Система глушіння вихлопу двигуна внутрішнього згоряння з рідинним охолодженням

. Изобретение относится к двигателест-роению и может быть использовано в устройства х для глушения шума выхлопных тазов двигателей вн утреннего сгорания с жидкостным охлаждением. Известны глушители реактивного типа, содержащие корпус и ряд расположенных в нем камер расширения и сужения, сообщающихся с вн утренним объемом газовода. Эти глушители широко используются для снижения шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания, создающих шум с резко выраженными дискретными составляющими [Лагунов Л.Ф., Осипов Г./}, Борьба с шумом в машиностроении. М.: Машиностроение, 1980. - С. 93}. Недостатками указанных глушителей являются увеличение гидравлического сопротивления выхлопу при необходимости улучшения акустических характеристик, затруднительность обеспечения надежного искрогашения и ухудшение обзорности с места оператора при установке глуши теля на тракторе [Тракторы. Проектирование, конструирование и расчет/Ксеневич И.П. и др. - М.: Ма шиностроение, 1991. - С. 270]. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является глуши тель двигателя отопительного устройства автотранспортного средства, содержащий теплообменник-змеевик, размещенный в глуши теле двигателя и образующий замкнутый контур с паропроводом и конденсатором, установленным в отапливаемым объеме [Авт. св. СССР № 1230869, кл. В 60 N 1/20. 1984, Г* 18, 1986]. При работе двигателя внутреннего сгорания выхлопные отработавшие газы по выхлопному трубопроводу направляются в глушитель, где расширяются в его резонаторних камерах и одновременно охлаждаются, отдавая тепло через стенку теплообменника-змеевика промежуточному теплоносителю. Снижение температуры выхлопных газов приводит к возрастанию их плотности, снижению скорости движения в резонаторних камерах и, как следствие, уменьшению звукового давления. Промежуточный теплоноситель в теплообменнике-змеевике воспринимает тепло выхлопных газов, доводится до кипения и пароводяная смесь поступает в конденсатор, где пар конденсируется, отдавая тепло обогреваемому объему, а конденсат по стенкам паропровода стекает в теплообменник, размещенный в глушителе. Общими существенными признаками известного устройства и заявляемого технического решения является наличие специального контура, осуществляющего охлаждение выхлопных газов, подводимых к глушителю. В устройстве-прототипе охлаждающий контур выполнен в виде автономного контура, содержащего теплообменник-кипятильник, паропровод, конденсатор-охладитель и трубопровод, осуществляющий возврат конденсата в теплообменник. Использование теплообменника, работающего в режиме кипения, наряду с ограниченным количеством промежуточного теплоносителя, обусловливает переменность температуры выхлопных газов (а следовательно, и шума выхлопа) при переменных режимах работы двигателя. При этом на максимальных по мощности режимах работы двигателя возможно наступление пленочного режима кипения жидкости в теплообменнике [Ми хеев М.А., Ми хеева И.М. Краткий курс теплопередачи - Л.: Госэнергоиздат, 1961. - С. 86], когда теплоотвод от выхлопных газов резко уменьшится, а шум вы хлопа - возрастает.' Для недопущения последнего необходимо увеличивать поверхность теплообменника и количество теплоносителя в контуре, что связано с усложнением конструкции системы шумоглушения, увеличением ее габаритов и материалоемкости. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования системы глушения выхлопа двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, в котором путем введения новых конструктивных элементов и связей между элементами системы глушения обеспечивается возможность автоматического поддержания одинаковой температуры выхлопных газов, а, следовательно, их плотности, скорости движения и соответственно шума выхлопа на всех режимах работы, что расширяет ее функциональные возможности и позволит использовать на различных двигателях, работающи х в широком диапазоне изменения мощностных режимов. Поставленная задача решается тем, что в системе глушения выхлопа двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащей глуши тель и теплообменник для охлаждения выхлопных газов, согласно изобретению, теплообменник установлен перед глушителем и включен в систему принудительного жидкостного охлаждения двигателя. Кроме того, на одном из трубопроводов, образующи х вместе с теплообменником контур охлаждения выхлопных газов, установлен вентиль. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая система глушения отличается тем, что: теплообменник для охлаждения выхлопных газов двига теля включен в систему принудительного жидкостного охлаждения двигателя; на одном из трубопроводов контура охлаждения выхлопных газов установлен вентиль. Первый признак является достаточным во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, второй - характеризует изобретение в отдельных случаях его выполнения. Включение теплообменника, осуществляющего о хлаждение выхлопных газов двигателя, в .систему принудительного жидкостного охлаждения двигателя, в которой принудительная циркуляция охлаждающей жидкости осуществляется посредством центробежного насоса, приводимого в действие от вала двигателя, позволяет обеспечить не только наиболее целесообразный режим вынужденного однофазного конвективного теплообмена при движении жидкости через теплообменник, но также изменение расхода охлаждающей жидкости, в точности, изменению температуры выхлопных газов. При этом охлаждение жидкости осуществляется при ее прокачке через радиатор двигателя, что пеэволяет упростить конструкцию системы шумоглуше-ния в целом, уменьшить ее габариты и материалоемкость. Наличие на одном из трубопроводов, образующи х с теплообменником контур охлаждения выхлопных газов вентиля, позволяет регулировать расход охлаждающей жидкости через теплообменник, приспосабливая оптимальным образом систему шумо. поглощения к различным типам двигателей и условиям их эксплуатации. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема системы шумоглушения. Система шумоглушения содержит теплообменник 1, установленный перед глушителем 2 и подключенный трубопроводами 3 и 4 к системе принудительного жидкостного охлаждения двигателя 5, осуществляемой посредством приводимых во вращение от двигателя 5 насоса 6 и вентилятора 7, а также радиатора 8, В одном из трубопроводов контура охлаждения выхлопных газов установлен вентиль 9. Система работает следующим образом. При работе двигателя 5 и открытом вентиле 9 часть охлаждающей жидкости, нагнетаемой насосом 6 (приводным во вращение от вала двигателя) в тракты охлаждения двигателя 5, поступает по трубопроводу 3 в теплообменник 1, где нагревается, отбирая тепло от выхлопных газов, и по трубопроводу 4 возвращается в систему охлаждения двигателя. Смешиваясь с основной массой охлаждающей жидкости, она поступает далее в радиатор 8, где охлаждается воздухом, прокачиваемым через радиатор 8 вентиля* тором 7 и поступает вновь на вход в насос 6. Охлажденные выхлопные газы поступают в глушитель 2 и выбрасываются в окружающую среду. Для дизеля водяного охлаждения мощностью ~60 л.с. установка теплообменника "жидкость-газ" на выхлопную тр убу перед штатным глушителем, обеспечивает при расходе воды через теплообменник ~10 л/мин (что соответствуе т *> 10-12% общей производительности водяной помпы системы охлаждения дизеля) понижение температуры выхлопных газов на '300-320°C. При этом шум выхлопа уменьшается на 7-8 дБ; подогрев воды в теплообменнике составляет