Содержание

Устройство для глушения двигателя
способ глушения шума двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления
Формула изобретения
Описание изобретения к патенту

Устройство для глушения двигателя

Устройство для глушения шума двигателя относится к области автомобилестроения и предназначено для использования в выхлопной системе автомобиля, с целью снижения уровня шума, снижения температуры, скорости и давления отработавших газов, а также исключения резонансных явлений.

Известно устройство для глушения шума (патент RU 2362023 С1), содержащее цилиндрический корпус, поперечную перегородку в виде пластины с перфорацией, входной и выходной патрубки, закрепленные с торцов корпуса и жестко соединенные с поперечной перегородкой внутри корпуса. Патрубки имеют перфорацию непосредственно у перегородки. Между корпусом и патрубками смонтированы промежуточные полые цилиндры с перфорацией, которые жестко соединены с перегородкой и с промежуточными кольцами, также имеющими перфорацию. Перфорация пластины выполнена по ее краю на одной третьей площади, а перфорация промежуточных цилиндров расположена с противоположных сторон от перегородки. Недостатком изобретения являются большие геометрические размеры.

Известен также глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания (патент RU 2191268 С2), содержащий цилиндрический корпус с торцевыми стенками, в котором посредством поперечных перегородок образованы четыре последовательные камеры: входная, выходная и две дополнительные, соосно расположенные подводящий и отводящий патрубки и аксиально расположенные и размещенные по обе стороны от оси корпуса промежуточные патрубки, причем полости патрубков подключены к полостям камер посредством своих открытых срезов и сквозных перфорированных участков. Во всех камерах срезы патрубков — динамические или мнимые (начало участка перфорации по ходу газового потока), по которым поток газа подводится или отводится из соответствующей камеры, размещены в узловых зонах низших собственных резонансных форм колебаний газового объема, заключенного в полости соответствующей камеры, поэтому названные моды не возбуждаются, поскольку давление в этих модах в зоне возбуждения близко к нулевому значению. Пульсирующие газовые потоки на срезе входных патрубков при этом -не испытывают соответствующего сопротивления и не передают, в связи с этим, энергии соответствующим модам. Недостатком изобретения является большое сопротивление движению потока выхлопных газов.

Из известных, наиболее близким по технической сущности, является глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания (патент RU 2220298 С2), содержащий цилиндрический корпус с впускным патрубком и выпускным патрубком, установленным в его торцевой стенке, выпускным отверстием и акустическими камерами, образованными обечайками, установленными соосно одна в другую и примыкающими своими основаниями к торцевой стенке корпуса. Длины обечаек увеличиваются по мере удаления обечаек от оси корпуса. В акустические камеры установлены соосно, вершинами к выпускному патрубку пустотелые конусные акустические камеры, диаметр оснований которых увеличивается по мере увеличения диаметров обечаек. На наружной части основания конусных акустических камер установлены турбинные лопатки по всей длине окружности основания. Перед входным отверстием соосно корпусу установлен перфорированный усеченный корпус вершиной к впускному патрубку, а в вершину конуса установлен перфорированный патрубок. Недостатком изобретения является сложность конструкции.

Техническим результатом является снижение температуры, скорости и давления выхлопных газов, посредством дросселирования и увеличенной теплоотдачи в стенки глушителя, рассеивание энергии выхлопных газов, исключение резонансных явлений в глушителе, за счет его конструктивных особенностей.

Предлагаемое изобретение направлено на сокращение шумов в процессе работы двигателя внутреннего сгорания, за счет разделения потока выхлопных газов, их разворота и объединения снова в один поток, в результате чего, при встречном движении, происходит взаимное уничтожение образовавшихся вихрей и рассеивание их энергии.

Это достигается тем, что в устройство для глушения шума двигателя, содержащее корпус, впускной и выпускной патрубки, согласно предлагаемому изобретению дополнительно введены — выпускной патрубок входит в корпус до отверстий в горизонтальном рассекателе и в вертикальной продольной перегородке, в корпусе смонтированы вертикальный рассекатель, имеющий дросселирующие отверстия, выполненные позади среза выпускного патрубка, и отверстия в передней части, горизонтальный рассекатель, с отверстием перед срезом выпускного патрубка, вертикальная продольная перегородка с отверстием перед срезом выпускного патрубка.

Диаметры отверстий в вертикальной продольной перегородке и горизонтальном рассекателе составляют 1,4-1,6 диаметра выпускного патрубка и находятся на расстоянии 2,2-3,2 диаметра выпускного патрубка от вершины рассекателя. Вертикальный рассекатель имеет отверстия в передней части.

Введение в конструкцию вертикального и горизонтального рассекателей, вертикальной перегородки позволяет организовать движение отработавших газов таким образом, чтобы обеспечить последовательно разделение, изменение направления потока выхлопных газов с последующим их встречным движением, в результате чего происходит взаимное уничтожение вихрей и рассеивание энергии выхлопных газов.

Выполнение отверстий вертикального рассекателя позади среза выпускного патрубка позволяет обеспечить разворот выхлопных газов, что в свою очередь ведет к увеличению пути, проходимого газами, и теплоотдачи в стенки глушителя.

На фиг.1 схематически изображен вид сверху устройства для глушения шума двигателя, на фиг.2 и фиг.3 представлены разрезы предлагаемого устройства.

1 — впускной патрубок

3 — выпускной патрубок, входящий в корпус более чем на половину длины

4 — вертикальный рассекатель с дросселирующими отверстиями

5 и 6 — дросселирующие отверстия

7 — горизонтальный рассекатель

8 — вертикальная перегородка

При этом, впускной патрубок 1 и выпускной патрубок 3 герметично соединены с корпусом 2, выпускной патрубок 3 входит в корпус 2 до отверстий в горизонтальном рассекателе 7 и вертикальной перегородке 8, вертикальный рассекатель 4 имеет дросселирующие отверстия 5, которые располагаются позади среза выпускного патрубка, относительно направления движения выхлопных газов, дросселирующие отверстия 6, расположенные в передней его части, горизонтальный рассекатель 7 соединен с корпусом 2, вертикальным рассекателем 4 и вертикальной перегородкой 8 и располагается на одинаковом расстоянии от верхней и нижней стенок корпуса 2. Вертикальный рассекатель 4, горизонтальный рассекатель 7, вертикальная перегородка 8 могут выполняться как одной деталью, так и из нескольких, соединенных посредством сварки.

Работает устройство для глушения шума двигателя следующим образом.

Во входной патрубок 1 поступают выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, которые сталкиваются с вертикальным рассекателем 4 и горизонтальным рассекателем 7, герметично соединенными с корпусом, и разделяются на четыре потока, огибающие вертикальный рассекатель 4. При дальнейшем движении они омывают внутренние поверхности корпуса и протекают через дросселирующие отверстия 5 вертикального рассекателя 4. Так как отверстие выходного патрубка находится впереди дросселирующих отверстий 5, относительно направления движения выхлопных газов, и давление нагретых газов выше атмосферного, то выхлопные газы разворачиваются и движутся к отверстию выпускного патрубка 3. Отработавшие газы проходят через отверстия в горизонтальном рассекателе 7 и вертикальной перегородке 8. Четыре потока двигаются навстречу друг другу, сталкиваются. В результате происходит взаимное уничтожение, образовавшихся в процессе движения газов внутри глушителя, вихрей и рассеивание энергии отработавших газов. Отработавшие газы объединяются в один поток, поворачиваются под действием избыточного давления и выходят в атмосферу через выпускной патрубок 3. Дросселирующие отверстия 6 служат для снижения сопротивления движению потока отработавших газов, организации поддува. В результате у среза выпускного патрубка 3 образуется область пониженного давления.

Выхлопные газы, двигаясь от впускного патрубка, встречаются с рассекателями, расположенными в вертикальной и горизонтальной плоскости, и разделяются на четыре одинаковых потока. Затем проходят через дросселирующие отверстия вертикального рассекателя и разворачиваются, двигаясь к отверстию выпускного патрубка, который входит в корпус глушителя более чем на половину длины корпуса. Вертикальная перегородка, расположенная в плоскости симметрии, служит для разделения потоков при их движении к отверстию выходного патрубка. Горизонтальный рассекатель и вертикальная перегородка имеют круглые отверстия, расположенные перед отверстием выходного патрубка, предназначенные для объединения всех четырех потоков перед выходом из глушителя.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить уровень шумов в процессе работы двигателя внутреннего сгорания, за счет разделения потока выхлопных газов, их разворота и объединения снова в один поток, в результате чего, при встречном движении, происходит взаимное уничтожение образовавшихся вихрей и рассеивание их энергии.

Устройство для глушения шума двигателя, содержащее корпус, впускной и выпускной патрубки, отличающееся тем, что корпус имеет в плане прямоугольное сечение, переходящее в усеченный конус, в корпусе, с целью разделения потока отработавших газов, смонтированы симметрично относительно оси патрубков вертикальный и горизонтальный рассекатели, вертикальная продольная перегородка, расстояния между корпусом и вертикальным рассекателем, вертикальным рассекателем и вертикальной продольной перегородкой равны, вертикальный рассекатель имеет дросселирующие отверстия, выполненные позади переднего среза выпускного патрубка, и отверстия в передней части, вершина рассекателя располагается в месте перехода корпуса от прямоугольного сечения в усеченный конус, в вертикальной продольной перегородке и горизонтальном рассекателе выполнены отверстия диаметром 1,4-1,6 диаметра выпускного патрубка и находятся на расстоянии 2,2-3,2 диаметра выпускного патрубка от вершины вертикального рассекателя, выпускной патрубок входит в корпус до отверстий в горизонтальном рассекателе и в вертикальной продольной перегородке.

способ глушения шума двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Использование: в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Сущность изобретения: при работе ДВС поток отработавших газов поступает в выпускной трубопровод. Этим же потоком через патрубок поддавливается водный раствор, содержащий известковую воду и неионогенное поверхностно-активное вещество, из емкости через распылитель в высокотемпературный газовый поток. Одновременно из емкости поддавливается водный раствор карбамида через трубку подачи и распылитель. В выпускном трубопроводе происходит химическая нейтрализация окислов углерода, серы и азота. Далее двужущийся поток поступает в глушитель. В смесительной камере, заполненной гранулами керамзита, происходит интенсивное завихрение потока и его шумоглушение. Кроме того, керамзит служит в качестве твердого пористого носителя, на котором осаждается и кристаллизуется непрореагировавший карбамид и служит для дальнейшей нейтрализации нитрозных газов и азотной и азотистой кислот. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения

1. Способ глушения шума двигателей внутреннего сгорания по авт. св. N 1281691, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, дополнительно используют водный раствор карбамида.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрация водного раствора карбамида составляет 2 — 3 г/л.

3. Устройство глушения шума двигателей внутреннего сгорания по авт. св. N 1281691, отличающееся тем, что, с целью повышения степени очистки, парогенератор снабжен второй емкостью с трубкой подачи, заполненной водным раствором карбамида, а выпускной трубопровод снабжен глушителем, разделенным на впускную, смесительную и выпускную камеры, причем смесительная камера заполнена гранулами керамзита и отделена от впускной и выпускной камер рассекательными перфорированными перегородками.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что трубка подачи врезана в выпускной трубопровод перед глушителем.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что смесительная камера снабжена люком с крышкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано в выхлопных системах двигателей внутреннего сгорания.

В основном изобретении в воду добавляют гидроокись кальция и неионогенное поверхностно-активное вещество, а в устройстве емкость парогенератора снабжена перфорированной решеткой, фильтрующим элементом и заполнена раствором гидроокиси кальция в дисперсной среде.

Однако это техническое решение обеспечивает лишь частичную нейтрализацию окислов азота (в отработавших газах остается не менее 20% непрореагировавших окислов азота), образующих с водой азотную и азотистую кислоты, агрессивно действующие на металл глушителя и окружающую среду.

Цель изобретения — повышение степени очистки выхлопных газов.

Цель достигается тем, что в процесс дополнительно вводят водный раствор карбамида, концентрация которого составляет 2-3 г/л, парогенератор снабжен второй емкостью с трубкой подачи, заполненной водным раствором карбамида, а выпускной трубопровод снабжен глушителем, разделенным на впускную, смесительную и выпускную камеры, причем смесительная камера заполнена гранулами керамзита и отделена от впускной и выпускной камер рассекательными перфорированными перегородками. Трубка подачи врезана в выпускной трубопровод перед глушителем, а смесительная камера снабжена люком с крышкой.

На чертеже схематично показано устройство глушения шума двигателей внутреннего сгорания.

Устройство содержит выпускной трубопровод 1, парогенератор, содержащий емкости 2 и 3 с водными растворами, патрубок 4, трубки 5 и 6 подачи с распылителями 7 и 8. Патрубок 4, трубки 5 и 6 подачи снабжены кранами 9 для регулирования подачи водного раствора в распылители 7 и 8, которые соединены соответственно с емкостями 2 и 3 и установлены на оси выпускного трубопровода 1. К последнему подсоединен байпасно патрубок 4 поддавливания водного раствора в емкости 2 (содержит водный раствор гидроокиси кальция и неионогенное поверхностно-активное вещество) в емкости 3 (содержит водный раствор карбамида), из которых водный раствор поступает соответственно в трубку 5 подачи с распылителем 7 и в трубку 6 подачи с распылителем 8. Емкости 2 и 3 содержат предохранительные клапаны 10, встроенные в крышку трубопровода 11, служащего для заполнения емкостей 2 и 3 водой и снабженного во внутренних частях емкостей патрубками 12.

Выпускной трубопровод 1 заканчивается глушителем 13, корпус которого разделен на впускную 14, смесительную 15 и выпускную 16 камеры рассекательными перфорированными перегородками 17. Смесительная камера 15 заполнена керамзитом 18 и снабжена люком 19 для загрузки керамзита и крышкой 20 для закрытия люка 19.

Способ реализуется следующим образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания образуется высокотемпературный поток отработавших газов, содержащих окислы азота, углерода и серы. Этот газовый поток поступает в выпускной трубопровод 1. Этим же потоком через патрубок 4 поддавливается водный раствор, содержащий известковую воду и неионогенное поврхностно-активное вещество, из емкости 2 в трубку 5 подачи и через распылитель 7 впрыскивается в высокотемпературный газовый поток, в котором происходит химическое взаимодействие отработавших газов с раствором гидроокиси кальция и поверхностно-активным веществом. При этом происходят снижение температуры газового потока и химическая нейтрализация окислов.

Однако степень эффективности очистки отработавших газов от окислов азота по этой схеме составляет 75-80% . Непрореагировавшие окислы азота образуют с водой азотную и азотистую кислоты
N 2 O 4 +H 2 O -> HNO 3 +HNO 2 , агрессивно действующие на металл глушителя и окружающую среду.
Поэтому одновременно дополнительно используют водный раствор карбамида для повышения степени очистки путем восстановления окислов азота и кислот по схеме
N 2 O 3 +NH 2 CONH 2 -> 2N 2 +CO 2 +2H 2 O
2HNO 2 +NH 2 CONH 2 -> 2N 2 +CO 2 +3H 2 O
2HNO 3 +NH 2 CONH 2 -> 2N 2 +CO 2 +3H 2 O+O 2
Продуктами этого процесса являются нетоксичные вещества N 2 , CO 2 и Н 2 О. Водный раствор в емкости 3 содержит 2-3 г/л карбамида.

Таким образом, одновременно с подачей водного раствора из емкости 2 через патрубок 4 поддавливается из емкости 3 водный раствор карбамида в трубку 6 подачи и через распылитель 8 впрыскивается в выпускной трубопровод 1, где происходит химическое взаимодействие непрореагировавших окислов азота с раствором карбамида, так как распылитель 8 врезан в выпускной трубопровод 1 за распылителем 7 по ходу движения потока.

Далее поток газа, пара и высокодисперсные продукты нейтрализации поступают в глушитель 13.

Изменение скорости впрыскивания водного раствора из распылителей 7 и 8 осуществляется регулировкой кранов 9. При перекрытых кранах 9 происходит продувка устройства от влаги, необходимая для консервации транспорта, например, в зимний и ремонтный периоды.

Избыточное количество газов, поступающих в патрубок 4 в результате пульсаций, имеющих место при работе двигателя, может стравливаться через предохранительный клапан 10, встроенный в крышку трубопровода 11, и через патрубок 12.

Далее движущийся поток, поступивший в глушитель 13, попадает во впускную камеру 14, где попадает на рассекательную перфорированную перегородку и, рассеиваясь, через перфорации попадает в смесительную камеру 15, где продолжает движение между гранулами керамзита 18. В смесительной камере 15 происходит интенсивное завихрение потока и его шумоглушение. Сглаживание пульсации потока происходит за счет движения его через пустоты, образующиеся между гранулами керамзита. Эффект шумоглушения в керамзите подобен шумоглушению в пене. Диапазон эффективного шумоглушения зависит от размера гранул используемого керамзита. Предпочтительнее использовать гранулы размеров 20-50 мм.

Пройдя участок смесительной камеры 15, заглушенный поток газа проходит через перфорации перегородки 17 и через выпускную камеру и выпускной патрубок выходит в атмосферу.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1281691, кл. F 01 N 3/04, 1986.

Классы МПК:	F01N3/04 с помощью жидкостей
Автор(ы):	Загуральский М.Т. , Гандзюк И.Б. , Кузьменко Ю.И.
Патентообладатель(и):	Загуральский Михаил Тимофеевич
Приоритеты: