ГЛУШИТЕЛЬ-ИСКРОГАСИТЕЛЬ ШУМА ВЫПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к глушителям-искрогасителям шума выпуска двигателя внутреннего сгорания.

Известен глушитель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус, переднюю и заднюю торцевые крышки, впускной и выпускной патрубки, сплошную и перфорированную перегородки, установленные на впускном патрубке и делящие корпус на три камеры. При этом впускной патрубок снабжен конфузором и установлен на передней торцевой крышке цилиндрического корпуса и заканчивается в третьей камере, выпускной патрубок установлен на боковой поверхности кожуха перпендикулярно впускному патрубку в зоне средней камеры (Руководство по техническому обслуживанию и ремонту. Автомобили КАМАЗ типа 4x2, Внешторгиздат, г. Набережные Челны, 1991 г., с.50, рис.32).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, соосные перфорированные впускной и выпускной патрубки, поперечные перегородки, разделяющие корпус на впускную и выпускную резонансные и промежуточную расширительную камеры, и насадку, выполненную в виде конфузора, установленного в зоне входного торца выпускного патрубка большим основанием в сторону впускного патрубка, а малым основанием сопряженного с входным торцом выпускного патрубка. При этом впускной патрубок размещен во впускной камере, а выпускной патрубок - в выпускной и промежуточной камерах, а поперечная перегородка, размещенная между промежуточной и выпускной камерами, снабжена перфорацией (см. пат.SU №1554486, МПК F01N 1/00, опубл. 27.11.1995).

Недостатком известных технических решений является недостаточная эффективность работы глушителя шума выпуска двигателя внутреннего сгорания.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение эффективности работы глушителя-искрогасителя шума выпуска двигателя внутреннего сгорания при эффективном искрогашении.

Для решения поставленной задачи глушитель-искрогаситель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, соосные перфорированные впускной и выпускной патрубки, поперечные перегородки, разделяющие корпус на камеры и из которых по крайне мере одна выполнена перфорированной, насадку, выполненную в виде конфузора, установленного в зоне входного торца выпускного патрубка, содержит перфорированную вставку цилиндрической формы, установленную внутри корпуса, и дополнительную поперечную перегородку, размещенную в месте входного торца выпускного патрубка с образованием дополнительной промежуточной камеры, при этом насадка установлена внутри выпускного патрубка и сопряжена с его входным торцом большим основанием конфузора, а перфорация впускного патрубка выполнена в виде трапециевидных отверстий, образованных тангенциальными направляющими, и круглых отверстий, кроме того, впускной патрубок размещен в двух камерах, а на его выпускном торце установлен конический рассекатель, направленный вовнутрь впускного патрубка. Перфорация впускного патрубка может иметь пять зон, соотношение площадей которых начиная с входной части патрубка предпочтительно составляет 5:1:22:1:17, а расстояния между передней торцевой крышкой и первой поперечной перегородкой, первой перегородкой и задним торцом впускного патрубка, задним торцом впускного патрубка и второй перегородкой предпочтительно составляют соотношение L₁:L₂:L₃=1:5/6:3/5, кроме того, между цилиндрическими корпусом и вставкой может быть размещено базальтовое волокно и все поперечные перегородки могут быть выполнены перфорированными.

Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что глушитель-искрогаситель содержит перфорированную вставку цилиндрической формы, установленную внутри корпуса, и дополнительную поперечную перегородку, размещенную в месте входного торца выпускного патрубка с образованием дополнительной промежуточной камеры, при этом насадка установлена внутри выпускного патрубка и сопряжена с его входным торцом большим основанием конфузора, кроме того, впускной патрубок размещен в двух камерах, а на его выпускном торце установлен конический рассекатель, направленный вовнутрь впускного патрубка, повышает эффективность работы глушителя-искрогасителя шума выпуска двигателя внутреннего сгорания при эффективном искрогашении. При этом выполнение перфорации впускного патрубка в виде трапециевидных отверстий, образованных тангенциальными направляющими, и круглых отверстий придают газам вращательное движение, увеличивающее путь прохождения газов, обеспечивают дробление газов с последующим сложением их потоков в камерах, и тем самым, позволяют повысить эффективность шумоглушения и эффективность искрогашения.

Соотношение площадей пяти зон перфорации впускного патрубка начиная с входной части патрубка, составляющее 5:1:22:1:17, и соотношение расстояний между передней торцевой крышкой и первой поперечной перегородкой, первой перегородкой и задним торцом впускного патрубка, задним торцом впускного патрубка и второй перегородкой L₁:L₂:L₃=1:5/6:3/5 выбраны опытным путем и характеризуют наиболее эффективный глушитель-искрогаситель описанной конструкции.

Базальтовое волокно, размещенное между цилиндрическими корпусом и вставкой, поглощает звуковую энергию. Выполнение всех поперечных перегородок перфорированными обеспечивает дробление потоков газов, проходящих через них, при этом пульсации газов затухают. Указанные отличительные признаки повышают эффективность работы глушителя-искрогасителя шума выпуска двигателя внутреннего сгорания при эффективном искрогашении.

Кроме того, установка насадки внутри выпускного патрубка и сопряжение с входным торцом патрубка большим основанием конфузора позволяет разместить часть впускного патрубка в промежуточной камере, и тем самым, получить дополнительный технический результат, заключающийся в улучшении компоновки, при этом обеспечивая эффективность работы глушителя-искрогасителя при эффективном искрогашении.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое техническое решение имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами: фиг.1 - глушитель-искрогаситель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания, общий вид; фиг.2 - перфорированный впускной патрубок.

Глушитель-искрогаситель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус 1 с торцевыми передней 2 и задней 3 крышками, установленную внутри корпуса 1 перфорированную вставку 4 цилиндрической формы, соосные перфорированные впускной 5 и выпускной 6 патрубки, три поперечные перегородки 7, 8, 9, разделяющие корпус на четыре камеры 10, 11, 12 и 13, насадку 14 и конический рассекатель 15.

Между корпусом 1 и вставкой 4 размещено базальтовое волокно 16, которое поглощает звуковую энергию. Поперечные перегородки 7, 8, 9 выполнены перфорированными.

Впускной патрубок 5 размещен в двух камерах 10 и 11, а его перфорация имеет пять зон 17-21 и выполнена в виде трапециевидных отверстий, образованных тангенциальными направляющими, и круглых отверстий. Соотношение площадей зон 17-21 перфорации начиная с входной часть патрубка 5 составляет 5:1:22:1:17. А расстояния между передней крышкой 2 и первой поперечной перегородкой 7, перегородкой 7 и задним торцом патрубка 5, задним торцом патрубка 5 и второй перегородкой 8 предпочтительно составляют соотношение L₁:L₂:L₃=1:5/6:3/5.

Выполненная в виде конфузора насадка 14 установлена внутри выпускного патрубка 6 и сопряжена с его входным торцом большим основанием конфузора. Рассекатель 15 установлен на выпускном торце впускного патрубка 5 и направлен вовнутрь патрубка 5.

Глушитель-искрогаситель работает следующим образом.

При работе двигателя отработавшие газы, содержавшие несгоревшие частицы, поступают во впускной патрубок 5. Часть газов, достигнув рассекателя 15, отражается от него обратно, способствуя дополнительному перемешиванию газов. Проходя перфорации с тангенциальными направляющими трапециевидного поперечного сечения, поток газа приобретает вращательное движение по отношению к вставке 4, а часть потока, проходя через круглые отверстия, движется радиально. Потоки смешиваются в камере 10 и в камере 11. Часть газов из камеры 10 перетекает в камеру 11 через перфорации перегородки 7 и, смешиваясь с газами, проходящими через перфорации патрубка 5 в камеру 11, теряет энергию. После чего поток газов разделяется, часть газов направляется через насадку 14 в выпускной патрубок 6, а часть газов через перфорации перегородки 8 - в камеру 12, оттуда частично через перфорированные отверстия перегородки 9 попадает в камеру 13. В камерах 10, 11, 12 и 13 шумоглушение происходит также при ударе движущихся газов о перфорации вставки 4, за которым расположено базальтовое волокно 16. При прохождении газами насадки 14 скорость их увеличивается, что приводит к падению давления в этой зоне и, следовательно, к смешиванию с газами, проходящими через перфорации патрубка 6 из камер 12 и 13. Смешанные газы из выпускного патрубка 6 выходят в окружающую среду.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить эффективность работы глушителя-искрогасителя шума выпуска двигателя внутреннего сгорания при эффективном искрогашении.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.