RU2096651C1 - Система активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания - Google Patents
Система активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096651C1 RU2096651C1 RU93046483/06A RU93046483A RU2096651C1 RU 2096651 C1 RU2096651 C1 RU 2096651C1 RU 93046483/06 A RU93046483/06 A RU 93046483/06A RU 93046483 A RU93046483 A RU 93046483A RU 2096651 C1 RU2096651 C1 RU 2096651C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- pipe
- internal combustion
- noise
- intake
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системах впуска и выпуска ДВС для активного подавления шума. Система содержит динамик 14, генератор звука 19 с блоком управления 18, последний связан с датчиком частоты 15 двигателя и дроссельной заслонки 16 двигателя. Генератор звука 19 связан с динамиком 14, излучающим звук в зону среза 12 впускного патрубка 11. Система снабжена трубой 13, посредством которой динамик связан с зоной среза впускного патрубка. Система может содержать микрофон 21, установленный в зоне среза впускного патрубка 11 и датчик 20 положения дроссельной заслонки. Изобретение позволяет повысить эффективность подавления шума. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к устройствам активного подавления шума системы впуска двигателей внутреннего сгорания.
Известны устройства активного подавления шума путем генерирования звука той же амплитуды и частоты, что и нежелательный шум, причем последний обнаруживается микрофоном и нейтрализуется громкоговорителем, патент Великобритании N 2142091, F 01 N 1/06, G 10 K 11/16 01.09.1985. Данная система работает с учетом акустической обратной связи между громкоговорителем и микрофоном. Недостатком системы подобного типа применительно к подавлению шума в газоводах двигателя внутреннего сгорания является то, что для формирования антизвука с требуемыми характеристиками в условиях изменяющихся значений базовых частот при различных режимах работы двигателя необходимы тщательный выбор передаточной функции обратной связи, точная настройка и обеспечение стабильности работы системы, что не всегда возможно в реальных условиях эксплуатации.
В значительной мере этого недостатка лишена выбранная в качестве прототипа система, патент Японии N 62-168913, F 01 N 1/00, 25.07.87, содержащая датчик давления, установленный в патрубке, связанном с выпускным каналом. Сигнал от упомянутого датчика давления поступает в систему управления через полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь. Сигнал датчика частоты вращения двигателя поступает в преобразователь частоты, где происходит выделение частотного компонента от вспышек в цилиндрах. Упомянутая система управления формирует сигнал с частотой, равной частоте вспышек в цилиндрах и противоположный этим вспышкам по фазе. Этот сигнал поступает в громкоговоритель. Таким образом достигается эффективное шумоглушение для различных режимов работы двигателя.
В свою очередь эта система обладает рядом недостатков. Во-первых, это необходимость получения звука высокого уровня. Этого недостатка лишены системы, у которых громкоговоритель излучает звуковую энергию непосредственно в зону компенсации, находящуюся вблизи от излучающего среза газовода системы воздухообмена двигателя внутреннего сгорания, охватывающую пространство, радиус которого составляет не более двух-трех диаметров газовода или не более 1/12 от λ где l длина волны заглушаемого звука. При этом мощность звукового генератора будет минимальной, так как уровни звукового сигнала у среза значительно ниже уровней звукового сигнала системы. Во-вторых, вышеупомянутая система обладает высокой чувствительностью к температуре окружающего воздуха. Это связано с тем, что передаточная функция акустической системы зависит от этой температуры, так как акустические параметры газа зависят от температуры, влажности и других факторов; а закладываемая в электронную часть функция обычно не включает в себя этих параметров или требует специальных приборов для измерения температуры, влажности и т.д. Наиболее сильная зависимость связана с резонансными характеристиками впускного патрубка. Предлагаемая система лишена этого недостатка, так как автоматически следит за физическими характеристиками поступающего в систему воздуха за счет подобранной определенным образом частотной характеристики дополнительного патрубка, соединяющего компенсирующий источник звука (динамик) и зону среза впускного патрубка. В-третьих, использование зависимости передачи компенсирующего сигнала от положения дроссельной заслонки позволяет существенно повысить эффективность работы системы и уменьшить энергозатраты на формирование компенсирующего сигнала, так как наиболее значительные уровни шума впуска двигателя внутреннего сгорания возникают в режиме работы двигателя при полностью или почти полностью открытой дроссельной заслонки, при меньшем же угле открытия дроссельной заслонки система активного подавления шума преимущественно впуска двигателя внутреннего сгорания автоматически перестает работать, что достигается с помощью использования датчика отключения дроссельной заслонки. Наконец, предлагаемая система более проста по сравнению с прототипом и в то же время наиболее полно учитывает специфические особенности шума впуска в сравнении с шумом выхлопа.
Задача изобретения повышение эффективности подавления шума, излучаемого системой газообмена (преимущественно впуска) двигателя внутреннего сгорания.
Сущность изобретения заключается в том, что система активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания с воздухоочистителем, впускным и подводящим к цилиндрам патрубками, датчиком частоты, содержащая динамик и систему формирования компенсирующего сигнала, причем система формирования компенсирующего сигнала снабжена генератором звука с блоком управления, последний связан с датчиком частоты и дроссельной заслонкой, а генератор звука связан с динамиком, излучающим звук в зону среза впускного патрубка.
Система снабжена трубой, посредством которой динамик связан с зоной среза впускного патрубка, причем длина трубы lg равна (0,8-1,2) lпром., где lпром. средняя эффективная длина трубы между воздухоочистителем и клапаном двигателя.
Система снабжена датчиком положения дроссельной заслонки и микрофоном, установленным в зоне среза впускного патрубка, причем заслонка через датчик положения и микрофон связана с блоком управления.
Система снабжена датчиком отключения дроссельной заслонки, причем последняя связана с блоком управления через упомянутый датчик.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 показаны подводящие патрубки между воздухоочистителем и цилиндрами двигателя; на фиг. 3 показан вариант исполнения системы активного подавления шума преимущественно впуска двигателя внутреннего сгорания с датчиком положения дроссельной заслонки и микрофоном.
Система активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания содержит возбудители газодинамических пульсаций давления, выполненные в виде впускных клапанов цилиндров двигателя 1-4, подводящие к цилиндрам патрубки 5-8, промежуточный патрубок 9, заглушающую камеру 10, выполненную в виде воздухоочистителя, и впускной патрубок 11 со свободным срезом, являющимся излучателем звуковой энергии и граничащим с зоной среза впускного патрубка 12. В состав системы также входят дополнительный патрубок 13 (труба, длина которой lg), динамик 14 (компенсирующий источник звука), датчик частоты двигателя 15, механический регулятор уровня излучения звуковой энергии 16, выполненный в виде дроссельной заслонки с углом открытия a, датчик отключения дроссельной заслонки 17, блок управления формирования компенсирующего сигнала 18 и генератор звука 19. Кроме того, в состав заявляемой системы также могут входить датчик положения дроссельной заслонки 20 и микрофон 21, установленный в зоне среза впускного патрубка 12.
Система работает следующим образом. Динамические пульсации давления потока газа, возникающие при работе впускных клапанов 1-4 цилиндров двигателя вследствие перепада давления между полостями цилиндров и атмосферой, передаются от упомянутых впускных клапанов через подводящие к цилиндрам патрубки 5-8, промежуточный патрубок 9, воздухоочиститель 10 к открытому срезу впускного патрубка 11 и являются источником интенсивного излучения низкочастотной составляющей шума системы впуска в атмосферу.
В общем спектре излучения шума впуска четырехтактного двигателя внутреннего сгорания наиболее сильной, как правило, является амплитуда первой гармоники на частоте
Гц;
где n число оборотов коленвала двигателя в минуту.
Гц;
где n число оборотов коленвала двигателя в минуту.
С помощью предлагаемой системы достигается эффективное ослабление уровня шума впуска первой гармоники, а значит, и значительное снижение уровня шума впуска в области низких частот (f < 300 Гц), обладающего наибольшей проникающей способностью.
Для достижения эффекта ослабления необходимо формирование компенсирующего сигнала с определенными амплитудно-частотными характеристиками, а именно: чтобы амплитуда компенсирующего сигнала была эквивалентна амплитуде заглушаемой первой гармоники шума системы газообмена ДВС, а фазы были противоположны. Для этого амплитуда и фаза электрического сигнала, подаваемого на динамик 14, подбираются экспериментально для различных режимов работы двигателя, т. е. для различных значений частоты f1, и вводятся в блок управления формирования компенсирующего сигнала 18. При работе двигателя информация о значении частоты первой гармоники шума впуска поступает от датчика частоты 15 (это может быть датчик частоты оборотов коленвала двигателя либо датчик частоты ходов всасывания и т.д.) на блок управления формирования компенсирующего сигнала 18, которая затем передает электрический сигнал с предварительно подобранными для данного значения частоты f1 амплитудно-частотными характеристиками на генератор звука 19, а оттуда на динамик 14, излучающий компенсирующий звуковой сигнал через дополнительный патрубок 13 в зону среза впускного патрубка 12. В результате интерференции излучателя звуковой энергии и звука, излучаемого компенсирующим источником (динамиком) 14, достигается значительный эффект ослабления первой гармоники низкочастотного спектра шума. В области высоких и средних частот эффективное заглушение шума осуществляется с помощью заглушающей камеры (воздухоочистителя) 10. В результате достигается суммарный эффект ослабления шума впуска.
Известно, что уровни шума впуска особенно высоки на режиме разгона, который характеризуется полным или почти полным открытием дроссельной заслонки, т. е. α ≈ αmax, где α угол открытия дроссельной заслонки. Таким образом, для заявляемой системы наличие датчика отключения дроссельной заслонки 17, соединенного с дроссельной заслонкой 16 и с блоком управления формирования компенсирующего сигнала 18 ( см. фиг. 1), позволит экономить электроэнергию и более эффективно использовать заявляемую систему. При полностью или почти полностью открытой дроссельной заслонке 16 система работает, при меньших значениях угла открытия дроссельной заслонки a срабатывает датчик отключения дроссельной заслонки 17, и формирования компенсирующего сигнала не происходит (точное значение угла a может устанавливаться в зависимости от акустических особенностей двигателя). Тем самым значительно повышается экономичность работы системы.
Зависимость работы предлагаемой системы от механического положения дроссельной заслонки 16 может использоваться и более широким образом. На фиг. 3 показан вариант исполнения заявляемой системы, содержащей датчик положения дроссельной заслонки 20 и микрофон 21, установленный в зоне среза впускного патрубка 12, передающие информацию об угле открытия a дроссельной заслонки 16 и о силе звука в зоне среза впускного патрубка 12 в блок управления формирования компенсирующего сигнала 18 наряду с сигналом датчика частоты двигателя 15, что позволяет повысить надежность формирования компенсирующего сигнала с требуемыми акустическими характеристиками.
Claims (4)
1. Система активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания с воздухоочистителем, впускным и подводящим к цилиндрам патрубками, датчиком частоты, содержащая динамик и систему формирования компенсирующего сигнала, отличающаяся тем, что система формирования компенсирующего сигнала снабжена генератором звука с блоком управления, последний связан с датчиком частоты и дроссельной заслонкой, а генератор звука связан с динамиком, излучающим звук в зону среза впускного патрубка.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена трубой, посредством которой динамик связан с зоной среза впускного патрубка, причем длина трубы lд равна (0,8 1,2)l пром, где lпром средняя эффективная длина трубы между воздухоочистителем и клапаном двигателя.
3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком положения дроссельной заслонки и микрофоном, установленным в зоне среза впускного патрубка, причем заслонка через датчик положения и микрофон связаны с блоком управления.
4. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком отключения дроссельной заслонки, причем последняя связана с блоком управления через упомянутый датчик.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93046483/06A RU2096651C1 (ru) | 1993-09-23 | 1993-09-23 | Система активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93046483/06A RU2096651C1 (ru) | 1993-09-23 | 1993-09-23 | Система активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93046483A RU93046483A (ru) | 1996-04-10 |
RU2096651C1 true RU2096651C1 (ru) | 1997-11-20 |
Family
ID=20147918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93046483/06A RU2096651C1 (ru) | 1993-09-23 | 1993-09-23 | Система активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2096651C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004027751A1 (en) * | 2002-05-27 | 2004-04-01 | Efremov Vladimir A | Method for reducing the noise level of an aviation engine and system for carrying out said method |
RU2445505C1 (ru) * | 2010-07-27 | 2012-03-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки" (ФГОУ ВПО ВГАУ им. К.Д. Глинки) | Глушитель активного типа для автотракторных двигателей |
-
1993
- 1993-09-23 RU RU93046483/06A patent/RU2096651C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP, патент, 62-168913, кл. F 01 N 1/00, 1987. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004027751A1 (en) * | 2002-05-27 | 2004-04-01 | Efremov Vladimir A | Method for reducing the noise level of an aviation engine and system for carrying out said method |
RU2445505C1 (ru) * | 2010-07-27 | 2012-03-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки" (ФГОУ ВПО ВГАУ им. К.Д. Глинки) | Глушитель активного типа для автотракторных двигателей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR0137271B1 (ko) | 기관 배기 시스템을 위한 능동음(音)감쇠 시스템 | |
US5097923A (en) | Active sound attenation system for engine exhaust systems and the like | |
EP0636267B1 (en) | Extended frequency range helmholtz resonators | |
JPH11336555A (ja) | 往復動内燃機関 | |
JPH07508573A (ja) | 往復運動する機械用の引き入れまたは吐き出しライン | |
US6940983B2 (en) | Resonator for active noise attenuation system | |
KR100231987B1 (ko) | 자동차 소음기의 전달 손실 측정 장치 | |
RU2096651C1 (ru) | Система активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания | |
US4441468A (en) | Secondary air supply system | |
JPH11351085A (ja) | 往復動内燃機関 | |
JP2004519575A (ja) | 導管内の共振を減衰する装置 | |
RU2240427C2 (ru) | Система активного подавления шума впуска и выхлопа двигателя внутреннего сгорания | |
RU19555U1 (ru) | Глушитель шума | |
JPS61129414A (ja) | 適応型消音装置 | |
GB2577320A (en) | Rotating air flow duct silencer | |
KR100347305B1 (ko) | 디젤발전기용 연장관형 소음기 | |
McLean | Active control of automotive air induction noise via source coupling | |
SU1601402A1 (ru) | Глушитель шума | |
JPS60104709A (ja) | エンジン用マフラ− | |
JPS5843661Y2 (ja) | 消音装置付空気清浄器 | |
JPH07334163A (ja) | 騒音低減装置 | |
KR100198119B1 (ko) | 자동차용 배기장치의 머플러 | |
RU2007367C1 (ru) | Кабина машиниста | |
RU2131046C1 (ru) | Резонансный глушитель шума | |
RU93046483A (ru) | Система активного подавления шума впуска двигателя внутреннего сгорания |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100924 |