CN1036814A - 内燃机排气*** - Google Patents

Abstract

内燃机排气***可用于汽车、拖拉机排气消 声。***内腔采用多级膨胀室，由消声碗组成分离 体，内外筒夹层汇集的气流通过固定板排到尾管。排 气进入前管后膨胀，气流能消声碗分成两部分，一部 分气流从消声碗烟孔进入第二级膨胀室膨胀，并以此 类推，另一部分经消声孔进入内外筒夹层，汇集的各 级气流从固定板孔中排出，与末级消声碗出来的烟气 汇合排入大气。它使气流十分通畅，噪声值下降，背 压降低，输出功率损失大大减小，油耗大大降低。

Description

本发明属于一种内燃机排气***，特别是供汽车、拖拉机用的***。

当前，汽车、拖拉机上所使用的***，一般都根据消耗排气流的能量，并平衡气流压力波动的消声原理，所以在***的结构设计上，均采用重复地使气流通过收缩而又扩大的断面，多次的变气流方向，或将气流分割为很小的支流沿不平滑表面流动，这种结构虽然达到消声作用，但排气不通畅，造成背压增加，在发动机最高转速时，输出功率的损失达5%～10%，连速愈高，排气阻力愈大，功率损失愈多，油耗也相应增加，影响车辆的工作特性，无论是抗性***还是阻性***，都出不去传统模式，即采用共振腔体使共振频率附近声波短路，使声波反射回机器，或利用透射损失，或采用吸收式结构，利用气流粘性吸收声能。其设计出来的***均采用围追堵截的办法，实际上都增加了功率损失。美国专利US4203503和US4209076提出了一种排气先进入吸收声能的谐振腔室（实际上只能谐振倍频带附近声波），而后进入消耗声能的膨胀室，最后排入大气。如此等等，***都存在排气不畅，排阻大，消声效果和发动机功率损失大等不理想情况。

本发明的目的是为汽车、拖拉机配备一种宽频带衰减，耗油少，成本低的低背压排气***。

本发明提供的汽车、拖拉机用排气***，是在前后端盖封闭的圆筒体内装着一个消声内壁筒，内壁筒由消声碗隔成不等容积的腔室，前后端盖分别开有与发动机排气口有相同直径的前管和尾管的配装孔，该孔的几何中心线与圆筒体轴心线一致，内筒壁上开有与内外筒相连通的穿孔，消声碗（圆台）的中心线与圆筒中心线重合。前端盖采用渐扩锥筒，锥角30°～60°，各消声碗成锥形，锥角在30°～90°，消声壁上开有消声孔，消声碗将内筒分成不同容积的多个空腔室，固定挡板将内外筒连接并固定起来，上面穿有孔，将内筒、内外筒夹层与尾管连接起来。

气流由发动机排气管经前管进入第一级膨胀室膨胀，由于采用了自然喷射角15°，锥角为30°的锥筒，消除了由于高速气体喷出在其边缘形成的涡流声，气体连入第一膨胀室后，分成两部分，一部分气体继续进入下一级膨胀室膨胀，另一部分气体由侧壁消声孔进入内外筒夹层，第一级膨胀产生的声波被第一膨胀室多次反射多次吸收掉了，这是不同于共振型***之处，即气流通过小孔也可以消声，变成了热能。这是本人的发明。如此流进入第二级……膨胀，每次膨胀被分成两部分，进入最后一级膨胀室的烟气由固定板上孔消声后通过其进入尾管，而进入夹层的烟气汇集在一起，由固定板外圆孔进入尾管，这也是不同于其他类型***之处，即共振型***的共振腔彼此是不通的，是本人的另一个发明。最后在尾管汇集的气流经尾管排入大气，其尾管长度不能产生共振。

本发明的优点：

1.由于采用多级膨胀，每一级膨胀都消耗一部分声能，组合起来后，衰减量增大，采用消声碗保证不发生涡流噪声，有效地降低噪声。

2.由于内外筒夹层汇集的气流通过固定板孔排到尾管，有效地减少了背压。

3.由于气流在***流通截面积大于前管截面积，大大减少了气体流动阻力。

4.由于能使烟气等量、连续排放，延长了***使用寿命，并使发动机工况处于良性循环。

本发明的***其性能列于表

表内为195型柴油机使用本发明***与莱芜***进行对比试验，噪声、油耗表，试验时按照NJ275-82《内燃机排气***试验方法》进行，在转速2000转进行，机器温度稳定的情况下试验的，距离为250mm，与出口方向成90°方向，本底噪声未做修正。

排气噪声    输出功率    油耗（克/马力·

dB（A）    （马力）    小时）

不带***    117.5    12.3    209.0

莱芜***    106    12.1    212.0

本发明***    104    12.3    209.0

本发明的一个实施例将结合三消声碗***详细说明

图1表示三消声碗***纵向剖面图

图2表示从前管的A向视图

图3表示消声碗布置的C-C剖面图

参照此***，实施情况如下：

将整块铁板用冲压工艺冲成开孔率为30%～60%的孔板4，消音孔为5，然后卷制成内筒4，对头焊在一起，再用冲压工艺制成消声碗3，前后端盖2、8，将其按一定间距焊在内壁上，然后将内筒4与固定板7焊在一起，再将前管1，前端盖8，外筒6焊在一起，而后将尾管9与后端盖8焊在一起，再将上述三件组合在一起焊牢即成。

使用这种三消声碗***，使排气噪声降低14.5分贝，（未去背景噪声），比莱芜参考***（比较先进的）多衰减2分贝，油耗同不装***一样，由于减少了排气背压，使输出功率增加，油耗同上述莱芜***降低3克/马力·小时，按每天工作10小时，每年工作300天计算，每年节油100公斤，（此时转速2000转输出功率12.3马力）。

Claims (10)

1、内燃机排气***，特别是供汽车、拖拉机用排气***，在前后端盖封闭的圆筒体内装着一个消声内壁筒，内壁筒由消声碗隔成不等容积的腔室。前后端盖分别开有与发动机排气口有相同直径的前管和尾管的配装孔，使孔的几何中心线与园筒体轴心线一致。内筒壁上开有与内外筒连通的穿孔，消声碗(圆台)的中心线与圆筒中心线重合。本发明的特征是前端盖采用渐扩锥筒，各消声碗成锥形，锥角在30°～90°，消声壁上开有消声孔，消声碗将内筒分成不同容积的多个空腔室，固定挡板将内筒与外筒连接并固定起来，上面穿有孔，将内筒、内外筒夹层与尾管连接起来。

2、根据权利要求1所述的***，其特征在于消声碗采用锥式锥角在30°～90°之间。

3、根据权利要求1，2所述的***，消声碗将内筒隔成多个不同容积的空腔室。

4、根据权利要求1，2，3所述，消声碗采用的个数与***大小有关。内燃机排气量大，则消声碗个数多，反之则少。

5、根据权利要求1、2、3、4所述的消声碗，其圆台上都开有圆孔。

6、根据权利要求1所述，内筒壁消声孔是单翻边冲孔。

7、根据权利要求6所述，内筒壁打有消音孔，其穿孔率为20%～25%。

8、根据权利要求1所述，***内外筒夹层距离是直径的20%～30%。

9、根据权利要求1所述的***，内壁筒呈前大后小的锥形，锥角在6°～10°。

10、根据权利要求1所述***，固定挡板最外园周上和内周上打了消声通气孔。