровода, а суммарную площадь перфорации отверстий в перегородке, ограничивающей выпускную камеру, составляет 0,8±0,05 от площади проходного поперечного сечения внутреннего участка выпускного трубопровода.the wall perforation belt of the inner section of the exhaust pipe is located between the perforated partitions and intersects the geometric center of the volume of the cavity of the silencer chamber, while the total area of the passage sections of the wall perforations of the said belt of the exhaust pipe is 1.0 ± 0.05d of the passage section area of the inner section of the exhaust pipe, the total area of perforation of the holes in the partition restricting the inlet chamber is 1.75 ± 0.05 of the passage cross-sectional area the inner section of the inlet pipe, and the total area of perforation of the holes in the partition restricting the exhaust chamber is 0.8 ± 0.05 of the passage cross-sectional area of the inner section of the exhaust pipe.

При таком конструктивном исполнении конструкция глушителя упрощается, а затраты на его изготовление снижаются. При этом шумозаглушающая эффективность глушителя не только не ухудшается, но и возрастает в связи с тем, что в заявляемой конструкции созданы условия для минимизации сопротивлений (за счет упрощения конструкции) и увеличения доли рассеивания акустической энергии в отверстиях перфорации патрубков и перегородок (за счет эффективной акустической настройки). Оптимизация степени перфорации патрубков и внутренних перегородок глушителя позволила обеспечить низкие гидравлические (аэродинамические) сопротивления газовому потоку, что снизило потери эффективной мощности ДВС. Приведенные в п.1 формулы полезной модели узкие диапазоны геометрических параметров учитывают технологические особенности промышленного исполнения глушителя, которое заявленным полем допуска предполагает некоторые ограниченные отклонения размеров от их оптимального значения, что и учтено при составлении независимого п.1 формулы полезной модели.With this design, the silencer design is simplified, and the cost of its manufacture is reduced. At the same time, the silencing efficiency of the muffler not only does not deteriorate, but also increases due to the fact that the claimed design creates conditions for minimizing resistances (by simplifying the design) and increasing the proportion of acoustic energy dissipation in the perforation holes of the pipes and partitions (due to the effective acoustic settings). Optimization of the degree of perforation of the pipes and internal walls of the silencer made it possible to provide low hydraulic (aerodynamic) resistance to the gas flow, which reduced the loss of effective power of the internal combustion engine. The narrow ranges of geometric parameters given in claim 1 of the utility model formula take into account the technological features of the industrial design of the muffler, which, by the declared tolerance field, implies some limited deviations of sizes from their optimal value, which was taken into account when drawing up the independent claim 1 of the utility model formula.

Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".Comparison of scientific, technical and patent documentation on the priority date in the main and related sections of the MKI shows that the set of essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". При этом промышленный выпуск полезной The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, meets the patentability condition "industrial applicability". At the same time, industrial production is useful

модели возможен на типичном для технологии изготовления глушителей оборудовании с применением известных, хорошо отработанных технологий.Models are possible on equipment typical for the technology of manufacturing silencers using well-known well-established technologies.

Другие особенности и преимущества заявляемой полезной модели станут понятны из следующего детального описания, приведенного исключительно в форме не ограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие предпочтительный вариант реализации, на котором показана схема предлагаемого глушителя шума выхлопа и его отдельных составляющих элементов.Other features and advantages of the claimed utility model will become apparent from the following detailed description, given solely in the form of a non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, illustrating a preferred embodiment, which shows a diagram of the proposed exhaust silencer and its individual components.

На фиг.1 показана схема подключения заявляемого глушителя к трассе системы выпуска отработавших газов ДВС, стрелками показана траектория движения отработавших (выхлопных) газов внутри полости корпуса глушителя;Figure 1 shows the connection diagram of the inventive muffler to the exhaust system of the engine exhaust system, the arrows show the path of the exhaust (exhaust) gases inside the cavity of the muffler;

На фиг.2 показан вариант конструктивного исполнения заявляемого глушителя выхлопа;Figure 2 shows an embodiment of the inventive exhaust silencer;

На фиг.3 показано устройство выпускной камеры глушителя;Figure 3 shows the device of the exhaust chamber of the muffler;

На фиг.4 показана эпюра распределения полей звуковых давлений в полости выпускной камеры глушителя на низшей (первой) собственной резонансной продольной моде колебаний газового объема камеры глушителя;Figure 4 shows a plot of the distribution of sound pressure fields in the cavity of the exhaust chamber of the silencer on the lower (first) intrinsic resonant longitudinal mode of oscillation of the gas volume of the silencer chamber;

На фиг.5 представлена схема заявляемого глушителя;Figure 5 presents a diagram of the inventive silencer;

На фиг.6-7 показаны эпюры распределения полей звуковых давлений в полости корпуса глушителя на низших (соответственно первой и второй) собственных резонансных продольных модах колебаний газового объема камеры глушителя;Figures 6-7 show diagrams of the distribution of sound pressure fields in the cavity of the silencer body at the lower (first and second) eigen resonant longitudinal modes of vibration of the gas volume of the silencer chamber;

На фиг.8 схематично показан впускной трубопровод, снабженный рассеивателем низкочастотных резонансных колебаний;On Fig schematically shows an inlet pipe equipped with a diffuser of low-frequency resonant oscillations;

На фиг.9-11 показано распределение низших (с первой по третью) собственных резонансных продольных мод колебаний газового объема в полости впускного трубопровода;Figure 9-11 shows the distribution of the lowest (first through third) eigen resonant longitudinal modes of oscillations of the gas volume in the cavity of the inlet pipe;

На фиг.12 показано устройство впускной и промежуточной камер глушителя;On Fig shows the device inlet and intermediate chambers of the muffler;

На фиг.13-16 показаны эпюры распределения полей звуковых давлений на низших (соответственно с первой по четвертую) собственных резонансных продольных модах колебаний газового объема в суммарной (обобщенной) полости впускной и промежуточной камерах глушителя;On Fig-16 shows the diagrams of the distribution of the sound pressure fields on the lower (first to fourth, respectively) eigen resonant longitudinal modes of oscillations of the gas volume in the total (generalized) cavity of the intake and intermediate silencer chambers;

На фиг.17 показано поперечное сечение по А-А корпуса глушителя;On Fig shows a cross section along aa the silencer body;

На фиг.18 и 19 соответственно показаны эпюры распределения полей звуковых давлений в полости корпуса глушителя на низших первой и второй собственных резонансных радиальных модах колебаний газового объема камеры глушителя;Figures 18 and 19 respectively show diagrams of the distribution of sound pressure fields in the cavity of the silencer body at the lower first and second eigen resonant radial modes of oscillation of the gas volume of the silencer chamber;

На фиг.20...22 приведены результаты экспериментальной оценки шумозаглушающей эффективности заявляемого глушителя. Испытания проводились на легковом автомобиле класса В, оборудованном четырехцилиндровым четырехтактным ДВС, рабочим объемом 1,6 литра, установленном на динамометрическом стенде с беговыми барабанами в большой полубезэховой акустической камере. В частности:In Fig.20 ... 22 shows the results of an experimental evaluation of the noise suppressing effectiveness of the inventive silencer. The tests were carried out on a Class B passenger car equipped with a four-cylinder four-stroke internal combustion engine, a working volume of 1.6 liters, mounted on a dynamometer with running drums in a large semi-anechoic acoustic chamber. In particular:

На фиг.20 представлены графики изменения общих уровней звука (шума) выхлопа в дБА;On Fig presents graphs of changes in the total sound levels (noise) of the exhaust in dBA;

На фиг.21 представлены уровни шума выхлопа на основной частоте рабочего процесса (частоте следования выхлопных импульсов по выхлопной трассе), равной Гц (где n - число оборотов четырехтактного 60 четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания);On Fig presents the noise levels of the exhaust at the main frequency of the working process (the frequency of the exhaust pulses along the exhaust route), equal to Hz (where n is the number of revolutions of the four-stroke 60 four-cylinder internal combustion engine);

На фиг.22 представлен 1/3 октавный спектр уровней шума выхлопа, регистрируемый в 0,25 м от открытого (свободного) среза хвостовой трубы основного глушителя, под углом 60° к ее оси, на оборотах максимального крутящего момента n=3500 об/мин, при полной нагрузке (полностью открытой дроссельной заслонке).On Fig presents 1/3 octave spectrum of exhaust noise levels recorded at 0.25 m from the open (free) cut of the tail pipe of the main muffler, at an angle of 60 ° to its axis, at maximum torque n = 3500 rpm at full throttle (fully open throttle).

Буквенными обозначениями на чертежах показаны:The letters in the drawings show:

O-O - продольная ось полости корпуса глушителя, проходящая через его геометрический центр -Ц-;O-O is the longitudinal axis of the cavity of the silencer body passing through its geometric center -C-;

Х-Х - срединная поперечная плоскость глушителя;X-X - the median transverse plane of the muffler;

Y-Y - плоскость перпендикулярного сечения корпуса глушителя, проходящая через геометрический центр -Ц₁- суммарного объема полостей впускной и промежуточной камер;YY is the plane of the perpendicular section of the silencer body passing through the geometric center -C ₁ - the total volume of the cavities of the inlet and intermediate chambers;

D - размер большей оси овала поперечного сечения корпуса глушителя, мм;D is the size of the larger axis of the oval of the cross section of the silencer body, mm;

d - диаметр проходного поперечного сечения внутреннего участка впускного или выпускного трубопроводов, мм;d is the diameter of the passage cross section of the inner section of the inlet or outlet pipelines, mm;

ε - расстояние между осями внутренних участков трубопроводов, мм;ε is the distance between the axes of the internal sections of the pipelines, mm;

Δ - величина смещения свободного открытого среза внутреннего участка выпускного трубопровода от центра выпускной камеры, мм;Δ is the offset value of the free open section of the inner section of the exhaust pipe from the center of the exhaust chamber, mm;

L - общая длина внутренней полости глушителя, мм;L is the total length of the internal cavity of the muffler, mm;

L1 - длина полости выпускной камеры, мм;L1 is the length of the cavity of the exhaust chamber, mm;

L2 - длина суммарной полости впускной и промежуточной камер, мм;L2 is the length of the total cavity of the inlet and intermediate chambers, mm;

К - длина впускного трубопровода, включающая внешний присоединительный участок и внутренний, частично перфорированный участок мм;K is the length of the inlet pipe, including the external connecting section and the internal, partially perforated section mm;

P_i - на представленных в графической части эпюрах - величина соответствующего звукового давления.P _i - on the diagrams presented in the graphic part - the value of the corresponding sound pressure.

Многокамерный глушитель шума выхлопа отработавших газов ДВС колесного транспортного средства, в частности легкового автомобиля, содержит впускной и выпускной трубопроводы, присоединенные к цилиндрическому корпусу 1 овального поперечного сечения к его торцовым стенкам 2 и 3, причем впускной трубопровод включает внешний 4 присоединительный участок, для подключения полости глушителя к выхлопному трубопроводу трассы 5 системы выпуска отработавших газов, фиг.1, ДВС и частично перфорированный внутренний участок 6, пересекающий разделяющие полость глушителя на отдельные камеры (впускную 7, промежуточную 8 и выпускную 9 поперечные перфорированные перегородки 10 и 11, выпускной трубопровод, который включает частично перфорированный внутренний участок 12, пересекающий названные перегородки и внешний участок в виде хвостовой трубы 13, заканчивающейся свободным открытым срезом 14. Оси внутренних участков 6 и 12 трубопроводов расположены аксиально относительно оси O-O корпуса 1 глушителя, а расстояние между ними составляет (0,63±0,01)D/2, где D - размер большей оси овала корпуса глушителя. Названные участки 6 и 12 трубопроводов имеют одинаковый внутренний диаметр -d- проходного поперечного сечения. Впускной трубопровод снабжен рассеивателем низкочастотных резонансных колебаний на низших собственных резонансных продольных модах (фиг.9-11) колебаний газового объема в полости впускного трубопровода, выполненным в виде охваченного The multi-chamber silencer of the exhaust gas exhaust gas of an internal combustion engine of a wheeled vehicle, in particular a passenger car, contains inlet and outlet pipes connected to an oval cross-section cylindrical body 1 to its end walls 2 and 3, the intake pipe including an external 4 connecting section for connecting the cavity a muffler to the exhaust pipe of the route 5 of the exhaust system, FIG. 1, ICE and a partially perforated inner section 6 crossing the separating silencer chamber into separate chambers (inlet 7, intermediate 8 and exhaust 9 transverse perforated partitions 10 and 11, an exhaust pipe that includes a partially perforated inner section 12 intersecting the said partitions and the outer section in the form of a tail pipe 13 ending with a free open cut 14. The axis of the internal sections 6 and 12 of the pipelines are axially relative to the OO axis of the silencer body 1, and the distance between them is (0.63 ± 0.01) D / 2, where D is the size of the larger axis of the muffler body oval. The named sections 6 and 12 of the pipelines have the same inner diameter -d- through passage cross-section. The inlet pipe is equipped with a diffuser of low-frequency resonant vibrations in the lower intrinsic resonant longitudinal modes (Figs. 9-11) of the gas volume oscillations in the cavity of the inlet pipe, made in the form of

кожухом 15 пояса 16 сквозной перфорации стенки внутреннего участка 6 впускного трубопровода и смонтированного в камере глушителя, образованной торцовой стенкой 3, на которой впускной трубопровод закреплен и смежной с ней перфорированной перегородкой 11, при этом суммарная площадь проходных сечений отверстий выполненных в поясе 16 сквозной перфорации составляет 0,6±0,02 от площади проходного поперечного сечения внутреннего участка 6 впускного трубопровода. Открытый срез 17 внутреннего участка 6 впускного трубопровода, с учетом его динамического удлинения (присоединенной к срезу дополнительной колеблющейся массы газа), размещен во впускной камере 7, вблизи плоскости Y-Y перпендикулярного сечения полости корпуса 1 глушителя, проходящей через геометрический центр -Ц₁- суммарного объема полостей впускной 7 и промежуточной 8 камер. Открытый срез 18 внутреннего участка 12 выпускного трубопровода смещен от центра выпускной камеры 9, в которой он расположен, в сторону перфорированной перегородки 11, ограничивающей выпускную камеру 9, на величину Δ=(0,2...0,4)d. Пояс 19 перфорации стенки внутреннего участка 12 выпускного трубопровода размещен между перфорированными перегородками 10 и 11 и пересекает геометрический центр -Ц- полости камеры глушителя, при этом суммарная площадь проходных сечений отверстий перфорации названного пояса 19 составляет 1,0±0,05d площади проходного поперечного сечения внутреннего участка 12 выпускного трубопровода, где d - диаметр проходного поперечного сечения внутреннего участка 12 выпускного трубопровода. Суммарная площадь перфорации отверстий 20 в перегородке 10, ограничивающей впускную камеру 7, составляет 1,75±0,05 от площади проходного поперечного сечения внутреннего участка 6 впускного трубопровода, а суммарная площадь перфорации отверстий 21 в перегородке 11, ограничивающей выпускную камеру 9, составляет 0,8±0,05 от площади проходного поперечного сечения внутреннего участка 12 выпускного трубопровода.the casing 15 of the belt 16 through the perforation of the wall of the inner portion 6 of the inlet pipe and mounted in the chamber of the muffler formed by the end wall 3, on which the inlet pipe is fixed and adjacent to it with a perforated partition 11, while the total area of the passage sections of the holes made in the belt 16 of the through perforation is 0.6 ± 0.02 of the area of the passage cross section of the inner section 6 of the inlet pipe. An open section 17 of the inner section 6 of the intake pipe, taking into account its dynamic elongation (attached to the section of an additional oscillating mass of gas), is placed in the inlet chamber 7, near the plane YY of the perpendicular section of the cavity of the silencer body 1 passing through the geometric center -C _{1 of the} total volume cavities inlet 7 and intermediate 8 chambers. An open cut 18 of the inner section 12 of the exhaust pipe is offset from the center of the exhaust chamber 9, in which it is located, in the direction of the perforated partition 11 restricting the exhaust chamber 9, by the value Δ = (0.2 ... 0.4) d. The wall perforation belt 19 of the inner section 12 of the exhaust pipe is located between the perforated partitions 10 and 11 and intersects the geometric center -C- cavity of the silencer chamber, while the total area of the passage sections of the perforation holes of the said belt 19 is 1.0 ± 0.05d of the area of the passage cross section the inner section 12 of the exhaust pipe, where d is the diameter of the passage cross section of the inner section 12 of the exhaust pipe. The total area of perforation of the holes 20 in the partition 10, limiting the inlet chamber 7, is 1.75 ± 0.05 of the area of the passage cross section of the inner section 6 of the inlet pipe, and the total area of perforation of the holes 21 in the partition 11, bordering the outlet chamber 9, is 0 , 8 ± 0.05 from the area of the passage cross section of the inner section 12 of the exhaust pipe.

Дополнительно на фиг.1 показаны - дополнительный глушитель (резонатор) 22, блок каталитического нейтрализатора выпускных газов (катколлектор) 23, выпускной клапан ДВС 24 и камера сгорания 25 ДВС.In addition, Fig. 1 shows an additional silencer (resonator) 22, an exhaust gas catalytic converter unit (collector) 23, an internal combustion engine exhaust valve 24, and an internal combustion engine combustion chamber 25.

Пояс 16 сквозной перфорации стенки внутреннего участка 6 впускного трубопровода, охваченный кожухом 15, как составной фрагмент участка впускного трубопровода, составленного из собственно внутреннего участка 6 и внешнего присоединительного участка 4, сообщающего полость корпуса 1 глушителя с The belt 16 through the perforation of the wall of the inner portion 6 of the intake manifold, covered by the casing 15, as a composite fragment of the portion of the intake manifold composed of the actual inner portion 6 and the outer connecting portion 4, communicating the cavity of the body 1 of the muffler with

полостью дополнительного глушителя 22, образуя с ним взаимодействующие акустические волноводы с резонансным возбуждением в них собственных форм колебаний (собственных мод), расположен максимально приближенно к торцевой стенке 3 корпуса глушителя и на максимально возможном удаленном расстоянии от динамического открытого среза 17 внутреннего участка 6 впускного трубопровода, (с учетом присоединенной к срезу 17 дополнительной колеблющейся массы газа), и образует настроенный акустический резонатор (рассеиватель низкочастотных резонансных колебаний газа), выполняющий функцию подавления низших собственных резонансных продольных мод, фиг.9-11, колебаний объема газа в полости протяженного (габаритного) волновода - впускного трубопровода, фиг.8, в виде газопровода с открытыми торцами (открытыми концевыми участками). Наличие рассеивателя низкочастотных резонансных колебаний газа предотвращает усиленную резонансную передачу звуковой энергии по выхлопному трубопроводу из трассы 5 системы выпуска отработавших газов в полость корпуса 1 глушителя. Состав элементов, последовательно установленных в трассе системы выхлопа для различных транспортных средств может быть различным, но, как правило, обязательно включает выхлопной коллектор (с разветвленной внутренней полостью), в ряде случаев - совмещенный с нейтрализатором (катколлектором), один или несколько дополнительных глушителей, один или несколько основных глушителей. В любом случае, вход внешнего присоединительного участка 4 впускного трубопровода присоединяется к выходу предыдущего элемента (в конкретном, показанном на фиг.1 случае - дополнительному глушителю 22) входящего в состав трассы системы выпуска отработавших газов.the cavity of the additional muffler 22, forming interacting acoustic waveguides with resonant excitation of their own vibration modes (eigenmodes) in them, is located as close as possible to the end wall 3 of the muffler and at the maximum possible distance from the dynamic open section 17 of the inner section 6 of the intake pipe, (taking into account the additional oscillating mass of gas attached to the section 17), and forms a tuned acoustic resonator (low-frequency resonant diffuser oscillations of gas), which performs the function of suppressing the lower intrinsic resonant longitudinal modes, Figs. 9-11, oscillations of the gas volume in the cavity of an extended (dimensional) waveguide — the inlet pipe, Fig. 8, in the form of a gas pipeline with open ends (open end sections). The presence of a diffuser of low-frequency resonant gas oscillations prevents amplified resonant transmission of sound energy through the exhaust pipe from route 5 of the exhaust system to the cavity of the silencer housing 1. The composition of elements sequentially installed in the exhaust system route for various vehicles may be different, but, as a rule, it necessarily includes an exhaust manifold (with a branched internal cavity), in some cases combined with a neutralizer (collector), one or more additional silencers, one or more main silencers. In any case, the input of the external connecting section 4 of the inlet pipe is connected to the output of the previous element (in the specific case shown in FIG. 1, an additional silencer 22) of the exhaust system of the exhaust system.

Поскольку перегородка 11, ограничивающая выпускную камеру 9 относительно слабо перфорирована отверстиями 21, а перегородка 10, ограничивающая впускную камеру 7, относительно сильно перфорирована отверстиями 20, то объем полости глушителя, сформированный полостями впускной 7 и промежуточной 8 камер, с точки зрения акустики) можно рассматривать как отдельную (автономную) камеру, фиг.12, распределение уровней звуковых давлений в которой на низших собственных резонансных модах представлено на фиг.13-16. С одной стороны, это способствует увеличению диапазона заглушаемых частот (глушитель начинает работать с более низких частот) вследствие образованного большого суммарного объема камеры. С другой стороны, размещение открытого динамического среза 17 вблизи плоскости Since the baffle 11 restricting the exhaust chamber 9 is relatively weakly perforated by the openings 21, and the baffle 10 bounding the inlet chamber 7 is relatively strongly perforated by the openings 20, the volume of the silencer cavity formed by the cavities of the inlet 7 and the intermediate 8 chambers can be considered from the point of view of acoustics) as a separate (autonomous) camera, Fig. 12, the distribution of sound pressure levels in which at the lower eigen resonant modes is shown in Figs. 13-16. On the one hand, this helps to increase the range of muffled frequencies (the muffler starts to work at lower frequencies) due to the large total volume of the chamber formed. On the other hand, the placement of the open dynamic slice 17 near the plane

Y-Y обеспечивает минимальное (см. фиг.13) возбуждение наиболее энергоемкой первой (и далее - всех последующих более высоких нечетных) продольных собственных резонансных мод колебаний газа в "суммарной" полости камер 7 и 8. Одновременно с этим, см. фиг.17-19, взаимное расположение осей внутренних участков 6 и 12 на расстоянии -ε-, предотвращает передачу открытым динамическим срезом 17 возбужденной внутренним участком 12 выпускного трубопровода второй радиальной, фиг.19, собственной резонансной моды колебаний. Аналогичным образом, см. фиг.3, открытый динамический срез 18 внутреннего участка 12 выпускного трубопровода слабо влияет на возбуждение первой собственной продольной резонансной моды колебаний, см. фиг.4, в полости выпускной камеры 9, а соосное с корпусом 1 расположение внутреннего участка 12 выпускного трубопровода сводит к минимуму (ослабляет) передачу в окружающую среду излучения звука на возбужденной низшей собственной резонансной радиальной моде колебаний газового объема полости глушителя.YY provides minimal (see Fig. 13) excitation of the most energy-consuming first (and then all subsequent higher odd) longitudinal eigen resonant modes of gas oscillations in the "total" cavity of chambers 7 and 8. At the same time, see Fig. 17- 19, the relative position of the axes of the inner sections 6 and 12 at a distance of -ε- prevents the open, dynamic section 17 of the second radial, excited by the inner section 12 of the exhaust pipe, Fig.19, intrinsic resonant mode of oscillation. Similarly, see figure 3, the open dynamic section 18 of the inner section 12 of the exhaust pipe weakly affects the excitation of the first own longitudinal resonant vibrational mode, see figure 4, in the cavity of the exhaust chamber 9, and the location of the inner section 12 coaxial with the housing 1 the exhaust pipe minimizes (weakens) the transmission of sound radiation to the environment at the excited lower intrinsic resonant radial mode of oscillation of the gas volume of the silencer cavity.

Расположение перфорированного участка 19 в зоне геометрического центра -Ц- полости корпуса 1 глушителя соответствует размещению этого участка в зоне максимальных значений (пучностей) скоростей колебаний газа на первой собственной продольной резонансной форме колебаний (эпюра распределения скоростей смещена по фазе от эпюры распределения давлений на 90°), всей полости корпуса 1 глушителя, что способствует эффективному преобразованию этой зоной перфорации транспортируемой звуковой энергии в тепловую, в результате интенсивных фрикционных потерь пульсирующего газа с максимальными значениями виброскоростей о стенки отверстий перфорированного участка 19.The location of the perforated section 19 in the zone of the geometric center -C-cavity of the silencer body 1 corresponds to the location of this section in the zone of maximum values (antinodes) of the gas vibration velocities on the first intrinsic longitudinal resonance waveform (the velocity distribution diagram is 90 ° out of phase from the pressure distribution diagram ), the entire cavity of the body 1 of the muffler, which contributes to the effective conversion of the transported sound energy into thermal energy by this perforation zone, as a result of intense frictional loss pulsing gas with the maximum values of vibration of the wall portion 19 of the perforated holes.

Конкретные значения выбора соотношений геометрических параметров были установлены в ходе проведения подтверждающих экспериментов, результаты которых приведены ниже.Specific values for the selection of the ratios of geometric parameters were established during the confirmatory experiments, the results of which are given below.

Работает многокамерный глушитель, представленный на фиг.2, обычным образом. Выхлопные газы (см. стрелки) и сопровождающие их звуковые волны ("зашумленные" выхлопные газы) по впускному трубопроводу выхлопной трассы системы выпуска отработавших газов ДВС транспортного средства, через срез 17 его внутреннего участка 6 попадают во впускную камеру 7 глушителя. Из камеры 7 газовый поток и звуковые волны (зашумленный газовый поток), через отверстия 20 перфорации в перегородке 10 попадают в промежуточную камеру 8 и, одновременно с этим через отверстия 21 перфорации в перегородке 11 The multi-chamber silencer shown in FIG. 2 operates in the usual manner. The exhaust gases (see arrows) and the sound waves accompanying them (“noisy” exhaust gases) pass through the inlet pipe of the exhaust route of the exhaust system of the internal combustion engine of the vehicle through the cut 17 of its inner section 6 into the intake chamber 7 of the muffler. From the chamber 7, the gas stream and sound waves (noisy gas stream), through the perforation holes 20 in the partition 10 enter the intermediate chamber 8 and, at the same time, through the perforation holes 21 in the partition 11

зашумленный газовый поток попадает в выпускную камеру 9. Из камеры 9 через открытый динамический срез 18 и из камеры 8 через отверстия перфорации пояса 19 значительно ослабленные звуковой и газопульсирующий потоки по выпускному трубопроводу, включающему участки 12 и 13, через свободный открытый срез 14 хвостовой трубы 13 выводятся в окружающую среду. При этом, в процессе протекания непрерывных многократных отражений распространяющихся звуковых волн в полостях камер глушителя, образующиеся обратные отраженные звуковые волны взаимодействуют с прямыми падающими звуковыми волнами и вследствие противофазных сложений (взаимодействий) - частично компенсируются с уменьшением результирующих амплитудных значений. В зонах резких изменений поперечных сечений волновода (например, сечений трубопровода и сечение корпуса глушителя) и сопутствующего процесса возникающих фрикционных потерь (в основном - трения пульсирующего газа о поверхности стенок сквозных отверстий перфорации), в особенности - при резонансных колебаниях газа с большими амплитудами и скоростями колебаний в горлышках отверстий перфорации, возникают необратимые процессы преобразования звуковой (колебательной) энергии в тепловую энергию (в результате трения), с соответствующим ослаблением передачи звуковой энергии по трассе выпускной системы последовательно передаваемых из впускной 7, промежуточной 8 и выпускной 9 расширительных камер, в окружающую среду.a noisy gas stream enters the exhaust chamber 9. From the chamber 9 through the open dynamic section 18 and from the chamber 8 through the perforation holes of the belt 19, the sound and gas-pulsating flows are significantly attenuated through the exhaust pipe including sections 12 and 13, through a free open section 14 of the tail pipe 13 are released into the environment. Moreover, in the process of continuous multiple reflections of propagating sound waves in the cavities of the silencer chambers, the generated reflected sound waves interact with the direct incident sound waves and, due to antiphase additions (interactions), are partially compensated with a decrease in the resulting amplitude values. In areas of sharp changes in the cross sections of the waveguide (for example, pipe sections and the cross section of the silencer body) and the accompanying process of frictional losses (mainly friction of the pulsating gas on the surface of the walls of the through holes of the perforation), in particular for resonant gas vibrations with large amplitudes and velocities oscillations in the necks of perforation holes, irreversible processes of conversion of sound (vibrational) energy into thermal energy (as a result of friction) arise, with a corresponding weakening the transmission of sound energy along the route of the exhaust system sequentially transmitted from the inlet 7, intermediate 8 and outlet 9 expansion chambers to the environment.

В сравнении с прототипом заявляемая полезная модель более технологична в изготовлении и отличается менее металлоемкой, более простой и дешевой конструкцией. Вместе с тем, более высокая эффективность (шумозаглушающая способность) глушителя достигнута за счет его более оптимальной акустической настройки глушителя, путем более рационального размещения его отдельных элементов шумоглушения в расширительных камерах корпуса глушителя, подтверждаемой выполненными экспериментальными оценками, приведенными на фиг.20...22. Из представленных графиков наглядно видно, что шумозаглушающая эффективность заявляемой конструкции глушителя, смонтированного в составе штатных элементов серийной системы выпуска отработавших газов ДВС легкового автомобиля В-класса, в сравнении с установленным штатным основным глушителем шума выхлопа в составе с другими штатными элементами системы (нейтрализатором, дополнительным глушителем), является более высокой. Заявляемый глушитель в составе штатной Compared with the prototype, the claimed utility model is more technological in manufacture and is less metal-intensive, simpler and cheaper in design. At the same time, a higher efficiency (silencing ability) of the silencer is achieved due to its more optimal acoustic tuning of the silencer, by a more rational placement of its individual silencing elements in the expansion chambers of the silencer body, confirmed by the experimental estimates shown in Figs. 20 ... 22 . From the graphs presented, it is clearly seen that the noise-attenuating efficiency of the inventive design of the muffler mounted as a part of the standard elements of the exhaust system of the internal combustion engine exhaust system of a B-class passenger car, in comparison with the established standard main exhaust silencer as part of other standard elements of the system (neutralizer, additional silencer) is higher. The inventive silencer as part of the standard

системы выхлопа показал более высокую эффективность заглушения шума выхлопа:exhaust systems showed a higher efficiency of damping exhaust noise:

- по общим уровням (фиг.20) - эффект дополнительного снижения шума составил до 8 дБА;- according to general levels (Fig. 20) - the effect of additional noise reduction was up to 8 dBA;

- дополнительное (к штатной системе) снижение уровня шума на основной частоте рабочего процесса Гц (фиг.21) составляет до 8,5 дБА;- additional (to the standard system) noise reduction at the main frequency of the working process Hz (Fig. 21) is up to 8.5 dBA;

- в 1/3 октавном спектре шума выхлопа с центрами 100, 125, 160, 200 и 250 Гц при работе ДВС на оборотах 3500 об/мин уровень шума дополнительно (к штатной системе) снижен на 1,6...7,7 дБА, а в диапазоне частот 400...2000 Гц - до 5,5 дБА (фиг.22).- in the 1/3 octave spectrum of exhaust noise with centers of 100, 125, 160, 200 and 250 Hz when the engine is running at 3500 rpm, the noise level additionally (to the standard system) is reduced by 1.6 ... 7.7 dBA and in the frequency range 400 ... 2000 Hz - up to 5.5 dBA (Fig. 22).

Благодаря применению заявляемого технического устройства, выполненного в соответствии с приведенным описанием и формулой полезной модели, становится возможным оперативно освоить в производстве новую, более эффективную и более качественную (из-за простоты) конструкцию глушителей шума выпуска отработавших газов ДВС, приемлемую для массового использования на легковых автомобилях.Thanks to the use of the claimed technical device, made in accordance with the description and the formula of the utility model, it becomes possible to quickly master the production of a new, more efficient and better (due to simplicity) design of ICE exhaust exhaust silencers, acceptable for mass use in cars cars.

Разумеется, полезная модель не ограничивается описанным выше конкретным конструктивным примером ее осуществления, показанным на прилагаемых фигурах. Остаются возможными несущественные изменения различных элементов, либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объема притязаний (защиты) настоящей полезной модели.Of course, the utility model is not limited to the specific constructive example of its implementation described above, shown in the accompanying figures. Minor changes of various elements remain possible, or their replacement with technically equivalent ones that do not go beyond the scope of the claims (protection) of this utility model.

Claims

A multi-chamber exhaust silencer of an internal combustion engine exhaust gas of a wheeled vehicle, in particular a passenger car, comprising an intake and exhaust pipe connected to an oval cylindrical body of cross section to its end walls, the intake pipe including an external connection portion for connecting a silencer cavity to the exhaust pipe of the route ICE exhaust systems and a partially perforated inner section intersecting the muffler cavity separating into three chambers ( starting, intermediate and final) transverse perforated partitions, an exhaust pipe including a partially perforated inner section intersecting said partitions and an external section, in the form of a connecting tail pipe ending in a free open section, characterized in that the axes of the inner sections of the pipelines are axially relative to the axis of the body silencer, the distance between the axes of the inner sections of the nozzles is (0.63 ± 0.01) D / 2, where D is the size of the larger axis of the oval of the cross section silencer body, the above-mentioned internal sections of the pipelines have the same internal diameter of the passage cross section, the inlet pipe is equipped with a diffuser of low-frequency resonance vibrations in the lower intrinsic resonant longitudinal modes of the gas volume of the cavity of the inlet pipe, made in the form of a through perforation covered by a casing made in the wall of the inner section an inlet pipe mounted in a silencer chamber formed by an end wall on which the fast pipeline is fixed and a perforated partition adjacent to it, while the total area of the passage sections of the holes in the belt of perforation of the wall of the inlet pipe is 0.6 ± 0.02 of the area of the passage cross section of the inner section of the inlet pipe, while the open section of the inner section of the inlet pipe , taking into account its dynamic elongation of an additional oscillating mass of gas attached to a free open section, is placed in the inlet chamber near the perpendicular plane In the cross section of the silencer body passing through the geometric center of the total volume of the cavities of the inlet and intermediate chambers, the open section of the inner section of the exhaust pipe is offset from the center of the volume of the cavity of the exhaust chamber in which it is located, towards the perforated partition that limits the exhaust chamber, by (0, 2 ... 0.4) d, where d is the diameter of the passage cross-section of the inner section of the exhaust pipe, the belt of perforation of the wall of the inner section of the exhaust pipe is located between the perforation sealed baffles and intersects the geometric center of the volume of the cavity of the silencer chamber, while the total area of the passage sections of the perforations of the walls of the said belt of the exhaust pipe is 1.0 ± 0.05d of the area of the passage section of the inner section of the exhaust pipe, the total area of the holes in the partition bordering the inlet chamber , is 1.75 ± 0.05 of the area of the passage cross section of the inner section of the inlet pipe, and the total area of the holes in the partition, limiting guide outlet chamber is 0.8 ± 0.05 of the cross sectional flow area of the inner portion of the exhaust pipe.