Патент на изобретение №2306434

(54) ГЛУШИТЕЛЬ ШУМА ВЫХЛОПА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для снижения шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания. Технический результат – повышение эффективности глушения шума. Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержит корпус с торцовыми стенками и поперечными перфорированными перегородками и сквозную трубу с перфорацией, размещенной частично на диагонали параллелепипеда, образованного продольными и поперечными плоскостями, проходящими через центр глушителя и центр тяжести одного из его квадрантов. Перфорация выполнена на этом участке трубы. Поперечные перегородки расположены по обе стороны от него. Зазор между перегородками и торцовыми стенками корпуса заполнен звукопоглощающим материалом. В качестве звукопоглощающего материала, которым заполнены зазоры, используется материал на основе алюминосодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для снижения шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания.

Известен глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцовыми стенками и поперечными перфорированными перегородками и сквозную трубу с перфорацией, размещенной частично на диагонали параллелепипеда, образованного продольными и поперечными плоскостями, проходящими через центр глушителя и центр тяжести одного из его квадрантов, причем перфорация выполнена на этом участке трубы, а поперечные перегородки расположены по обе стороны от него, причем зазор между перегородками и торцовыми стенками корпуса заполнен звукопоглощающим материалом (а.с. СССР №821713, опубл. 15.04.1981 г., прототип).

Недостатком известных глушителей является низкая первая частота пропускания, связанная с интенсивной передачей звука продольными резонансными колебаниями столба газа в камере.

Технический результат – повышение эффективности глушения шума.

Это достигается тем, что в глушителе шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с торцовыми стенками и поперечными перфорированными перегородками и сквозную трубу с перфорацией, размещенной частично на диагонали параллелепипеда, образованного продольными и поперечными плоскостями, проходящими через центр глушителя и центр тяжести одного из его квадрантов, причем перфорация выполнена на этом участке трубы, а поперечные перегородки расположены по обе стороны от него, причем зазор между перегородками и торцовыми стенками корпуса заполнен звукопоглощающим материалом, в качестве звукопоглощающего материала, которым заполнены зазоры, используется материал на основе алюминосодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа.

На фиг.1 представлен глушитель шума, разрез; на фиг.2 – глушитель со звукопоглощающим материалом; на фиг.3 – глушитель со звукопоглощающим материалом, отстоящим от торцовой стенки.

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 с торцовыми стенками, сквозную трубу с перфорацией 2 и поперечные перегородки 3 и 4. Ось трубы частично расположена на диагонали параллелепипеда, образованного продольными и поперечными плоскостями, проходящими через центр глушителя “А” и центр тяжести одного из его квадрантов “В”. Сквозная труба перфорирована на участке между точками “А” и “В”. Для компенсации ближнего поля у концов перфорированного участка, связанного с раскачиванием газа в отверстиях перфорации, границы перфорированного участка могут быть сдвинуты в сторону увеличения его длины. Поперечные перфорированные перегородки 3 и 4 размещены у торцовых стенок на расстоянии, меньшем или равном одной восьмой длины глушителя. Для увеличения активных потерь на резонансной частоте пространство между перегородкой и торцовой стенкой с каждой стороны может быть заполнено звукопоглощающим материалом (фиг.2). Другой возможный вариант дополнения поглощающей панели – в виде двух перегородок, пространство между которыми заполняется звукопоглощающим материалом 5 (фиг.3). Стенки корпуса 1 также могут быть облицованы звукопоглощающим материалом 6 и 7, расположенным с противоположных сторон по отношению к трубе 2 с перфорацией АВ.

В качестве звукопоглощающего материала 5, которым заполнены зазоры у торцовых стенок 4 или двух перегородок, используется материал на основе алюминосодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа.

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При работе двигателей поток выхлопных газов проходит через глушитель по сквозной трубе 2 практически без потерь. Звуковые волны, подойдя к началу перфорированного участка (точка “А” на фиг.1), с одной стороны передаются по нему непосредственно к его другому концу “В” (прямая передача), с другой – через отверстия перфорации в зоне входа “А” возбуждают колебание газа в перфорациях у выходного конца “В” и передачу звука в выпускную трубу (косвенная передача). Ввиду того, что труба выполняется сильно перфорированной, вся звуковая энергия достаточно быстро излучается из перфорированной трубы в объеме камеры и прямая передача звука невелика. Вследствие большого объема камеры невелика и косвенная передача, так как возбуждаемые в камере давления обратно пропорциональны ее объему. Интенсивная передача звука возможна лишь на резонансном режиме, когда в объеме камеры на ее собственных частотах возбуждаются интенсивные продольные или поперечные колебания столба газа. На резонансной частоте в этих резонаторах возбуждаются интенсивные “колебания”. Звуковая энергия как бы “втягивается” в резонатор, локализуется в нем и рассеивается на активном сопротивлении перегородки. Дополнительное увеличение рассеивания достигается при использовании звукопоглощающего материала. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя 1 и 8, представляющих собою модель резонаторов “Гельмгольца”, где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя.

Формула изобретения

Глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с торцовыми стенками и поперечными перфорированными перегородками и сквозную трубу с перфорацией, размещенной частично на диагонали параллелепипеда, образованного продольными и поперечными плоскостями, проходящими через центр глушителя и центр тяжести одного из его квадрантов, причем перфорация выполнена на этом участке трубы, а поперечные перегородки расположены по обе стороны от него, причем зазор между перегородками и торцовыми стенками корпуса заполнен звукопоглощающим материалом, отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала, которым заполнены зазоры, используется материал на основе алюминосодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа.

РИСУНКИ