Спосіб глушіння шуму відпрацьованих газів двигунів внутрішнього згорання та пристрій для його здійснення

1. Спосіб глушіння шуму відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання шляхом послідовної подачі відпрацьованих газів в шумозаглушуючу порожнину, який відрізняється тим, що порожнина виконана, наприклад, у вигляді циліндра і роз 3 вихідним патрубками і періодично - з окремими порожнинами барабана. При своїй високій акустичній ефективності згадані спосіб та конструкція мають і недоліки: складність та дещо значний об'єм, який вони займають. Завданням, на вирішення якого направлений винахід, є значне спрощення та зменшення конструкції при незначному зменшенні акустичної ефективності. Поставлена мета досягається тим, що відпрацьовані газ послідовно подають з різних боків в одну шумопридушуючу порожнину, розділену вільним поршнем на два об'єми. Спосіб здійснюється наступним чином. Відпрацьовані гази направляють в шумопридушуючу порожнину з одного боку. Відпрацьовані гази, заповнюючи порожнину, тиснуть на вільний поршень, який рухається і витискує в довкілля відпрацьовані гази, які знаходяться в другому об'ємі порожнини, за поршнем. Заходячи в перший об'єм порожнини, гази заспокоюються. По-перше, заспокоюються пульсації речовини відпрацьованих газів (вирівнюється тиск по всьому об'єму), по-друге, стихає звукова хвиля, яка багато (сотні) раз відбивається від стінок порожнини до випуску відпрацьованих газів у довкілля. Це забезпечує в десятки раз більший в порівнянні з існуючими глушниками шумопридушуючий ефект (крім прототипа). Навіть у тому випадку, коли внутрішня стінка порожнини металічна із коефіцієнтом звукопоглинання 0,01. Але ж, звичайно, її необхідно покрити звукопоглинаючим матеріалом з максимальним коефіцієнтом звукопоглинання для даних умов експлуатації. В порівнянні з прототипом види покрить обмежені, оскільки в даному винаході застосовують рухоме тіло - вільний поршень. Після повного (майже повного) заповнення порожнини (циліндра) відпрацьованими газами, подачу газів починають з протилежного кінця порожнини, поршень рухається у зворотньому напрямку, поступово витісняючи відпрацьовані гази з першої порожнини в довкілля, звукова енергія яких продовжує поглинатися стінками порожнини. Конструкція пристрою показана на розгорнутій схемі (фіг. 1). Пристрій містить циліндр 1 (фіг. 1), дві торцеві кришки 2 і 3, які зсередини покриті звукопоглинаючими дисками 4 і 5 (наприклад із термостійкого скла), поршень 6 з двома сепараторами 7 з підшипниковими кульками та із звукопоглинаючими дисками 8 і 9. Циліндр 1 на кінцях містить вхідні патрубки 10 і 11, які почергово з'єднуються з вихлопним отвором ДВЗ через впускний патрубок 12, та вихідні патрубки 13 і 14, які почергово з'єднуються з довкіллям через випускний патрубок 15. Для направлення відпрацьованих газів почергово в ліву чи праву частину циліндра та випускання їх з циліндра використовуються клапани 16 і 17. Для фіксації положення поршня, після якого мають 90816 4 переключитися клапани 16 і 17, використовуються датчики положення (наприклад, індукційні) 18 і 19. Для запобігання удару поршня 6 об кришки 2 і 3 створюються так звані газові подушки. З цією ж метою можливе використання пружин, хоча такий підхід, як на нашу думку, менш практичний. Пристрій працює наступним чином. Відпрацьовані гази ДВЗ подають у впускний патрубок 12. Відпрацьовані гази проходять через ліву частину клапана 16 (фіг. 1) і попадають у патрубок 10, рухаючись по якому, заповнюють лівий об'єм порожнини циліндра 1, і тим самим переміщують поршень 6 вправо. Під час переміщення йде неперервний процес заспокоєння газів (вирівнювання тиску і заспокоєння коливань) в обох частинах циліндра: справа і зліва від поршня. Заспокоєння відпрацьованих газів відбувається за рахунок двох процесів: зменшення пульсації тиску газів та зменшення звукової енергії у цих газах. Зменшення звукової енергії у відпрацьованих газах відбувається завдяки чисельним відбиттям звукових хвиль від поверхонь циліндра 1, та особливо від звукопоглинаючих дисків 4, 5, 8 і 9, які прикріплені до торців циліндра та поршня (фіг. 1). На деякій віддалі поршня від кришки 3 спрацьовує датчик переміщення 19, посилаючи сигнал на електронний центр керування (на фіг. 1 не показаний). Після цього відбувається перемикання клапанів 16 і 17, і в праву частину поршня починають надходити відпрацьовані гази, не даючи можливості поршню вдаритися об стінку 3, тобто створюється, так звана, газова подушка. Через деякий час поршень зупиняється і починає рухатись в протилежному напрямку, тобто вліво (фіг. 2). При цьому він витискує з лівої частини циліндра заспокоєні (гідродинамічно та акустично) відпрацьовані гази, які виходять у довкілля через патрубок 13, ліву частину клапана 17 та випускний патрубок 15. На деякій віддалі поршня від торця 2 спрацьовує датчик переміщення 18 і посилає сигнал на електронний центр керування і т. д. Варіантів виконання даного способу може бути декілька. В порівнянні з іншими відомими способами і конструкціями заявлений спосіб та конструкція мають переваги в акустичній ефективності та простоті, а також в економічності, оскільки шумопридушення відбувається шляхом багатократного відбиття звукових хвиль від шумопоглинаючих поверхонь, а не шляхом протискування відпрацьованих газів через дроселюючі отвори. На переміщення ж легкого вільного поршня тратиться зовсім мало енергії. Джерела інформації: 1. Федоров В.В., Сахно В.П., Федоров В.А. Спосіб глушіння шуму відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання та пристрій для його здійснення (варіанти). Патент України № 80864 від 04.10.2005 p., бюлетень "Промислова власність" № 18, 12.11.2007 р. MKB F01N 1/16. 5 90816 6 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 90816 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601