Глушитель шума выпуска отработавших газов

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к многокамерным, в частности, трехкамерным глушителям шума выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС). Глушитель шума выпуска отработавших газов, содержит корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя, при этом на боковой стенке впускного патрубка, размещенной во впускной камере, выполнен участок сквозной перфорации, а его выходной торец заглушен, на боковой стенке промежуточного патрубка, сообщающего промежуточную камеру с выпускной камерой, в зоне ее расположения во впускной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом его выходной торец заглушен, на боковой стенке промежуточного патрубка, сообщающего впускную камеру с промежуточной, в зоне ее расположения в промежуточной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом центр тяжести части полости внутреннего участка патрубка, охваченного участком сквозной перфорации, смещен от середины камеры в сторону перегородки, образующей промежуточную камеру, на боковой стенке выпускного патрубка, в зоне ее расположения в выпускной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом центр тяжести части полости внутреннего участка патрубка, охваченного участком сквозной перфорации, смещен от середины камеры в сторону перегородки, образующей промежуточную камеру. В частных случаях конструктивного исполнения длины L1 и L2 соответственно впускной и выпускной камер составляют (0,370,39)L и (0,350,37)L, где L - длина полости глушителя, а длина L3 промежуточной камеры составляет (0,250,27)L. Отношение суммарной площади проходного сечения S1 отверстий участка сквозной перфорации промежуточного патрубка в промежуточной камере к площади поперечного сечения патрубка S составляет (0,640,66). Отношение суммарной площади проходного сечения S2 отверстий участка сквозной перфорации выходного патрубка к площади поперечного сечения патрубка S составляет (0,650,67). Длина полости глушителя L составляет (10,710,9)d, где d - внутренний диаметр патрубков. Центр тяжести части полости промежуточного патрубка, охваченной участком сквозной перфорации, расположенного в промежуточной камере, смещен на расстояние «а»=(0,60,8)L3 от поверхности торцевой стенки, образующей промежуточную камеру. Центр тяжести части полости выпускного патрубка, охваченной участком сквозной перфорации, размещен на расстоянии «в»=(0,550,75)L2 от заглушенного выходного торца впускного патрубка. Входной срез промежуточного патрубка, сообщающего промежуточную камеру с выпускной камерой, расположен на расстоянии «с»=(0,50,7)L3 от поверхности торцевой стенки, образующей промежуточную камеру. При таком конструктивном исполнении становится возможным, в сравнением с прототипом, уменьшить длину полости глушителя и, как показали проведенные экспериментальные исследования, повысить его основные функциональные показатели, а именно - акустические и газодинамические качества конструкции, при примерно одинаковом (в сравнении с прототипом) весовом показателе изделия. 1 н. и 7 з.п.п. ф-лы 9 ил.

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а именно к многокамерным, в частности, трехкамерным глушителям шума выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС).

При работе камерного глушителя в месте расширения газопровода (т.е. в месте появления собственно камеры) создается скачкообразно увеличенное волновое сопротивление - "волновая пробка", что в определенных диапазонах частот звукового спектра препятствует беспрепятственному прохождению звука через глушитель без заметного ослабления, т.е. обеспечивается уменьшение уровня акустической энергии, излучаемой в окружающую среду. В такой конструкции глушителя (типа центральной расширительной камеры) имеется заданная граничная частота, начиная только с которой глушитель начинает эффективно работать (заглушать шум). В это же время, характеристика заглушения такого глушителя представляет собой не восходящую наклонную линию, указывающую на рост величины заглушения акустической энергии с увеличением частоты звукового спектра выхлопа, а кривую, как с ярко выраженными максимумами заглушения в отдельных частотных диапазонах, так и ярко выраженными "провалами" на отдельных дискретных частотах, или полосах частот в характеристике заглушения. В ряде случаев на частотах "провалов" в характеристике заглушения наблюдается не только нулевое заглушение шума, но даже некоторое усиление шума выхлопа на этих частотах. Именно эти многочисленные "провалы" являются характерным "акустическим дефектом" конструкций камерных глушителей шума. Частоты на которых наблюдаются указанные "провалы", соответствуют частотам кратных гармоник полудлин волн, укладывающихся в трехмерном пространстве расширительной камеры глушителя между противолежащими жесткими стенками камеры глушителя. Для уменьшения числа таких провалов (сведения их к минимуму) и применяют различные конструктивные элементы в глушителях, например, внутреннее введение срезов патрубков газопровода в полость камеры глушителя в зоны, где эти кратные полудлинновые гармоники не будут возбуждаться, или же возбудившись - не будут выводиться (передаваться) из полости камеры дальше по выхлопной трассе газопровода в окружающую среду. Такими зонами исключения (существенного ослабления) возбуждения или передачи энергии низших собственных акустических мод камеры являются узлы (минимумы) колебаний звуковых давлений, распределенных по трехмерному пространству камеры на данных собственных модах.

Принцип ослабления возбуждения и/или передачи звуковой энергии низших собственных резонансных мод из полости камеры в газопровод реализован в известном однокамерном глушителе шума выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, авторское свидетельство СССР 1092290, МКИ F01N 1/00, БИ 18/84, содержащем по меньшей мере одну цилиндрическую камеру с торцевыми стенками и соосными патрубками. Отличительной особенностью известного глушителя является то, что для повышения акустической эффективности заглушения шума расширительной камерой, при одновременном достижении низких гидродинамических сопротивлений, динамические (акустические) срезы подводящего и отводящего патрубков камеры (т.е. условно удлиненные на 0,20,4D от своего статического геометрического положения, за счет присоединенной массы колеблющегося газа на концевых участках патрубков, где D - диаметр проходного сечения соответствующего патрубка) размещены в узловых зонах низших собственных резонансных продольных форм (первой и второй) колебаний газового объема в камере глушителя, т.е. реализующихся по длине расширительной камеры, в зонах, где величина звукового давления на указанной акустической моде близка к нулю, что предотвращает (существенно ослабляет) дальнейшую передачу звуковой энергии этих форм (мод) колебаний наружным концевым срезом отводящего патрубка в окружающую среду.

Такая конструкция известного глушителя в ряде случаев хорошо вписывается, в частности, в концепцию спортивных автомобилей, некоторых стационарных энергетических установок с предъявляемой достаточно ограниченной невысокой величиной заглушения шума. Однако, ее акустической эффективности явно недостаточно для легковых автомобилей массового производства, поскольку здесь предъявляются значительно более жесткие требования национальных и международных стандартов по предельно допустимому значению уровней внешнего и внутреннего шума транспортных средств, предохраняющих окружающую среду от чрезмерного акустического загрязнения.

Дальнейшим совершенствованием рассмотренного типа глушителя является конструкция многокамерного глушителя, описанная в авторском свидетельстве СССР 1420193, МКИ F01N 1/00, БИ 32/88 (или более подробно см. Волгин С.Н. и др.

Цветной иллюстрированный альбом. Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112 и их модификации. Москва, "Третий Рим", 1998, с.30-31), обладающая существенно более высокой эффективностью заглушения шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, как по величине, так и более широким частотным диапазоном полосы заглушения, которая, в частности, в настоящее время применяется в ряде моделей автомобилей серийного производства ОАО "АВТОБАЗ". Указанный выше глушитель шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания является трехкамерным, содержит корпус с торцевыми стенками и соосными впускным и выпускным патрубками, причем динамические срезы последних размещены внутри центральной камеры корпуса. Корпус глушителя выполнен овальным и снабжен по меньшей мере одной поперечной перегородкой с образованием камер с торцевыми стенками. Одна из камер (центральная) выполнена более длинной, длина ее равна длине большей оси овала корпуса. Внутренние срезы патрубков размещены в одной из камер и расположены на расстоянии 1/4L от торцевых стенок последней, где L - длина камеры. Длина большей оси овала корпуса составляет (1,62,5)d, где d - диаметр патрубка. Часть патрубка, проходящего через камеру, выполнена перфорированной, при этом неперфорированная часть патрубка от его внутреннего среза составляет L/2.

Некоторые конструктивные недостатки глушителя, проявляющиеся в процессе его эксплуатации, при необходимости дальнейшего совершенствования конструкции для соответствия более жестким перспективным требованиям транспортных средств по предельным значениям уровней их внешнего шума, а также анализ совершенства конструкции позволяют утверждать об имеющихся потенциальных возможностях ее дальнейшего улучшения. В частности, во всех известных вариантах рассмотренной конструкции глушителя, представленных на фиг.1-3 описания видно, что наиболее энергоемкая первая продольная низшая собственная резонансная форма колебаний (и все последующие нечетные формы) из средней (центральной) камеры глушителя, могут свободно пропускаться в окружающую среду через выпускной патрубок 5. Это же самое наблюдается и со второй повысотной (радиальной) собственной модой колебаний объема камеры. Резонансная передача звука из камеры в окружающую среду происходит и на четвертой продольной собственной моде колебаний объема камеры (f₄=4c/2L, где f - частота, с - скорость звука, L - длина средней камеры).

Крайние (боковые) камеры глушителя, фиг.1, согласно графическому описанию известного из общего уровня техники глушителя, представляющие собой идентичные торцевые резонаторы концентричного типа, настроены на один и тот же резонансный частотный диапазон заглушения шума, что приводит к неоправданному дублированию подавления звука идентичных резонансных режимов, что в конечном итоге, ограничивает (заужает) полосу заглушения глушителя, а так же, в данном случае, способствует нежелательному взаимному резонансному взаимодействию идентичных боковых (торцевых) камер и не позволяет использовать каждую из камер для целенаправленного шумоподавления конкретного отдельного (отличительного) резонансного диапазона в заданной частотной области звукового спектра.

В современных конструкциях глушителей шума автомобильных ДВС для повышения ослабления передачи звука на указанных собственных резонансных модах типа расширительной цилиндрической камеры с внутренними трубами широко используют звукопоглощающие набивки полостей камер волокнистыми пористыми материалами. В качестве примера можно привести конструкции глушителей шума автомобильных ДВС, описанные в свидетельствах на полезные модели 15494, МПК7 F01N 1/24, 2000 г., 26595, МПК7 F01N 1/00, 2002 г., 27408, МПК F01N 1/08, 2003 г., 28733, МПК7 F01N 1/00, 2003 г. В частности, большинством автомобильных фирм производящих легковые автомобили, используется конструкция одного из глушителей шума системы выхлопа двигателя внутреннего сгорания с заполнением полости камеры (из нескольких камер) глушителя набивкой из базальтового волокна. Обладая достаточно высокими термостойкими и звукопоглощающими характеристиками, такая волокнисто-пористая звукопоглощающая набивка, в большинстве случаев, ослабляет нежелательные дефектные резонансные высокочастотные "свисты" глушителя, в первую очередь, на "малогабаритных" 4ой продольной и 2ой радиальной собственных модах колебаний воздушного объема камеры. Однако, такая конструкция имеет и ряд существенных недостатков, основные из которых следующие:

- Пористая набивка из волокнистого базальтового волокна активно впитывает и накапливает в полости химически агрессивный конденсат, содержащийся в выхлопных газах, что вызывает ускоренную внутреннюю коррозию стенок и перегородок корпуса глушителя, существенно сокращая срок его эксплуатации. Следует здесь же отметить, что именно внутренняя коррозия, а не механические нагрузки являются основной причиной разрушения глушителей автомобильных ДВС;

- Использование волокнистого базальтового волокна, вследствие вышеуказанной причины, вынуждает, в свою очередь, применять дорогостоящие нержавеющие хром-никелевые стали, использовать дополнительные устройства принудительного отсоса накопившегося конденсата из полости камеры различными диффузорными приемниками, что дополнительно усложняет конструкцию и делает ее более дорогой;

- В процессе эксплуатации транспортного средства базальтовые волокна частично выдуваются потоком выхлопных газов из полости глушителя в окружающую среду, что ведет к вредному и опасному для здоровья человека засорению воздушной среды мелкими частицами базальтовых волокон;

- Заполнение расширительных камер глушителя волокнистой шумопоглощающей набивкой вызывает некоторую потерю эффективности заглушения низкочастотного шума, вследствие частичной потери объема полости расширительной камеры, заполняющей набивкой (как правило - на частоте низшей нулевой собственной моды полости камеры);

- В процессе длительной эксплуатации устройства уменьшается пористость волокнистой набивки камеры из-за накапливающегося воздействия частиц углерода (сажи) и жидкого конденсата ("закоксовывание" пор), что влечет ухудшение звукопоглощающих характеристик волокнистой набивки и соответствующее снижение шумозаглушающей способности глушителя в целом;

- Применение базальтовых волокон в технологии производства глушителей связано с вредными условиями производства, вследствие возможного попадания мелких частиц волокон через органы дыхания в организм человека.

В связи с изложенными выше техническими, стоимостными и экологическими недостатками и проблемами, продолжаются совершенствоваться конструкции многокамерных резонаторных глушителей, лишенные в той или иной мере многих недостатков присущих глушителям, содержащим волокнистые шумопоглощающие набивки.

Известна конструкция глушителя шума выхлопа двигателя внутреннего сгорания, описанная в авторском свидетельстве СССР 1618898, МПК5 F01N, публ. 07.01.91, БИ 1. Глушитель содержит корпус с торцевыми стенками, первый и второй патрубки, установленные в торцевых стенках и частично помещенные внутри корпуса с размещением выходных срезов соответственно со стороны противоположных торцевых стенок и по разные стороны от срединной плоскости, перпендикулярной оси корпуса и проходящей через его геометрический центр, и поперечные перфорированные перегородки, причем первый патрубок пересекает перегородки и снабжен внутренним перфорированным участком, а второй размещен соосно корпусу и снабжен участком перфорации, размещенным между перегородками и помещенным в кожух.

Сложная геометрия одного из патрубков (два гиба по длине) усложняют конструкцию глушителя. Кроме того, анализ конструкции глушителя показывает, что в ней имеются потенциальные возможности повысить эффективность шумоглушения, а также уменьшить гидравлические (аэродинамические) сопротивления потоку проходящих по нему выхлопных газов, путем дальнейшей оптимизации конструкции и взаимного расположения отдельных элементов шумоглушения.

Близким по технической сущности является глушитель шума выпуска, описанный в патенте РФ 56961 на полезную модель, МПК F01N 1/02, F01N 1/08, опубликованном 27.09.2006, который содержит корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточный патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя.

К недостаткам рассмотренного глушителя можно отнести сложную и трудоемкую технологию изготовления перфорированный труб, значительный расход дефицитного металла и завышенную массу изделия.

В качестве прототипа выбран глушитель шума выпуска, известный из патента на полезную модель 65972, МПК F01N 1/08, патентообладатель ООО «Производство Стройиндустрия», опубликованного 27.08.2007, который содержит корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя, отличающийся тем, что объемы полостей впускной и выпускной камер соответственно составляют 0,24±0,05 и 0,30±0,05 суммарного внутреннего объема полостей глушителя. В частном варианте конструктивного исполнения длина большой оси овала корпуса глушителя H₁ =(4,6÷4,7)d, длина малой оси овала корпуса H₂ =(2,9÷3,1)d, длина корпуса L=(11,6÷11,8)d, длина впускной камеры L₁=(0,22÷0,24)L, длина выпускной камеры L₂=(0,47÷0,49)L, где d - диаметр патрубков. Оси промежуточных патрубков расположены эквидистантно относительно оси корпуса глушителя.

Анализ конструкции глушителя представленного в прототипе определенно позволяет сделать вывод о том, что в ней имеются потенциальные возможности дальнейшего улучшения как акустических, газодинамических, так и массо-габаритных показателей. Подробно это будет рассмотрено ниже.

Техническим результатом заявляемой полезной модели, который объективно проявляется при ее использовании, является уменьшение материалоемкости, при одновременном увеличении эффективности снижения шума выхлопа.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели, охарактеризованный независимым п.1 формулы полезной модели, достигается за счет того, что в известной конструкции глушитель шума выпуска отработавших газов, содержащей корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя, при этом на боковой стенке впускного патрубка, размещенной во впускной камере, выполнен участок сквозной перфорации, а его выходной торец заглушен, на боковой стенке промежуточного патрубка, сообщающего промежуточную камеру с выпускной камерой, в зоне ее расположения во впускной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом его выходной торец заглушен, на боковой стенке промежуточного патрубка, сообщающего впускную камеру с промежуточной, в зоне ее расположения в промежуточной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом центр тяжести части полости внутреннего участка патрубка, охваченного участком сквозной перфорации, смещен от середины камеры в сторону перегородки, образующей промежуточную камеру, на боковой стенке выпускного патрубка, в зоне ее расположения в выпускной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом центр тяжести части полости внутреннего участка патрубка, охваченного участком сквозной перфорации, смещен от середины камеры в сторону перегородки, образующей промежуточную камеру.

В частных случаях конструктивного исполнения длины L1 и L2 соответственно впускной и выпускной камер составляют (0,370,39)L и (0,350,37)L, где L - длина полости глушителя, а длина L3 промежуточной камеры составляет (0,250,27)L. Отношение суммарной площади проходного сечения S1 отверстий участка сквозной перфорации промежуточного патрубка в промежуточной камере к площади поперечного сечения патрубка S составляет (0,640,66). Отношение суммарной площади проходного сечения S2 отверстий участка сквозной перфорации выходного патрубка к площади поперечного сечения патрубка S составляет (0,650,67). Длина полости глушителя L составляет (10,710,9)d, где d - внутренний диаметр патрубков. Центр тяжести части полости промежуточного патрубка, охваченной участком сквозной перфорации, расположенного в промежуточной камере, смещен на расстояние «а»=(0,60,8)L3 от поверхности торцевой стенки, образующей промежуточную камеру. Центр тяжести части полости выпускного патрубка, охваченной участком сквозной перфорации, размещен на расстоянии «в»=(0,550,75)L2 от заглушенного выходного торца впускного патрубка. Входной срез промежуточного патрубка, сообщающего промежуточную камеру с выпускной камерой, расположен на расстоянии «с»=(0,50,7)L3 от поверхности торцевой стенки, образующей промежуточную камеру.

При таком конструктивном исполнении становится возможным, в сравнением с прототипом, уменьшить длину полости глушителя и, как показали проведенные экспериментальные исследования, повысить его основные функциональные показатели, а именно - акустические и газодинамические качества конструкции, при примерно одинаковом (в сравнении с прототипом) весовом показателе изделия.

Рассмотренные выше конструктивные изменения в заявляемом техническом решении, в сравнении с прототипом полезной модели, достигнуты методом интуитивно-логического анализа проблемы, обозначенной представленным выше уровнем техники и сопоставительной аналитической работы по формированию новых конструктивных признаков с улучшенными конструктивно-технологическими приемами эмпирическим путем, а также в процессе практических исследований макетных и опытных образцов устройства.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо, воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". При этом промышленный выпуск полезной модели возможен на стандартном оборудовании с применением известных, хорошо отработанных технологий.

Другие особенности и преимущества заявляемой полезной модели станут понятны из следующего детального описания, приведенного исключительно в форме не ограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие предпочтительный вариант реализации, на котором показана схема предлагаемого глушителя шума выпуска и его отдельных составляющих элементов.

На фиг.1 изображена схема заявляемого глушителя шума выпуска отработавших газов;

На фиг.2 показан вид А на торцевую стенку глушителя (вид слева);

На фиг.3 показано поперечное сечение Б-Б глушителя по фиг.1;

На фиг.4 показано поперечное сечение В-В глушителя по фиг.1;

На фиг.5 показан сборочный модуль глушителя, включающий входящие в его конструкцию патрубки и поперечные перегородки;

На фиг.6 отдельно показан промежуточный патрубок, соединяющий впускную и промежуточную камеры;

На фиг.7 отдельно показан впускной патрубок с заглушенным выходным торцем;

На фиг.8 отдельно показан выпускной патрубок;

На фиг.9 отдельно показан промежуточный патрубок соединяющий промежуточную камеру с выпускной, с заглушенным выходным торцем.

На фиг.1L - длина полости глушителя, L1 и L2 - длины соответственно впускной и выпускной камер, L3 - длина промежуточной камеры, d - внутренний диаметр патрубков - в данной конструкции он одинаков для всех патрубков.

Представленный на фиг.1 глушитель шума выпуска отработавших газов, содержит корпус 1 овального поперечного сечения с торцевыми стенками 2 и 3, в котором образованы впускная 4, промежуточная 5 и выпускная 6 камеры, разделенные перегородками 7 и 8, а также соединяющие полости этих камер впускной 9, выпускной 10 и промежуточные 11 и 12 патрубки. Оси Х-Х и Y-Y последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси O-O овала поперечного сечения глушителя. На боковой стенке впускного патрубка 9, размещенной во впускной камере 4, выполнен участок 13 сквозной перфорации, а его выходной торец заглушен. На боковой стенке промежуточного патрубка 12, сообщающего промежуточную камеру 5 с выпускной камерой 6, в зоне ее расположения во впускной камере 6 выполнен участок 14 сквозной перфорации, при этом его выходной торец заглушен. На боковой стенке промежуточного патрубка 11, сообщающего впускную камеру 4 с промежуточной камерой 5, в зоне ее расположения в промежуточной камере 5 выполнен участок сквозной перфорации 15, при этом центр тяжести -Ц1- части полости внутреннего участка патрубка 11, охваченного участком перфорации 15, смещен от середины камеры в сторону перегородки 8, образующей промежуточную камеру 5. При этом, под термином «полость патрубка» подразумевается участок трубопроводного элемента, в котором находится (транспортируется) газовая среда (отработавшие газы ДВС), обладающая определенными диссипативными, массовыми и динамическими характеристиками. На боковой стенке выпускного патрубка 12, в зоне ее расположения в выпускной камере 6 выполнен участок сквозной перфорации 16, при этом центр тяжести - Ц2- части полости внутреннего участка патрубка 12, охваченного участком перфорации 16, смещен от середины камеры 6 в сторону перегородки 8, образующей промежуточную камеру 5. Длины L1 и L2 соответственно впускной 4 и выпускной 6 камер составляют (0,370,39)L и (0,350,37)L, где L - длина полости глушителя, а длина L3 промежуточной камеры 5 составляет (0,250,27)L. Отношение суммарной площади проходного сечения S1 отверстий участка сквозной перфорации 15 промежуточного патрубка 11 в промежуточной камере 5 к площади поперечного сечения патрубка 11 -S- составляет (0,640,66). Отношение суммарной площади проходного сечения -S2- отверстий участка сквозной перфорации 16 выпускного патрубка 10 к площади поперечного сечения патрубка 10 -S- составляет (0,650,67). Длина полости глушителя L составляет (10,710,9)d, где d - внутренний диаметр патрубков. Центр тяжести -Ц1- части полости промежуточного патрубка 11, охваченной участком сквозной перфорации 15, расположенного в промежуточной камере 5, смещен на расстояние «а»=(0,60,8)L3 от поверхности торцевой стенки 3, образующей промежуточную камеру 5. Центр тяжести -Ц2- части полости выпускного патрубка 10, охваченной участком сквозной перфорации 16, размещен на расстоянии «в»=(0,550,75)L2 от заглушенного выходного торца впускного патрубка 9. Входной срез промежуточного патрубка 12, сообщающего промежуточную камеру 5 с выпускной камерой 6, расположен на расстоянии «с»=(0,50,7)L3 от поверхности торцевой стенки 3, образующей промежуточную камеру 5.

Работает глушитель обычным образом.

Отработавшие газы, совместно с шумовой энергией газового потока, при реализации рабочего процесса ДВС, подводятся к глушителю по трубопроводной магистрали системы выпуска, распространяются по впускному патрубку 9 и через отверстия участка сквозной перфорации 13 поступают в полость впускной камеры 4 глушителя. В зонах отверстий сквозной перфорации в полости камеры 4 вследствие резкого расширения акустического волновода и обусловленного этим скачкообразного изменения волнового сопротивления, определяемого соотношением суммарной площади проходных сечений отверстий участка сквозной перфорации 13 впускного патрубка 9 к площади проходного сечения камеры 4, звуковые волны частично отражаются обратно к источнику излучения (выпускному клапану - на чертежах не показан). Данному процессу способствует также то, что выходной торец впускного патрубка 9 заглушен (например, герметично сплющен, или в него вмонтирована заглушка), что перекрывает прямую передачу неослабленного в глушителе звука из впускного патрубка 9 в выпускной патрубок 10. Далее, отработавшие газы и неотраженная часть энергии звуковых волн передается и транспортируется по направлению к выходному срезу промежуточного патрубка 11 и отверстиям участка сквозной перфорации 15. Кроме передачи звуковой энергии через выходной открытый срез патрубка 11, происходит также передача звуковой энергии через его концевой участок сквозной перфорации (боковой срез) с соответствующими фрикционными потерями звуковой энергии при прохождении звуковых волн через отверстия участка сквозной перфорации 15. Кроме того, участок 15 выполняет положительную шумодемпфирующую функцию по подавлению собственных резонансных колебаний газа в патрубке 11, как участка волновода (трубы) определенной длины с открытыми с двух сторон концами. Вследствие скачкообразного изменения волнового сопротивления, определяемого соотношением проходных сечений промежуточной камеры 5 и промежуточного патрубка 11, аналогичным образом звуковые волны частично отражаются в сторону источника излучения (к выпускному клапану), чему способствует заглушенный выходной торец промежуточного патрубка 12 и частично передаются из полости камеры 5 через открытый срез промежуточного патрубка 12 и участок сквозной перфорации 14 в полость выпускной камеры 6. Здесь, вследствие процесса резкого расширения на пути распространения по акустическому волноводу в полости камеры 6 отработавшие газы теряют часть звуковой энергии и, далее, частично передаются к открытому срезу выпускного патрубка 10 и отверстиям участка сквозной перфорации 14 и, вследствие резкого сужения проходного сечения патрубка 10, как передающего элемента акустического волновода, частично отражаются в сторону источника излучения (к выпускному клапану) и частично проходят по выпускному патрубку 10, теряя при этом часть звуковой энергии, которая в процессе фрикционных резонансных колебаний газа в отверстиях участка сквозной перфорации 16 частично превращается в тепловую. Далее по выпускному патрубку 10 и выпускной трубе (на чертежах не показана) отработавшие газы и существенно заглушенная звуковая энергия выводятся в атмосферу.

Оценка акустических качеств опытных образцов заявляемой конструкции глушителя была проведена на автомобилях ЛАДА-2121 и 2115.

Результаты замеров показали, что, по своим шумозаглушающим свойствам, опытные образцы систем выпуска 21214, пр-ва ОАО «АвтоВАЗагрегат», в сравнении с серийной системой выпуска пр-ва ОАО «АвтоВАЗагрегат»:

- более эффективны (до 3.6 дБА) в диапазонах оборотов ДВС 15001850 и 23002700 мин^-1;

- обладают большей шумозаглушающей способностью на основной частоте рабочего процесса 2n/60 Гц - до 5.5 дБА.

Результаты замеров показали, что, по своим шумозаглушающим свойствам, опытные образцы систем выпуска 2115, пр-ва ОАО «АвтоВАЗагрегат», в сравнении с серийной системой выпуска пр-ва ОАО «АвтоВАЗагрегат» более эффективны (до 5.1 дБА) практически во всем диапазоне оборотов двигателя.

Опытные системы выпуска обладают большей шумозаглушающей способностью:

- на частотах рабочего процесса: 2n/60 Гц - до 6.5 дБА, 4n/60 - до 12.8 дБА - в диапазоне оборотов двигателя 15003200 мин^-1 и до 5.2 дБА - в диапазоне оборотов двигателя 42005000 мин^-1 и 6n/60 - до 20 дБА - в диапазоне оборотов двигателя 15002300 мин^-1 и до 8.8 дБА - в диапазоне оборотов двигателя 35004500 мин^-1;

- в 1/3-октавных полосах с центрами: 400 Гц - до 11.8 дБА - в диапазоне оборотов двигателя 20005000 мин^-1 и 1000 Гц - до 9.3 дБА - практически во всем диапазоне оборотов двигателя.

Эффект достигнут за счет того, что в сравнении с прототипом в конструкцию предлагаемого глушителя дополнительно введены два эффективных элемента шумоглушения - участки сквозной перфорации 15 и 16, в которых теряется существенное количество звуковой энергии, в результате преобразования ее в тепловую. Это позволило уменьшить длину камеры глушителя при сохранении весовых параметров. В сравнении со штатными основными глушителями системы выпуска отработавших газов автомобилей производства ОАО «АВТОБАЗ», г.Тольятти, предлагаемая конструкция глушителя имеет существенно улучшенные массогабаритные показатели, более технологична и менее трудоемка в изготовлении.

Использование заявленного технического решения позволяет создать недорогую и компактную конструкцию эффективного глушителя шума выпуска отработавших газов ДВС. Разумеется, полезная модель не ограничивается описанным выше конкретным конструктивным примером ее осуществления, показанным на прилагаемых фигурах. Остаются возможными несущественные изменения различных элементов или материалов, из которых эти элементы выполнены, либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объема притязаний, обозначенного независимым пунктом формулы полезной модели.

1. Глушитель шума выпуска отработавших газов, содержащий корпус овального поперечного сечения с торцевыми стенками, в котором образованы впускная, промежуточная и выпускная камеры, разделенные перегородками, а также соединяющие полости этих камер впускной, выпускной и промежуточные патрубки, причем оси последних смещены в сечении поперечной плоскости глушителя относительно малой центральной оси овала поперечного сечения глушителя, при этом на боковой стенке впускного патрубка, размещенной во впускной камере, выполнен участок сквозной перфорации, а его выходной торец заглушен, на боковой стенке промежуточного патрубка, сообщающего промежуточную камеру с выпускной камерой, в зоне ее расположения во впускной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом его выходной торец заглушен, отличающийся тем, что на боковой стенке промежуточного патрубка, сообщающего впускную камеру с промежуточной, в зоне ее расположения в промежуточной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом центр тяжести части полости внутреннего участка патрубка, охваченного участком сквозной перфорации, смещен от середины камеры в сторону перегородки, образующей промежуточную камеру, на боковой стенке выпускного патрубка, в зоне ее расположения в выпускной камере выполнен участок сквозной перфорации, при этом центр тяжести части полости внутреннего участка патрубка, охваченного участком сквозной перфорации, смещен от середины камеры в сторону перегородки, образующей промежуточную камеру.

2. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что длины L1 и L2 соответственно впускной и выпускной камер составляют (0,370,39)L и (0,350,37)L, где L - длина полости глушителя, а длина L3 промежуточной камеры составляет (0,250,27)L.

3. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что отношение суммарной площади проходного сечения S1 отверстий участка сквозной перфорации промежуточного патрубка в промежуточной камере к площади поперечного сечения патрубка S составляет (0,640,66).

4. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что отношение суммарной площади проходного сечения S2 отверстий участка сквозной перфорации выходного патрубка к площади поперечного сечения патрубка S составляет (0,650,67).

5. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что длина полости глушителя L составляет (10,710,9)d, где d - внутренний диаметр патрубков.

6. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что центр тяжести части полости промежуточного патрубка, охваченной участком сквозной перфорации, расположенного в промежуточной камере, смещен на расстояние «а»=(0,60,8)L3 от поверхности торцевой стенки, образующей промежуточную камеру.

7. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что центр тяжести части полости выпускного патрубка, охваченной участком сквозной перфорации, размещен на расстоянии «в»=(0,550,75)L2 от заглушенного выходного торца впускного патрубка.

8. Глушитель по п.1, отличающийся тем, что входной срез промежуточного патрубка, сообщающего промежуточную камеру с выпускной камерой, расположен на расстоянии «с»=(0,50,7)L3 от поверхности торцевой стенки, образующей промежуточную камеру.