SU1613666A1

SU1613666A1 - I.c.engine exhaust muffler

Info

Publication number: SU1613666A1
Application number: SU884389418A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Терентьев; Николай Игоревич Иванов; Игорь Михайлович Федоров; Николай Алексеевич Нилов
Original assignee: Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф.; Предприятие П/Я А-1125
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1990-12-15

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективность шумоглушени путем расширени , дросселировани и взаимодействи потока со звукопоглощающим материалом. Отработавшие газы через впускной патрубок 4 поступают, разбива сь на отдельные струйки при помощи отверстий перфорации патрубка 4 и решетки 14, во впускную камеру 10, где расшир ютс , тер ют скорость и энергию. Далее газы через перфорированную перегородку 8 поступают в промежуточную камеру 11, откуда через выпускной патрубок 5, выпускную камеру 12, заполненную звукопоглощающим материалом 13, эжектирующее устройство, цилиндрический насадок 16 и выходной диффузор 17 выбрасываетс в окружающую среду. Заданные соотношени конструктивных размеров элементов глушител способствуют шумоглушению в широком диапазоне частот. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.The invention makes it possible to increase the efficiency of sound attenuation by expanding, throttling and interacting the flow with a sound-absorbing material. The exhaust gases through the inlet pipe 4, breaking into separate streams using the perforation holes of the pipe 4 and the grill 14, into the inlet chamber 10, where they expand, lose speed and energy. Next, the gases through the perforated partition 8 enter the intermediate chamber 11, from where through the outlet 5, the exhaust chamber 12 filled with sound-absorbing material 13, the ejector device, the cylindrical nozzle 16 and the outlet diffuser 17 are released into the environment. The specified ratios of the design dimensions of the silencer elements contribute to noise suppression in a wide frequency range. 4 hp ff, 1 ill.

Description

Изобретение относится к .машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к глушителям шума выпуска двигателя внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering, in particular engine manufacturing, and in particular to silencers of the exhaust emission of an internal combustion engine.

Целью изобретения является повышение эффективности шумопоглощения.The aim of the invention is to increase the efficiency of sound absorption.

На чертеже представлен глушитель шума, продольный разрез.The drawing shows a silencer, longitudinal section.

Глушитель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический вертикально установленный корпус 1 с нижней 2 и верхней 3 торцовыми стенками, ; впускной 4 в виде колена и соосный выпуск; ной 5 перфорированные патрубки, частично ^размещенные в корпусе 1, эжекционное устройство, выполненное в виде трубы 6 отсоса и выходного конфузора 7, установленного в зоне выходного конца выпускного патрубка 5, причем впускной патрубок 4 установлен в зоне нижней торцовой стенки 2 корпуса 1, а его выходной срез — соосно корпусу 1. Глушитель снабжен первой 8 и второй 9 поперечными перфорированными перегородками, установленными соответственно в плоскости входного торца выпускного патрубка 5 и в зоне верхней торцовой стенки 3 корпуса 1 и разделяющими корпус 1 на впускную 10, промежуточную 11 и выпускную 12 камеры, первая поперечная перегородка 8 в области входного торца выпускного патрубка 5 выполнена сплошной и сопряжена с последним, выпускная камера 12 заполнена звукопоглощающим материалом 13, а выходной срез впускного патрубка 4 снабжен перфорированной решеткой 14.The silencer for exhausting an internal combustion engine contains a cylindrical vertically mounted housing 1 with a lower 2 and upper 3 end walls,; inlet 4 in the form of a knee and coaxial outlet; 5 perforated nozzles partially ^ housed in the housing 1, an ejection device made in the form of a suction pipe 6 and an outlet confuser 7 installed in the area of the outlet end of the outlet pipe 5, and the inlet pipe 4 is installed in the area of the lower end wall 2 of the housing 1, and its output slice is coaxial to the housing 1. The muffler is equipped with the first 8 and second 9 transverse perforated partitions installed respectively in the plane of the inlet end of the exhaust pipe 5 and in the area of the upper end wall 3 of the housing 1 and separating and the housing 1 to the inlet 10, the intermediate 11 and the outlet 12 of the chamber, the first transverse partition 8 in the region of the inlet end of the outlet pipe 5 is solid and interfaced with the latter, the outlet chamber 12 is filled with sound-absorbing material 13, and the outlet section of the inlet pipe 4 is provided with a perforated grill 14 .

Эжекционное устройство может быть 'снабжено кольцевым коллектором 15, соединенным в выходном конфузором 7, уста;новленным коаксиально с охватом выход ного конца выпускного патрубка 5 и соединенного с трубой 6 отсоса, а к выходному торцу выходного конфузора 7 последовательно пристыкованы цилиндрический насадок 16 и выходной диффузор 17. Выходной конец выпускного патрубка 5 может быть выполнен в виде конфузора.The ejection device may be equipped with an annular collector 15 connected in the outlet confuser 7, mounted coaxially with a coverage of the outlet end of the outlet pipe 5 and connected to the suction pipe 6, and a cylindrical nozzle 16 and an output diffuser are sequentially connected to the outlet end of the outlet confuser 7 17. The output end of the exhaust pipe 5 may be made in the form of a confuser.

Отношение суммарной площади отверстий перфорации решетки 14 впускного патрубка 4 к площади патрубка 4 по входу может составлять 1,3—1,4. В качестве звукопоглощающего материала 13 могут быть использованы стеганные маты из рыхлого слоя штапельных супертонких волокон, покрытые стеклотканью.The ratio of the total area of the perforation holes of the grill 14 of the inlet pipe 4 to the area of the pipe 4 at the inlet can be 1.3-1.4. As sound-absorbing material 13 can be used quilted mats from a loose layer of staple superthin fibers coated with fiberglass.

Суммарная площадь отверстий перфорации впускного патрубка 4 может составлять 3,5—4,0 суммарной площади отверстий перфорации решетки 14, а диаметр корпуса 1 в зоне впускной камеры 10—3,5—4,0 диаметра впускного патрубка 4. Рекомендуется выполнять объем впускной камеры 10 по меньшей мере в 2,0—2,5 раза превышающим рабочий объем цилиндров двигателя.The total area of the perforation holes of the inlet pipe 4 may be 3.5-4.0 of the total area of the holes of the perforation of the grill 14, and the diameter of the housing 1 in the area of the inlet chamber is 10-3.5-4.0 of the diameter of the inlet pipe 4. It is recommended that the volume of the inlet chamber 10 at least 2.0-2.5 times the working volume of the engine cylinders.

Соотношение суммарной площади отверстий перфорации выпускного патрубка 5 в пределах промежуточной камеры 11, и суммарной площади отверстий перфорации перегородки 9 может составлять 3,0—3,5. Диаметр отверстий перфорации перегородки 9 рекомендуется выполнять в пределах 10,0—12,0, мм, а отверстия — равномерно по всей поверхности. Диаметр отверстий перфорации выпускного патрубка 5 в пределах камеры 11 рекомендуется выполнять в пределах 7,5—7,8 мм. Длина выпускного патрубка 5 в зоне камеры 12 может составлять величину 2,0-2,5 калибра, а коэффициент перфорации — 0,15—0,20. Диаметр отверстий перфорации патрубка 5 в зоне камеры 12 может быть в 1,3—1,4 раза меньше диаметра отверстий перфорации патрубка 5 в зоне камеры 11 и составлять 5,5—5,7 мм.The ratio of the total area of the perforation holes of the exhaust pipe 5 within the intermediate chamber 11, and the total area of the perforation holes of the partition 9 may be 3.0-3.5. The diameter of the holes of the perforation of the partition 9 is recommended to be made in the range of 10.0-12.0 mm, and the holes should be evenly distributed over the entire surface. The diameter of the holes of the perforation of the exhaust pipe 5 within the chamber 11 is recommended to be performed in the range of 7.5-7.8 mm. The length of the exhaust pipe 5 in the area of the chamber 12 can be a value of 2.0-2.5 caliber, and the perforation coefficient is 0.15-0.20. The diameter of the perforation holes of the nozzle 5 in the area of the chamber 12 can be 1.3-1.4 times smaller than the diameter of the holes of the perforation of the nozzle 5 in the zone of the chamber 11 and can be 5.5-5.7 mm.

Глушитель шума работает следующим образом.Silencer works as follows.

Отработавшие газы через впускной патрубок 4, развиваясь на отдельные струйки при помощи перфорированной решетки 14, поступают во впускную камеру 10, где расширяются, теряют скорость и энергию, при этом происходит сглаживание (ламиниризация) потока. Снижению скорости способствует и то, что суммарная площадь отверстий перфорации решетки 14 впускного патрубка 4 составляет 1,3—1,4 площади патрубка 4. Равномерному распределению газов во впускной камере 10 способствует и соотношение суммарных площадей отверстий перфорации впускного патрубка 4 и решетки 14, составляющее 3,5—4,0, а снижению и сглаживанию скорости потока — соотношение диаметров корпуса 1 в зоне впускной камеры 10 и впускного патрубка 4, составляющее 3,5—4,0. Наличие расширительной впускной камеры 10 способствует эффективному шумоглушениЮ низкочастотной составляющей за счет различия импедансов газов в камере 10 и патрубке 4, причем повышению эффективности дополнительно способствует и то, что объем камеры 10 по меньшей мере в 2,0—2,5 превышает рабочий объем цилиндров двигателя. Из впускной камеры 10 газы, проходя через перфорированную перегородку 8, поступают в промежуточную камеру 11 и далее часть газов через отверстия перфорации выпускного патрубка 5 поступает в последний, а остальная часть газов через отверстия перегородки 9 поступает в выпускную камеру 12. Благодаря заданному размеру отверстий перфорации перегородки 9 последняя пропускает средне-высокочастотные составляющие шума в выпускную камеру 12, которые там поглощаются при помощи звукопоглощающего материала 13 В выпускном патрубке 5 газы увеличивают свою скорость, что способствует переходу шума в область высокочастотных состав1613666 ляющих, а последние при помощи отверстий перфорации патрубка 5 в зоне камеры 12 взаимодействуют со звукопоглощающим материалом 13 и эффективно затухают. Малый диаметр отверстий перфорации пат- , рубка 5 в зоне камеры 12 способствует отражению от патрубка низко-среднечастотных составляющих шума, прошедших через перегородку 9 и звукопоглощающий материал 13, и их повторному взаимодействию и поглощению последним. 1The exhaust gases through the inlet pipe 4, developing into separate streams with the help of a perforated grill 14, enter the inlet chamber 10, where they expand, lose speed and energy, and smoothing (laminarization) of the flow occurs. The speed reduction is also facilitated by the fact that the total area of the perforation holes of the grill 14 of the inlet pipe 4 is 1.3–1.4 of the area of the pipe 4. The uniform distribution of gases in the inlet chamber 10 is also facilitated by the ratio of the total areas of the perforation holes of the inlet pipe 4 and the grill 14, which is 3.5-4.0, and the reduction and smoothing of the flow rate is the ratio of the diameters of the housing 1 in the area of the inlet chamber 10 and the inlet pipe 4, which is 3.5-4.0. The presence of the expansion inlet chamber 10 contributes to the effective damping of the low-frequency component due to the difference in gas impedances in the chamber 10 and the nozzle 4, and the fact that the volume of the chamber 10 is at least 2.0-2.5 more than the working volume of the engine cylinders contributes to an increase in efficiency. . From the inlet chamber 10, gases passing through the perforated baffle 8, enter the intermediate chamber 11 and then part of the gases through the perforation holes of the outlet pipe 5 enters the latter, and the rest of the gases through the baffle holes 9 enter the exhaust chamber 12. Due to the specified size of the perforation holes partitions 9, the latter passes medium-high-frequency noise components into the exhaust chamber 12, which are absorbed there using sound-absorbing material 13. In the exhaust pipe 5, the gases increase their speed, which contributes to the transition of noise into the region of high-frequency components 1613666, and the latter, with the help of perforation holes of the pipe 5 in the area of the chamber 12, interact with sound-absorbing material 13 and effectively damp. The small diameter of the perforation holes pat-, cutting 5 in the area of the chamber 12 contributes to the reflection from the pipe of the low-mid-frequency components of noise passing through the partition 9 and sound-absorbing material 13, and their re-interaction and absorption by the latter. 1

Применение в качестве звукопоглощающего материала 13 стеганных матов из рыхлого слоя штапельных супертонких волокон, покрытых стеклотканью, позволяет сохранить их структуру в течение длительного времени, так как они выдерживают нагрев до 450°С и обладают малой гигроскопичностью.The use of 13 quilted mats from a loose layer of staple superthin fibers coated with fiberglass as sound-absorbing material allows maintaining their structure for a long time, as they can withstand heating up to 450 ° C and have low hygroscopicity.

В эжекционном устройстве эжектируемый поток, поступающий через трубу 6 отсоса, выполняет роль своеобразного акусти- 2 ческого экрана по отношению к эжектирующему потоку отработавших газов, которые через цилиндрический насадок 16 и выходной диффузор 17 выбрасываются в окружающую среду.In the ejection device, the ejected stream entering through the suction pipe 6 acts as a kind of acoustic 2 screen with respect to the ejected exhaust stream, which are discharged into the environment through the cylindrical nozzles 16 and the outlet diffuser 17.

Claims

Claim

1. A silencer for the exhaust of an internal combustion engine, comprising a cylindrical vertically mounted body with a lower and upper end walls, an inlet in the form of a knee and a coaxial exhaust perforated nozzles partially placed in the body, an ejection device made in the form of a suction pipe and an outlet confuser is installed -, in the area of the outlet end of the outlet pipe, and the inlet pipe is installed in the area of the lower end wall of the housing, and its output section is coaxial to the housing, characterized in that, for the purpose To increase the efficiency of sound absorption, it is equipped with the first and second transverse perforated partitions installed respectively in the plane of the inlet end face of the outlet pipe and in the area of the upper end wall of the body and separating the body into the inlet, intermediate and outlet chambers, the first transverse partition in the region of the inlet end of the outlet pipe is made continuous and interfaced with the latter, the exhaust chamber is filled with sound-absorbing material, and the output section of the inlet pipe is provided with perforated eshetkoy.

2. Silencer according to π. I, characterized in that the ejection device is equipped with an annular collector connected to the output confuser, mounted coaxially with the coverage of the output end of the exhaust pipe and connected to the suction pipe, and a cylindrical nozzle and an output diffuser are sequentially connected to the output end of the output confuser.

3. The muffler according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the ratio of the total area of the holes of the perforation of the grille of the inlet pipe to the area of the pipe at the inlet is 1.3-1.4.

4. The muffler according to paragraphs. 1-3, characterized in that the ratio of the diameters of the holes of the perforation of the exhaust pipe in the intermediate and exhaust chambers is 1.3-1.4.

5. The muffler according to paragraphs. 1-4, characterized in that quilted mats from a loose layer of staple superthin fibers coated with fiberglass are used as sound-absorbing material.