CS272103B1

CS272103B1 - Engine exhaust silencer

Info

Publication number: CS272103B1
Application number: CS876879A
Authority: CS
Inventors: Leopold Vodicka
Original assignee: Leopold Vodicka
Priority date: 1987-09-25
Filing date: 1987-09-25
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS687987A1

Abstract

Konstrukce tlumiče výfuku řeší problém reflexních tlumičů výfuku, který spočívá v nedostatečném celkovém utlumení všech složek hluku, zejména v. nedostatečném-tlumení vysokofrekvenčních složek hluku. Účelem řešení je vytvořit tlumič hluku splňující předpisy hlučnosti bez použití absorpčních materiálů s nedostatečnou životností. Výkon spalovacího motoru, ke kterému je tlumič připojen nesmí být tlumičem snižován. Podstatou řešení je to, že dvoudílné těleso (1) tlumiče výfuku je rozděleno nejméně na dvě tlumící komory (2, 5) spojené spojovací trubkou (6), mezi níž a vyústěním (11) vstupní trubky do tlumiče je uspořádána děrovaná vložka (8). Spojovací trubka (6) je v poslední tlumící komoře (7) . zaslepena zátkou (63) a je na svém' povrchu opatřena otvory (64). Koncová výstupní - trubka (9) tlumiče je opatřena omezovacími pouzdry (91). .The design of the exhaust silencer solves the problem of reflex exhaust silencers, which consists in insufficient overall attenuation of all noise components, especially insufficient attenuation of high-frequency noise components. The purpose of the solution is to create a silencer that meets noise regulations without the use of absorption materials with insufficient durability. The power of the internal combustion engine to which the silencer is connected must not be reduced by the silencer. The essence of the solution is that the two-part body (1) of the exhaust silencer is divided into at least two damping chambers (2, 5) connected by a connecting pipe (6), between which and the outlet (11) of the inlet pipe to the silencer a perforated insert (8) is arranged. The connecting pipe (6) is blinded in the last damping chamber (7) with a plug (63) and is provided with holes (64) on its surface. The final outlet pipe (9) of the silencer is fitted with restrictor sleeves (91).

Description

Vynález se týká tlumiče výfuku spalovacích motorů složeného z dvoudílného tělesa s nejméně jedním vstupním otvorem a výstupním otvorem, kde vnitřní prostor tělesa je tvořen nejméně dvěma komorami spojenými spojovací trubkou.The invention relates to an exhaust silencer for internal combustion engines consisting of a two-part body with at least one inlet opening and an outlet opening, wherein the inner space of the body is formed by at least two chambers connected by a connecting pipe.

Dosud známé nejvíce používané tlumiče výfuku spalovacích motorů jsou založeny zejména na použití tlumicích komor reflexního a absorpčního typu, popřípadě na jejich kombinaci. Reflexní tlumiče, které jsou výhodné z hlediska nízkých výkonových ztrát mají nedostatečný tlumicí účinek, zejména v oblasti vysokofrekvenčních složek hluku. Čistě absorpční tlumiče naopak zhoršují výkon motoru a nedostatečně tlumí nízké frekvenční složky hluku. Nejčastěji se proto využívá kombinace obou druhů tlumičů zpravidla tak, že poslední komora reflexního tlumiče je absorpční a v ní dochází ke ztlumení vysokofrekvenčních složek. Protože však i u tohoto druhu tlumiče se projevuje další nevýhoda absorpčních tlumičů, tj. krátká životnost absorpčního materiálu, jsou dále zdokonalovány reflexní tlumiče s delší životností. Reflexní tlumiče jsou výhodnější i výrobně, protože technologie výroby je méně náročná, a tím i levnější.The most widely used exhaust silencers of internal combustion engines known so far are based in particular on the use of reflection chambers of the reflection and absorption type, or on a combination thereof. Reflective attenuators, which are advantageous in terms of low power losses, have an insufficient attenuating effect, especially in the area of high-frequency noise components. Purely absorption dampers, on the other hand, degrade motor performance and insufficiently dampen low frequency noise components. Therefore, the combination of both types of dampers is most often used, so that the last chamber of the reflective damper is absorbent and the high-frequency components are attenuated in it. However, since this type of absorber also has the further disadvantage of absorption dampers, i.e. the short service life of the absorbent material, reflective dampers with a longer service life are further improved. Reflective silencers are also more advantageous in terms of production, because the production technology is less demanding and therefore cheaper.

Podle čs. autorského osvědčení č. 201 258 je známé provedení výfuku, kde konec vstupní trubky je zasunut do spojovací trubky nebo trubek a konec poslední spojovací trubky je zasunut do výstupní trubky. Řešení je založeno na poznatku, že z hlediska výkonu spalovacího motoru je nejvýhodnější provedení tlumiče s.průchozí trubkou a při zachování tohoto principu řeší nedostatečné tlumení hluku volným spojením trubek různého průměru. Podle čs. autorského osvědčení č. 206 341 je známé provedení reflexního tlumiče výfuku, který problém tlumení vysokofrekvenčních složek hluku řeší vnitřním uspořádáním tlumiče do několika komor s definovaným a zmenšujícím se objemem. Počet komor je dán šířkou frekvenčního pásma a intensitou hluku, který je třeba utlumit. Nevýhodou je značný rozměr a hmotnost takového tlumiče, splňujícího legislativní požadavky u běžného spalovacího motoru pro silniční provoz. Tlumič je určen zejména pro sportovní maloobjemové motory. Podle DE-OS 28 22 777 je známé provedení tlumiče, kde základním požadavkem jako u předchozích řešení je neomezovat výkon motoru a kde vstupní trubka tvoří současně spojovací trubku mezi komorami a je děrovaná stejně jako přepážka mezi komorami. Konec vstupní trubky vyústěný do prostoru poslední komory je zaslepen za účelem zamezení tvorby vlastního hluku tlumiče rázy výfukových plynů o stěnu komory. Tím dochází k doplňujícímu ztlumení hluku a tlumič je funkční v celém rozsahu frekvenčních pásem, které je potřeba tlumit. Toto provedení samo o sobě však nezajišťuje celkové ztlumení hluku na potřebnou úroveň, protože je jako předchozí určeno pro zvláštní použití. Podle čs. autorského osvědčení č. 209 086 je známé provedení komorového tlumiče kde vstupní, spojovací a výstupní trubka je opatřena škrticí tryskou s definovaným průřezem. Tím je dosaženo zachování výkonu motoru a účinné tlumení některých pásem hluku. Nevýhodou zůstává nedostatečné tlumení, zejména vysokofrekvenčních pásem hluku.According to MS. No. 201,258 discloses an embodiment of the exhaust, where the end of the inlet pipe is inserted into the connecting pipe or pipes and the end of the last connecting pipe is inserted into the outlet pipe. The solution is based on the knowledge that from the point of view of the power of the internal combustion engine, the most advantageous design is a silencer with a through-pipe and, while maintaining this principle, solves insufficient noise attenuation by loosely connecting pipes of different diameters. According to MS. No. 206 341 discloses an embodiment of a reflective exhaust silencer, which solves the problem of damping high-frequency noise components by internally arranging the silencer in several chambers with a defined and decreasing volume. The number of chambers is determined by the width of the frequency band and the intensity of the noise that needs to be attenuated. The disadvantage is the considerable size and weight of such a silencer, which meets the legislative requirements of a conventional internal combustion engine for road traffic. The shock absorber is designed especially for low-volume sports engines. According to DE-OS 28 22 777, an embodiment of a damper is known, where the basic requirement as in the previous solutions is not to limit the motor power and where the inlet pipe simultaneously forms a connecting pipe between the chambers and is perforated as well as a partition between the chambers. The end of the inlet pipe opening into the space of the last chamber is blinded in order to prevent the formation of its own noise of the shock absorber against the wall of the chamber. This results in additional noise attenuation and the silencer is functional in the entire range of frequency bands that need to be attenuated. However, this design alone does not provide the overall noise attenuation to the required level, as it is intended for a special use as before. According to MS. No. 209 086 discloses an embodiment of a chamber silencer where the inlet, connecting and outlet pipe is provided with a throttle nozzle with a defined cross-section. This maintains engine power and effectively dampens some noise bands. The disadvantage remains insufficient attenuation, especially of high-frequency noise bands.

Společnou nevýhodou uvedených řešení je jejich nepoužitelnost u spalovacích motorů, kde ze zástavbových důvodů je nutné, aby vstup a výstup z tělesa tlumiče byl uspořádán na přilehlých stěnách nebo ve stejné stěně tělesa tlumiče.A common disadvantage of these solutions is their inapplicability in internal combustion engines, where for installation reasons it is necessary that the inlet and outlet of the damper body be arranged on adjacent walls or in the same wall of the damper body.

Cílem vynálezu je vytvoření tlumiče výfuku, který bez negativního vlivu na výkon spalovacího motoru zajistí splnění limitů hlučnosti vozidel s dostatečnou životností, tedy bez použití absorpčních materiálů, přičemž jeho konstrukce nebude závislá na umístění vstupu a výstupu z tlumiče.The object of the invention is to provide an exhaust silencer which, without adversely affecting the performance of an internal combustion engine, ensures that the noise limits of vehicles with sufficient service life are met, i.e. without the use of absorbent materials.

CS 272 103 BlCS 272 103 Bl

Podstatou tlumiče výfuku spalovacích motorů podle vynálezu je to, že v komorovém dvoudílném tělese tlumiče ve vstupní tlumicí komoře je mezi spojovací trubkou a vstupním otvorem do tělesa tlumiče uspořádána děrovaná vložka, která je s předpětím svými spodními okraji připevněna k jednomu dílu tělesa tlumiče. Vzdálenost bočních hran děrované vložky je přitom menší, než vzdálenost bočních stěn vstupní tlumicí komory. Spojovací trubka mezi tlumicími komorami je alespoň ve svém vyústění do poslední tlumicí komory děrovaná a její konec je zaslepen. Výstupní koncová trubka je ve stěně poslední tlumicí komory uspořádána buň souose se spojovací trubkou, nebo rovnoběžně podle požadavků na celkové utlumení hluku. Koncová trubka je opatřena omezovacími pouzdry jejichž vnitřní průřez je větší než 90 % nejmenší průtočné plochy výstupní koncové trubky. Touto kombinací nových a dříve o sobě známých prvků se dosahuje požadovaného objemu utlumení a lze v určitém rozsahu volit charakteristiku hluku vystupujícího proudu plynů.The essence of the exhaust muffler of internal combustion engines according to the invention is that in the chamber two-part muffler body in the inlet muffler chamber a perforated insert is arranged between the connecting pipe and the inlet opening into the muffler body. The distance between the side edges of the perforated insert is smaller than the distance between the side walls of the inlet damping chamber. The connecting tube between the damping chambers is perforated at least at its outlet into the last damping chamber and its end is blinded. The outlet end tube is arranged in the wall of the last damping chamber in a cell coaxial with the connecting tube, or in parallel according to the requirements for total noise attenuation. The end tube is provided with restrictor sleeves whose internal cross-section is greater than 90% of the smallest flow area of the outlet end tube. With this combination of new and previously known elements, the required volume of attenuation is achieved and the noise characteristic of the outgoing gas stream can be selected to a certain extent.

Výhodou tlumiče výfuku podle vynálezu je to, Že uvedeného účinku dosahuje jednoduchou konstrukcí reflexního tlumiče s požadovanou životností. Další výhodou oproti známým tlumičům s vloženými tlumicími prvky je jednoduchá a levná montáž tlumiče, zejména proto, že děrovaná vložka je přivařena pouze k jednomu dílu tělesa tlumiče. Uchycení děrované vložky s předpětím zajišťuje i po dlouhodobém provozu tlumiče její správnou funkci a zamezuje vzniku vnitřního hluku z rozkmitání provozem tlumiče uvolněné vložky. .The advantage of the muffler according to the invention is that it achieves this effect by a simple construction of a reflective muffler with the required service life. Another advantage over known dampers with inserted damping elements is the simple and inexpensive assembly of the damper, in particular because the perforated insert is welded to only one part of the damper body. The attachment of the perforated insert with preload ensures its correct function even after long-term operation of the damper and prevents the generation of internal noise from oscillations caused by the operation of the damper of the released insert. .

Příklad konkrétního provedení tlumiče výfuku podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde na obr. 1 je řez tlumičem výfuku v podélné ose a na obr. 2 je příčný řez první tlumicí komorou tlumiče k podélné ose tlumiče.An example of a specific embodiment of an muffler according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a section of the muffler in the longitudinal axis and Fig. 2 is a cross-section of the first muffler chamber to the longitudinal axis of the muffler.

Na obr. 1 je dvoudílné těleso 1 tlumiče výfuku se vstupním otvorem 11, ve kterém je ukončena vstupní trubka 12. Vstupní trubka 12 je vyústěna do první tlumicí komory 2 jejíž boční stěny jsou vytvořeny první přepážkou 2 ^a druhou přepážkou £. V první přepážce 2 jsou uspořádány průchody 31, které alternativně podle potřeby mohou být nahrazeny děrovanou přepážkou nebo jinou úpravou pro průchod plynu do druhé tlumicí komory 5.· V první přepážce 3, je dále uchycena spojovací trubka 6. se vstupem 61 v druhé tlumicí komoře .5, uchycená ještě v druhé přepážce 4 s výstupem 62 ve výstupní tlumicí komoře 7. Mezi vyústěním vstupní trubky 12 ^a spojovací trubkou 6 je v první tlumicí komože 2 uspořádána děrovaná vložka 8. Vzdálenost bočních hran 81 děrované vložky 8 je menší, než vzdálenost bočních stěn první tlumicí komory 2 tvořených přepážkami 3 a 4. Výstup 62 spojovací trubky £ v poslední tlumicí komoře 2 3® zaslepen zátkou 63 a na povrchu spojovací trubky £ v prostoru poslední tlumicí komory 7 jsou vytvořeny otvory 64. Souose se spojovací trubkou 6 je mezi oběma díly tělesa 1 tlumiče výfuku uchycena koncová výstupní trubka 9.» opatřená omezovacími pouzdry 91.FIG. 1 is a two-part muffler body 1 with an inlet opening 11, which is terminated by the inlet pipe 12. The inlet pipe 12 merges into the first buffer chamber whose two side walls are formed by the first partition ^{and the} second partition 2 £. Passages 31 are arranged in the first baffle 2, which can alternatively be replaced by a perforated baffle or other arrangement for the passage of gas into the second damping chamber 5. .5, mounted still in the second partition 4 with an outlet 62 in the outlet damping chamber 7. A ^{perforated insert 8 is arranged in the first damping chamber 2 between the outlet of the inlet pipe 12 and the} connecting pipe 6. The distance of the side edges 81 of the perforated insert 8 is less than the distance side walls of the first damping chamber 2 formed by partitions 3 and 4. The outlet 62 of the connecting tube 6 in the last damping chamber 23 is blinded by a plug 63 and openings 64 are formed on the surface of the connecting tube 6 in the space of the last damping chamber 7. an end outlet pipe 9 is attached between the two parts of the muffler body 1 » provided with restricting sleeves 91.

Na obr. 2 je v příčném řezu znázorněna první tlumicí komora 2 v tělesu £ tlumiče výfuku, kde mezi vstupním otvorem 11, do kterého je vyústěna vstupní- trubka 1'2 a spojovací trubkou 6 je uspořádána s předpětím děrovaná vložka 8. Její spodní okraje 82 jsou přivařeny k hornímu dílu tělesa £ tlumiče výfuku.Fig. 2 shows a cross-section of a first damping chamber 2 in the body 6 of the muffler, where a prestressed perforated insert 8 is arranged between the inlet opening 11, into which the inlet pipe 1'2 opens and the connecting pipe 6. Its lower edges 82 are welded to the upper part of the muffler body.

Funkce tlumiče výfuku podle vynálezu je založena na reflexivním účinku tlumicích komor 2» 2» které mohou mít i doplňující účinek absorpční. Výfukové plyny proudíThe function of the muffler according to the invention is based on the reflective effect of the muffler chambers 2 »2» which can also have an additional absorption effect. Exhaust gases are flowing

CS 272 103 Bl ze vstupní trubky 12 uchycené v nevyznačeném sběrném výfukovém potrubí spalovacího motoru přes vstupní otvor 11 do první tlumicí komory 2, kde tlakové rázy výfukových plynů jsou tlumeny průchodem přes děrovanou vložku 8 a je tak omezen vznik vnitřního hluku, vznikajícího odrazem proudu plynů od stěn první tlumicí komory 2. Děrovaná vložka 8 plní i funkci ochrany spojovací trubky 6 před tlakovými rázy horkých výfukových plynů, které zkracují její životnost. Průchody 31 v přepážce 3 proudí výfukové plyny z první tlumicí komory £ do druhé tlumicí komory 5 a do vstupu 61 spojovací trubky 6., která je přivádí do poslední tlumicí komory 7. Protože výstup 62 spojovací trubky £ je zaslepen zátkou 63, jsou výfukové plyny nuceny proudit otvory 64 na povrchu spojovací trubky £ s dalším tlumicím účinkem. Z prostoru poslední tlumicí komory výfukové plyny vstupují do koncové výstupní trubky 9, a jejich proud je výhodně usměrněn a charakteristika výstupního hluku je upravena omezovacími pouzdry 91. Uvedeným uspořádáním tlumiče výfuku se při zkouškách dosáhlo dostatečného tlumicího efektu, který dosavadní předpisy o hlučnosti vozidel splňuje s rezervou.CS 272 103 B1 from an inlet pipe 12 mounted in an unmarked exhaust manifold of an internal combustion engine through an inlet 11 into a first damping chamber 2, where the pressure shocks of the exhaust gases are damped by passing through a perforated insert 8 and thus the generation of internal noise from the walls of the first damping chamber 2. The perforated insert 8 also serves as a protection of the connecting pipe 6 against pressure shocks of hot exhaust gases, which shorten its service life. The passages 31 in the baffle 3 flow exhaust gases from the first damping chamber 6 to the second damping chamber 5 and to the inlet 61 of the connecting tube 6, which feeds them to the last damping chamber 7. Since the outlet 62 of the connecting tube 6 is blinded by a plug 63, forced openings 64 on the surface of the connecting pipe 6 with a further damping effect. From the space of the last muffler chamber, the exhaust gases enter the end outlet pipe 9, and their flow is preferably directed and the output noise characteristic is regulated by limiting sleeves 91. The above muffler arrangement reserve.

Výrobně je popsaný tlumič výfuku stejně jednoduchý a levný jako běžný reflexní tlumič bez aplikace konstrukčních elementů, jejichž kombinace je podstatou vynálezu. Je to umožněno zejména popsaným způsobem uchycení děrované vložky 8.The exhaust muffler described is as simple and inexpensive to manufacture as a conventional reflector without the application of structural elements, the combination of which is the essence of the invention. This is made possible in particular by the method of mounting the perforated insert 8 described.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Exhaust muffler for internal combustion engines, consisting of a two-part body with at least one inlet and an outlet, wherein the interior of the body is divided into at least two chambers connected by a connecting pipe, characterized in that in the inlet damping chamber (2) there is a connecting pipe (6) and a pre-drilled perforated insert (8) arranged through the inlet opening (11), which is attached to one of the halves of the body (11) by its lower edges (82).

2. Exhaust muffler according to claim 1, characterized in that the distance of the side edges (81) of the perforated insert (8) is smaller than the distance of the first baffle (3) and the second baffle (4) forming the side walls of the inlet muffler chamber (2). ).

3. Exhaust muffler according to claim 1, characterized in that in the outlet muffler chamber (7) the connecting pipe (6) is blinded by a plug (63) and is provided with openings (64).

4. The muffler according to claim 1, characterized in that the outlet end pipe is provided with restrictor sleeves (91).