RU81531U1

RU81531U1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE RELEASE SILENCER

Info

Publication number: RU81531U1
Application number: RU2008116500/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Баженов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Автомобильный завод "Урал"
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-03-20

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к области технической акустики и может быть применена для снижения шума выпуска двигателей внутреннего сгорания. Технический эффект, заключающийся в повышении акустической эффективности глушителя достигается благодаря тому, что в глушителе, содержащем корпус, торцевые стенки и входной и выходной патрубки, внутри корпуса установлена внутренняя камера, между корпусом которой и корпусом глушителя организован воздушный зазор, торцевая стенка внутренней камеры со стороны входного патрубка является общей со стенкой глушителя, а другая стенка выполнена сплошной, объем внутренней камеры разделен перегородками на ряд секций, причем перегородки, кроме последней относительно входного патрубка, выполнены с центральными отверстиями, а другая стенка выполнена сплошной, а каждая секция сообщена с воздушным зазором посредством отверстий. 1 з.п.ф., 2 ил.The inventive utility model relates to the field of technical acoustics and can be used to reduce the noise emission of internal combustion engines. The technical effect of increasing the acoustic efficiency of the silencer is achieved due to the fact that in the silencer containing the housing, end walls and inlet and outlet pipes, an internal chamber is installed inside the housing, between which the air filter and the silencer body are arranged, the end wall of the inner chamber is on the side the inlet pipe is common with the wall of the muffler, and the other wall is solid, the volume of the inner chamber is divided by partitions into a number of sections, and the partitions, except for Latter relative inlet, formed with central holes, and the other wall is continuous, and each section communicates with an air gap by means of openings. 1 C.p.F., 2 ill.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области технической акустики, более конкретно - к глушителям, и может быть использована для снижения шума выпуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности, автомобилей.The inventive utility model relates to the field of technical acoustics, more specifically to silencers, and can be used to reduce the noise emission of internal combustion engines (ICE), in particular automobiles.

Известны аналоги заявляемой полезной модели, например глушитель шума выпуска ДВС по заявке RU 2002129987/06, МПК F01N 1/10, опубл. 27.06.2004 г., содержащий корпус, разделенный перегородками на три камеры, с установленными в первой и третьей камере, соответственно входным и выходным патрубками, при этом входной патрубок продлен во вторую камеру, высота поперечного сечения корпуса L₁=(2,0-11,0)d, ширина поперечного сечения корпуса L₂=(0,5-1,0)L₁, длина корпуса L=(7-25)d, первая и третья камеры между корпусом, перегородками и входным и выходным патрубками заполнены композитным звукопоглощающим материалом. Недостатком данного глушителя является его относительно высокое гидравлическое сопротивление и наличие звукопоглощающего материала, который в процессе эксплуатации глушителя выдувается либо закоксовывается.Known analogues of the claimed utility model, for example, an exhaust silencer for engine exhaust according to the application RU 2002129987/06, IPC F01N 1/10, publ. 06/27/2004, comprising a housing divided by partitions into three chambers, with inlet and outlet nozzles installed in the first and third chambers, respectively, with the inlet nozzle extended into the second chamber, the cross-sectional height of the housing L ₁ = (2.0- 11.0) d, the cross-sectional width of the casing L ₂ = (0.5-1.0) L ₁ , the length of the casing L = (7-25) d, the first and third chambers between the casing, the partitions and the inlet and outlet nozzles are filled composite sound-absorbing material. The disadvantage of this muffler is its relatively high hydraulic resistance and the presence of sound-absorbing material, which during operation of the muffler is blown or coked.

Известен также глушитель шума, описанный в а.с. СССР №1477917, МПК F01N 3/04, приоритет от 24.09.1987 г., содержащий корпус с входным и выходным патрубками, шумоглушащий элемент, заполненный резонансными шарами и размещенный в корпусе, и устройство перекачки жидкости с подпитывающим и переливным трубопроводами, причем резонансные шары выполнены непотопляемыми, при этом шумоглушащий элемент выполнен в виде чередующихся вдоль оси корпуса, начиная от входного патрубка, центральных и периферийных емкостей, заполненных Also known silencer described in A.S. USSR No. 1477917, IPC F01N 3/04, priority dated 09.24.1987, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a soundproofing element filled with resonance balls and housed in the housing, and a fluid transfer device with feed and overflow pipes, the resonance balls made unsinkable, while the silencing element is made in the form of alternating along the axis of the housing, starting from the inlet pipe, the Central and peripheral containers filled

жидкостью и снабженных газопроницаемыми крышками. Недостатком данной конструкции является очень сложное конструктивное исполнение с применением жидкости, что делает проблематичным его применение на автомобиле.liquid and equipped with gas permeable caps. The disadvantage of this design is a very complex design using liquid, which makes it difficult to use it on a car.

В качестве прототипа выбран глушитель шума выхлопа ДВС, описанный в патенте на полезную модель РФ №26595, МПК F01N 1/00, опубл. 10.12.2002 г. Глушитель содержит корпус с передней и задней торцевыми стенками, две поперечные перегородки, разделяющие корпус на три камеры: впускную, промежуточную и выпускную, соосные впускной и выпускной перфорированные патрубки, внутренние срезы которых расположены в промежуточной камере, при этом внутренний срез впускного патрубка выполнен в виде конфузора и диаметр его составляет величину (0,7-0,88) диаметра входного среза патрубка, а впускная и выпускная камеры заполнены звукопоглощающей набивкой. Данный глушитель имеет достаточно простую конструкцию, малое гидравлическое сопротивление, однако акустическая эффективность его невелика. Прототипу и аналогам присущ один и тот же недостаток, о котором необходимо сказать следующее. Цикличность работы ДВС обуславливает переменный расход выхлопных газов в выпускной трубе, в результате которого истечение выхлопных газов из выпускного патрубка глушителя происходит также циклически, т.е. порциями. Частота следования порций выхлопных газов равна частоте следования вспышек топлива в цилиндрах ДВС, которая для дизельных ДВС (автомобильных) составляет 40-150 Гц в зависимости от числа оборотов коленчатого вала. В связи с этим в окружающее автомобиль пространство излучается низкочастотный шум, с которым трудно бороться, поскольку низкочастотные составляющие имеют малое затухание. Из этого следует, что снижение колебаний расхода выхлопных газов на выходе глушителя позволит существенно повысить акустическую эффективность глушителя в результате чего снизится внешний шум автомобиля.An internal combustion engine exhaust silencer is described as a prototype. It is described in the utility model patent of the Russian Federation No. 26595, IPC F01N 1/00, publ. 12/10/2002, the Silencer contains a housing with front and rear end walls, two transverse partitions dividing the housing into three chambers: inlet, intermediate and exhaust, coaxial inlet and outlet perforated nozzles, the inner sections of which are located in the intermediate chamber, while the inner section the inlet pipe is made in the form of a confuser and its diameter is (0.7-0.88) the diameter of the inlet section of the pipe, and the inlet and outlet chambers are filled with sound-absorbing packing. This silencer has a fairly simple design, low hydraulic resistance, but its acoustic efficiency is low. The prototype and analogues have the same drawback, which is necessary to say the following. The cyclical operation of the internal combustion engine causes a variable flow rate of exhaust gases in the exhaust pipe, as a result of which the exhaust gas from the exhaust pipe of the muffler also flows cyclically, i.e. in portions. The repetition rate of portions of exhaust gases is equal to the repetition rate of fuel flashes in the internal combustion engine cylinders, which for diesel internal combustion engines (automobiles) is 40-150 Hz depending on the number of revolutions of the crankshaft. In this regard, low-frequency noise is emitted into the space surrounding the vehicle, which is difficult to deal with, since the low-frequency components have low attenuation. From this it follows that reducing the fluctuations in the flow rate of exhaust gases at the outlet of the muffler will significantly increase the acoustic efficiency of the muffler, as a result of which the external noise of the car will be reduced.

Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является повышение акустической эффективности глушителя за счет снижения колебаний расхода выхлопных газов.The problem solved by the claimed utility model is to increase the acoustic efficiency of the silencer by reducing fluctuations in the flow rate of exhaust gases.

Достигается это тем, что в глушителе шума выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с передней и задней торцевыми стенками, входной и выходной патрубки, установленные на торцевых стенках:This is achieved by the fact that in the silencer the exhaust of the internal combustion engine, comprising a housing with front and rear end walls, inlet and outlet nozzles mounted on the end walls:

- внутри корпуса глушителя соосно установлена внутренняя камера;- an internal chamber is coaxially installed inside the silencer body;

- между корпусом внутренней камеры и корпусом глушителя организован гарантированный зазор;- between the body of the inner chamber and the body of the silencer a guaranteed clearance is organized;

- торцевая стенка внутренней камеры со стороны входного патрубка является общей с торцевой стенкой глушителя, а другая торцевая стенка выполнена сплошной;- the end wall of the inner chamber from the side of the inlet pipe is common with the end wall of the muffler, and the other end wall is solid;

- объем внутренней камеры разделен на несколько секций перегородками, в каждой из которых, кроме последней относительно входного патрубка выполнено по одному центральному отверстию, центры которых расположены на оси входного патрубка;- the volume of the inner chamber is divided into several sections by partitions, in each of which, except the last relative to the inlet pipe, one central hole is made, the centers of which are located on the axis of the inlet pipe;

- на корпусе внутренней камеры в каждой секции выполнены отверстия, сообщающие ее объем с воздушным зазором между внутренней камерой и корпусом глушителя.- holes are made on the body of the inner chamber in each section, communicating its volume with an air gap between the inner chamber and the silencer body.

Кроме того, внутренняя поверхность корпуса глушителя и его задняя торцевая стенка покрыты слоем звукопоглощающего материала.In addition, the inner surface of the silencer body and its rear end wall are coated with a layer of sound-absorbing material.

Суть полезной модели иллюстрируется Фиг.1 и Фиг.2, на которых приведены, соответственно, продольный разрез предлагаемого глушителя и картина расхода выхлопных газов, истекающих из выходного патрубка глушителя.The essence of the utility model is illustrated by Figure 1 and Figure 2, which, respectively, shows a longitudinal section of the proposed muffler and a picture of the flow rate of exhaust gases flowing from the exhaust pipe of the muffler.

Предлагаемый глушитель содержит корпус 1 с передней 2 и задней 3 торцевыми стенками, входной 4 и выходной 5 патрубки. Внутри корпуса 1 глушителя соосно установлена внутренняя камера 6, между корпусом которой и корпусом 1 глушителя организован гарантированный воздушный The proposed muffler comprises a housing 1 with front 2 and rear 3 end walls, inlet 4 and outlet 5 nozzles. Inside the silencer housing 1, an inner chamber 6 is coaxially mounted, between which the silencer housing 1 and the silencer housing 1 are guaranteed

зазор 7. Торцевая стенка внутренней камеры 6 со стороны входного патрубка 4 является общей с передней торцевой стенкой 2 глушителя, а другая торцевая стенка 8 камеры 6 выполнена сплошной. Объем внутренней камеры 6 разделен на несколько секций перегородками 9, в каждой из которых, кроме последней относительно входного патрубка 4, выполнено по одному центральному отверстию 10, центры которых расположены на продолжении оси входного патрубка 4. На корпусе внутренней камеры 6 в каждой секции выполнены отверстия 11, сообщающие ее объем с воздушным зазором 7. Движение выхлопных газов на Фиг, 1 показано стрелками.the gap 7. The end wall of the inner chamber 6 from the side of the inlet pipe 4 is common with the front end wall 2 of the muffler, and the other end wall 8 of the chamber 6 is solid. The volume of the inner chamber 6 is divided into several sections by partitions 9, in each of which, except the last relative to the inlet pipe 4, one central hole 10 is made, the centers of which are located on the continuation of the axis of the inlet pipe 4. Holes are made in each section of the housing of the inner chamber 6 11, communicating its volume with an air gap 7. The movement of exhaust gases in FIG. 1 is shown by arrows.

Работает заявляемый глушитель следующим образом. Выхлопные газы от ДВС через входной патрубок 4 попадают во внутреннюю камеру 6. Струя газа, проходя через отверстия 10 в перегородках 9 частично отсекается в каждой секции. Через отверстия 11 в корпусе внутренней камеры 6 газ вытекает из секции в зазор 7, а затем через выходной патрубок 5 в атмосферу. Очевидно, что начало поступления газа из последних секций внутренней камеры 6 в зазоре 7 смещено относительно начало поступления его из первых (относительно входного патрубка 4) секций, т.к. струя газа проходит расстояние между перегородками 9 за конечный промежуток времени. Это вызывает смещение максимумов расхода газа из секций внутренней камеры 6 в зазоре 7 и позволяет при правильном соотношении размеров секций и зазора 7 обеспечить практически постоянное давление в зазоре 7, что приводит к равномерному истечению газа через выпускной патрубок 5 и в конечном итоге к снижению шума выпуска ДВС. Для большей эффективности снижения шума, в особенности, в области высоких частот (800-2000 Гц) внутренняя поверхность корпуса 1 глушителя и его задняя торцевая стенка 3 могут быть покрыты слоем звукопоглощающего материала, например, базальтовым волокном (на Фиг.1 не показан). Рассмотрим теперь преобразование циклических волн расхода выхлопных газов, происходящее в глушителе (см. Фиг.2). Исходная волна расхода 12 поступает во впускной патрубок. За счет наличия секций в глушителе The inventive muffler operates as follows. The exhaust gases from the internal combustion engine through the inlet pipe 4 fall into the inner chamber 6. The gas stream passing through the holes 10 in the partitions 9 is partially cut off in each section. Through holes 11 in the housing of the inner chamber 6, gas flows from the section into the gap 7, and then through the outlet pipe 5 into the atmosphere. Obviously, the beginning of the flow of gas from the last sections of the inner chamber 6 in the gap 7 is shifted relative to the beginning of the flow of it from the first (relative to the inlet pipe 4) sections, because a gas stream travels the distance between the partitions 9 for a finite period of time. This causes a shift in the maxima of the gas flow from the sections of the inner chamber 6 in the gap 7 and allows, with the correct ratio of the sizes of the sections and the gap 7, to ensure an almost constant pressure in the gap 7, which leads to a uniform outflow of gas through the exhaust pipe 5 and ultimately to reduce the noise of the exhaust ICE. For greater noise reduction efficiency, especially in the high frequency region (800-2000 Hz), the inner surface of the silencer body 1 and its rear end wall 3 can be coated with a layer of sound-absorbing material, for example, basalt fiber (not shown in FIG. 1). Consider now the conversion of cyclic waves of exhaust gas flow occurring in the muffler (see Figure 2). The initial flow wave 12 enters the inlet pipe. Due to the presence of sections in the silencer

исходная волна расхода 12 преобразуется в несколько волн с меньшим расходом 13, количество которых соответствует количеству секций внутренней камеры. Суммируясь в зазоре между внутренней камерой и корпусом глушителя, расход газов (путем подбора размеров секций и диаметра перегородок) можно подобрать близким к стационарному, представленному кривой 14, для снижения шума которого могут быть использованы обычные акустические методы, например, звукопоглощающие материалы. Оценки показывают, что использование заявляемого глушителя позволит дополнительно снизить шум выпуска на 4-7 дБА. Кроме того, данный глушитель обладает малой величиной гидравлического сопротивления.the initial flow wave 12 is converted into several waves with a lower flow 13, the number of which corresponds to the number of sections of the inner chamber. Summing up in the gap between the inner chamber and the silencer case, the gas flow (by selecting the section sizes and the diameter of the partitions) can be selected close to the stationary one, represented by curve 14, to reduce the noise of which conventional acoustic methods, for example, sound-absorbing materials can be used. Estimates show that the use of the inventive silencer will further reduce exhaust noise by 4-7 dBA. In addition, this silencer has a small hydraulic resistance.

Заявитель считает, что предлагаемое техническое решение, обладающее новизной и промышленной применимостью, может быть защищено патентом на полезную модель.The applicant believes that the proposed technical solution, having novelty and industrial applicability, can be protected by a patent for a utility model.

Claims

1. A silencer for the exhaust of an internal combustion engine, comprising a housing with front and rear end walls, an inlet and outlet nozzles mounted on the end walls, characterized in that an internal chamber is coaxially installed inside the silencer body, and a guaranteed air gap is arranged between the body of the silencer and the silencer body , the end wall of the inner chamber from the inlet side is common with the end wall of the muffler, and the other end wall of the inner chamber is solid, the volume of the inner the chambers are divided into several sections by partitions, in each of which, in addition to the last relative to the silencer inlet pipe, one central hole is made, the centers of which are located on the axis of the inlet pipe extension, and holes are made on the body of the inner chamber in each section, communicating its volume with the air gap between the inner chamber and the silencer housing.

2. The silencer of the exhaust of the internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the inner surface of the silencer body and the rear end wall are coated with a layer of sound-absorbing material.