Фільтр-глушник вихлопу двигуна внутрішнього згоряння

Фільтр-глушник вихлопу двигуна внутрішнього згоряння, який містить в собі розділений на дві частини корпус з впускними і випускними отворами, сепаратори і вихлопні труби, який відрізняється тим, що сепаратори виконані у вигляді послідовно ввімкнутих по ходу газу антициклона та циклона зі своїми збірниками пилу, циклон розміщено всередині антициклона, а вхід в циклон виконано у вигляді лопатевого апарата, при цьому на внутрішній поверхні корпусу циклона встановлено дефлектор з перфорацією, яку виконано у вигляді сопел, що звужуються, при цьому порожнина, утворена корпусом циклона і дефлектором, з'єднана зі збірником пилу циклона, а обидва збірники пилу виконано знімними, причому вихлопна труба циклона обладнана циліндричним глушником активного типу, крім того до неї приєднані чвертьхвильові резонатори з довжиною L, яку визначають по формулі L= 15-a/(z- n- і), Винахід відноситься до області екології та двигунобудування, а також може бути використаний для очищення та зниження шуму запилених пульсуючих потоків в інших галузях техніки Відомий заглушувач шуму вихлопу двигуна внутрішнього згоряння, який містить вертикальний корпус, збірник пилу, який розміщено в нижній частині корпусу, впускний та випускний патрубки, коаксиально встановлені в корпусі два кільця, які утворені направляючими лопатками і розміщеними між ними тангенційними каналами, причому, збірник пилу виконано таким, що знімається (Див заявку РФ на винахід № 97108082/06, F 01 N 1/08, Карпенко А Г , RU БИ №1010 04 99) Істотними недоліками відомого пристрою є наступні положення 1 Частинки пилу різних розмірів сепаруються і видаляються з потоку в один збірник пилу Тому цей процес в принципі є далеким від оптимального для сепарації дрібних фракцій потрібне сильне закручування всього потоку, що приводить до значних гідравлічних втрат 2 Зменшення амплітуди звукових коливань (заглушування шуму) відбувається за допомогою дроселювання і наступного розширення потоку в камерах збільшеного поперечного перерізу, в процесі якого відбувається гальмування потоку як під час приходу хвилі тиску, так і під час приходу хвилі розрідження, що приводить до значних гідравлічних втрат З Сепарація пилу відбувається при гальмуванні частинки при зіткненні з стінкою, а в зв'язку з тим, що швидкості коло стінок в апараті Карпенка А Г значні, дрібні фракції частинок можуть бути підхоплені потоком і уникнути сепарації Найбільш близьким технічним рішенням до винаходу, що пропонується, є фільтр-заглушувач, який містить розділені на дві частини корпус з впускними і випускними отворами, сепаратори і вихлопні труби з багатьма отворами, який відрізняється тим, що вихлопні труби з багатьма отворами і сепаратори встановлені в кожній з частин корпусу, сепаратори являють собою перфоровані перегородки з сітками розділення, причому отвори в перегородках розміщено так, що центри отворів сусідніх перегородок не співпадають А також відомо варіант цього фільтру-заглушувача, який відрізняється тим, що корпус має додаткові впускні та випускні отвори (Див Патент РФ № 2107827, 6 F 01 N 3/02, Єнін І В , RU БИ № 90 27 03 98 ) Де а - швидкість звуку в вихлопних газах при робочих умовах, z - число циліндрів двигуна, п - число обертів за хвилину, і -тактність О (О 00 ю 54860 Істотними недоліками відомого фільтруня по пилу на кожну ступінь очистки, збільшити заглушувача є наступні ефективність кожного ступеня та ввести в робочий тракт елементи з нелінійним гідравлічним опором, 1 Частинки пилу сепаруються з потоку в місякі ефективно зменшують амплітуду звукових коцях зменшення швидкості після перфорованих ливань впускна труба в антициклон - порожнина перегородок або сіток розділення під дією сили антициклону, лопатевий апарат циклону - його гравітації - тобто не інтенсивно Такий процес севнутрішній простір Крім того, послідовне ввімкпарації вимагає застосування камер значних рознення антициклону та циклону дозволяє викорисмірів, що приводить до великих затрат металу при тати закрутку газу на виході з першого ступеню виготовленні конструкції та значних гідравлічних очистки, що зменшує гідравлічний опір всього агвтрат при експлуатації регату Дефлектор з перфорацією, яку виконано в 2 Зменшення амплітуди звукових коливань вигляді сопел, що звужуються, біля внутрішньої (заглушування шуму) відбувається за допомогою поверхні циклону працює як концентратор твердих дроселювання і наступного розширення потоку в часточок Вхід В порожнину між дефлектором і камерах збільшеного поперечного перерізу, в проциклоном полегшений, а вихід утруднений Крім цесі якого відбувається гальмування потоку як під того, що дефлектор сам являє собою поверхню час приходу хвилі тиску, так і під час приходу хвилі сепарації твердих частинок, він зменшує швидкість розрідження, що приводить до значних гідравлічгазу поблизу стінки циклону і не дозволяє потоку них втрат газу повторно захоплювати відсепаровані частин3 Сепарація пилу відбувається при гальмуки Завдяки застосуванню сопел дефлектор праванні частинки при зіткненні зі стінкою, а в зв'язку з цює як заглушувач широкого спектру звукових котим, що швидкості коло стінок в апараті Єніна І В ливань в деяких місцях значні, дрібні фракції частинок можуть бути підхоплені потоком і уникнути сепаТакою ж властивістю характеризується цилінрації дричний заглушувач активного типу, який розміщено в зоні проходу очищеного газу в вихлопній В основу винаходу поставлена задача удоскотрубі циклону Вузький спектр основних коливань, налення фільтра-заглушувача шляхом виконання характерних для двигуна заглушують чвертьхвипристроїв з асиметричними гідравлічними харакльові резонатори теристиками при прямому та зворотному потоках антициклон, циклон та дефлектор з перфорацією, Запропонована конструкція фільтрувиконаною у вигляді сопел, що звужуються, та заглушувача дозволяє затримувати широкий діадвохступеневої сепарації більших і менших частипазон фракцій пилу та часточок, що утворюються нок в різних апаратах - антициклоні та циклоні при роботі двигуна без суттєвого збільшення гідравлічного опору (яке приводить до зниження ККД Очікуваний технічний результат полягає в піддвигуна) в зв'язку з тим, що запропонований привищенні здатності сепарувати дрібні тверді частистрій може бути встановлений замість традиційнонки (пил, сажа), що дозволяє підвищити еколопчго заглушувача, який функціями фільтру не харакність технологічних процесів при помірних теризується гідравлічних втратах, що в свою чергу зберігає ККД двигуна на високому рівні Очікуваний технічТаким чином досягається очікуваний технічний ний результат полягає також в зменшенні шуму результат, а саме, завдяки збільшеній здатності газового потоку сепарувати дрібні частинки підвищується еколопчність двигуна, а помірні гідравлічні втрати не допуПоставлена задача вирішується тим, що у фіскають суттєвого зменшення його ефективності льтрі-заглушувачі вихлопу двигуна внутрішнього згоряння, який містить в собі розділений на дві Винахід, що заявляється, ілюструється кресчастини корпус з впускними і випускними отвораленнями, де на фіг 1 показано повздовжній розріз, ми, сепаратори і вихлопні труби, згідно з винахона фіг 2 - вигляд зверху запропонованого придом сепаратори виконані у вигляді послідовно ввістрою мкнутих по ходу газу антициклона і циклона зі Пристрій містить в собі впускну трубу 1, висвоїми збірниками пилу, при цьому циклон розміхлопну трубу циклону 2, антициклон 3, збірник пищено всередині антициклону, а вхід в циклон вилу антициклону 4, циклон 5, збірник пилу циклону конано в вигляді лопатевого апарату, при цьому 6, дефлектор з перфорацією 7, лопатевий апарат на внутрішній поверхні корпусу циклону встанов8, чвертьхвильові резонатори 9, циліндричний залено дефлектор з перфорацією, яку виконано виглушувач активного типу 10 гляді сопел, що звужуються, при цьому порожнина, Запропонований фільтр-заглушувач працює утворена корпусом циклону і дефлектором, з'єднаступним чином Запилений газ надходить тангенана зі збірником пилу циклону, а обидва збірники нційно у фільтр-заглушувач через впускну трубу 1 і пилу виконані з'ємними, причому вихлопна труба закручується в антициклоні 3, де проходить попециклону обладнана циліндричним заглушувачем редню очистку Характерною ознакою антициклону активного типу, крім того до вихлопної труби циє те, що напрями радіального потоку газу і відценклону приєднані чвертьхвильові резонатори з дотрових сил, які діють на тверді часточки, співпавжиною L, яка визначається по формулі дають Це обумовлює високий ступінь очистки, яка не доступна циклонам такого ж розміру в подібних L= 15-a/(z- n- і), умовах Відсепаровані в антициклоні тверді частоде а - швидкість звуку в вихлопних газах при чки збираються в його збірнику пилу 4 В зв'язку з робочих умовах, z - число циліндрів двигуна, п тим, що в потоці залишилось менше твердої фази, число обертів на хвилину, і - тактність робота циклона покращується Частково очищений Послідовне ввімкнення по ходу газу антицикгаз надходить в лопатевий апарат 8 на вхід циклолону та циклону дозволяє зменшити навантажен ну 5, де одержує додаткову закрутку Закручені струмені газу з міжлопатевих проміжків спускаються спіралями по внутрішній поверхні циклону, а потім, виконавши поворот в нижній його частині виходять вертикально вверх в вихлопну трубу циклону 2 Сепарація твердих часточок з потоку відбувається при їх гальмуванні об стінку циклону Дефлектор 7, встановлений на деякій відстані від стінок циклону, перешкоджає струменям газу виконати передчасний поворот до того, як вони не досягнули нижньої частини циклону, і захопити з собою невідсепаровані тверді частинки При наявності в циклоні пульсуючого режиму течи перфорація дефлектора, виконана в вигляді сопел, що звужуються, додатково концентрує тверді частинки в порожнині, утвореній корпусом циклону і дефлектором, бо гідравлічний опір таких сопел суттєво відрізняється в прямому і зворотньому напрямках, а тверда фаза може пройти через сопла в зворотньому напрямку тільки якщо вектор и швидкості співпадає з віссю сопла Сама поверхня дефлектора відіграє роль додаткового місця сепарації твердих часточок Відсепаровані тим чи іншим способом тверді частинки накопичуються в пилосбірнику циклона 6 Антициклон, лопатевий аппарат циклону і порожнина, утворена перфорованим дефлектором та стінкою циклону являють собою гідравлічні опори з нелінійними характеристиками Одна з амплітуд звукових коливань зменшується такими опорами сильніше ніж протилежна і затухання звуку відбувається інтенсивніше ніж на звичайних дроселях Крім того змінна за поперечним перерізом проточна частина запропоновано Фіг.1 54860 го пристрою являє собою ланцюжок широких частин і звужень, які діють як звичайний заглушувач Широкий спектр звукових коливань зменшує свою інтенсивність при проходженні циліндричного заглушувача активного типу 10 Звукові коливання проходять через перфорацію і їх енергія перетворюється в теплоту газу, який заповнює пори заглушувача В зв'язку з тим, що в вихлопній трубі циклону, а, значить, і в циліндричному заглушувачі активного типу зберігається закрутка потоку, його ефективність вища ніж у випадку прямотоку тому, що фронт звукових хвиль, які переносяться таким потоком, досягає поверхні перфорації і поруватого матеріалу під більшим кутом Місце розташування циліндричного заглушувача активного типу вибрано з урахуванням того, що перед вихлопною трубою газ найчистіший і забруднення поруватого матеріалу буде мінімальне Чвертьхвильові резонатори 9 налаштовані на основну частоту, яку генерує двигун, що характеризується тактністю і, числом циліндрів z та числом обертів за хвилину п Порції газу з них надходять в вихлопну трубу циклону в протифазі до коливань основного потоку і зглажують його пульсації В зв'язку з тим, що запропонований пристрій виконує подвійну функцію заглушувача і фільтру його гідравлічний опір є меншим, ніж сумарний опір фільтру і заглушувача, виконаних окремо Тому ККД двигуна з запропонованим фільтром-заглушувачем буде більшим Підвищена здатність сепарувати дрібні частинки збільшує еколопчність двигуна Таким чином, забезпечується досягнення очікуваного технічного результату Фіг.2 54860 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24