глушитель для двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. Глушитель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с установленной в нем перфорированной трубой диаметром d, окруженной звукопоглощающим материалом, отличающийся тем, что характерный размер корпуса Н= 2,36-4,1d, длина корпуса L=10-17,39d, диаметр перфорационных отверстий d₁= 0,039-0,068d, шаг перфорации S=0,066-0,11d.

2. Глушитель по п. 1, отличающийся тем, что звукопоглощающий материал выполнен в виде стеклянного волокна, и/или базальтового волокна, и/или металлического волокна, и/или стеклянного холста, и/или стеклянной сетки, и/или полимерной пленки.

3. Глушитель по п. 1, отличающийся тем, что на входе перфорированной трубы установлена шайба диаметром d₂=0,39-0,68d.

4. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен с цилиндрическим, или овальным, или многоугольным сечением.

5. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что в корпусе установлены не менее одной перфорированной перегородки.

6. Глушитель по п.5, отличающийся тем, что перфорированная перегородка выполнена с диаметром перфорации d₁= 0,039-0,068d и шагом перфорации S= 0,066-0,11d.

7. Глушитель по пп. 1-6, отличающийся тем, что перфорированная труба диаметром d окружена дополнительным перфорированным цилиндрическим корпусом диаметром d₃=1,18-1,5d с диаметром и шагом перфорации цилиндрической части и стенок, идентичными аналогичным параметрам трубы, выполненной с внутренними перфорированными перегородками, пространство между которыми длиной L₁=8-13,91d заполнено звукопоглощающим материалом.

8. Глушитель по п. 7, отличающийся тем, что дополнительный перфорированный цилиндрический корпус выполнен с двумя внутренними перфорированными стенками, а перфорированная труба выполнена с двумя дополнительными внутренними перфорированными перегородками, пространство между которыми длиной L₂= 2-3,09d не заполнено звукопоглощающим материалом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для снижения уровня шума отработанных газов в качестве глушителя для двигателя внутреннего сгорания.

Известен глушитель для двигателя внутреннего сгорания (ДВС), включающий входной патрубок и выходной патрубок, выполненный в виде перфорированной трубы, установленные в корпусе с перфорированными перегородками, выходной патрубок окружен звукопоглощающим материалом (патент США 5266755, опубл. 1993 г.).

Известное устройство имеет сложную конструкцию и недостаточную эффективность в работе, поскольку параметры перфорации не связаны с диаметром основного патрубка.

Известен глушитель для ДВС, включающий корпус с установленной в нем перфорированной трубой, окруженной звукопоглощающим материалом (патент ЕР 822322, опубл. 1998 г.).

Известный глушитель имеет достаточно сложную форму корпуса и использует дорогостоящие материалы, кроме того, недостаточно эффективен, поскольку параметры перфорации не связаны с диаметром патрубка.

Задачей настоящего изобретения является разработка глушителя, имеющего простую и технологичную конструкцию с высоким уровнем звукоподавления.

Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении эффективности звукоподавления глушителя.

Результат достигается тем, что в глушителе для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с установленной в нем перфорированной трубой диаметром d, окруженной звукопоглощающим материалом, характерный размер корпуса H=2,36-4,1d, длина корпуса L=10-17,39d, диаметр перфорационных отверстий d₁= 0,039-0,068d, шаг перфорации S=0,066-0,11d, и тем, что звукопоглощающий материал выполнен в виде стеклянного волокна, и/или базальтового волокна, и/или металлического волокна, и/или стеклянного холста, и/или стеклянной сетки, и/или полимерной пленки, и тем, что на входе перфорированной трубы установлена шайба диаметром d₂=0,39-0,68d, и тем, что корпус выполнен с цилиндрическим, или овальным, или многоугольным сечением, и тем, что в корпусе установлены не менее одной перфорированной перегородки, и тем, что перфорированная перегородка выполнена с диаметром перфорации d₁=0,039-0,068d и шагом перфорации S=0,066-0,11d, и тем, что перфорированная труба диаметром d окружена дополнительным перфорированным цилиндрическим корпусом диаметром d₃= 1,18-1,5d с диаметром и шагом перфорации цилиндрической части и стенок, идентичными аналогичным параметрам трубы, выполненной с внутренними перфорированными перегородками, пространство между которыми длиной L₁=8-13,91d заполнено звукопоглощающим материалом, и тем, что дополнительный перфорированный цилиндрический корпус выполнен с двумя внутренними перфорированными стенками, а перфорированная труба выполнена с двумя дополнительными внутренними перфорированными перегородками, пространство между которыми длиной L₂= 2-3,09d не заполнено звукопоглощающим материалом.

Конкретные, но не ограничивающие настоящее изобретение, примеры выполнения глушителя приведены на фиг.1-4, где изображены основной корпус, заполненный звукопоглощающим материалом (далее материалом), с перфорированной трубой, возможная совокупность слоев звукопоглощающего материала, основной корпус с перфорированной трубой, в которой установлена шайба, основной корпус с перфорированной перегородкой, основной и дополнительный корпусы с перфорированной трубой, заполненной материалом, основной корпус и дополнительный корпус с перфорированными перегородками и с перфорированной трубой, заполненной материалом частично.

Глушитель содержит корпус 1, перфорированную трубу 2, перфорационные отверстия 3 трубы, шаг перфорации 4, звукопоглощающий материал 5, слои 5₁-5₆ звукопоглощающего материала, шайбу 6, перфорированные перегородки 7, дополнительный корпус 8, перфорированные перегородки 9 трубы 2, дополнительные перфорированные перегородки 10 трубы 2, перфорированные перегородки 11 дополнительного корпуса 8.

Принцип действия глушителя частично основан на принципе поглощения звуковой энергии и превращения ее в тепловую энергию, частично на принципе акустического фильтра, при котором постоянная составляющая газового потока беспрепятственно пропускается в окружающую среду, а энергия пульсации возвращается источнику. Из приемной трубы на вход глушителя набегают волны с различными распределениями давления по сечению. Они частично отражаются и частично проникают в глушитель и распространяются в нем уже в виде волн, специфичных для данного глушителя. Эти волны затухают при распространении вследствие поглощения звуковой энергии в звукопоглощающем материале. На выходе из глушителя затухающая волна частично отражается, а частично проникает в выпускную трубу.

Газовая струя поступает в перфорированную трубу 2 и через перфорационные отверстия 3 в материал, где поглощается звуковая энергия и гасится тепловая. Диаметр и шаг перфорации подобраны с эффектом максимального преобразования звуковой энергии в тепловую, а слои материала - с максимальным поглощением этой энергии. Шайба 6 на входе трубы 2 работает как диффузор и на ее выходе скорость и энергия волны понижается, что способствует преобразованию звуковой энергии в тепловую. Перегородки 7 в корпусе также способствуют снижению энергии волны. Использование дополнительного корпуса 8 с перфорированными стенками и заполнение трубы 2 материалом между перегородками 9 позволяют значительно снизить энергию звуковой волны. Еще больший эффект дает использование комбинации перегородок 10 в трубе 2 и соответствующих перегородок 11 с материалом между ними в дополнительном корпусе 8. Общая совокупность признаков позволяет добиться очень значительного эффекта шумоподавления, а комбинация признаков позволяет достигать высокого результата при незначительных затратах. При этом конструкция глушителя в целом достаточно проста и технологична. Таким образом достигается значительное повышение эффективности звукоподавления глушителя при упрощении конструкции.