[其他]内燃机排气消声系统

说明书

本实用新型属于内燃机降噪节能工程技术。

国内目前湖北柴油机厂、福州动力机厂等厂家生产的295T柴油机消声系统，从发动机排气口排出的气流和声波均经过排气歧管、排气弯管输送到管式消声部分进行消声。排气歧管和排气弯管仅起输送气流作用，基本没有考虑消声问题；管式消声部分气流通道设计为内管端部完全不通，使得阻力增加，导致油耗增加，并产生紊流等，使消声效果不佳。

本实用新型提供的系统可克服上述已有结构之不足，使在与原系统大体相当的结构体积情况下，具有卓越的消声性能和低油耗。具体结构见附图：

图1：结构示意图；

图2：结构立体图。

该系统去掉原排气歧管和弯管，换之以箱式消声部分，并在其后加管式消声部分，使废气排出气缸就开始消声，排气系统的部件在排气的同时都具有消声作用并互相匹配，以最大可能地降低排气噪声并有助燃烧，减少油耗，达到降噪节能目的。

本系统由箱式部分和管式部分组成。气流和声波从发动机排气口〔10〕经过直角三角形的带孔共振腔室〔1〕，进入第一级扩张室〔2〕，通过开有方形孔的隔板〔3〕进入第二级扩张室〔4〕，再进入由开孔内管〔7〕、〔8〕和隔板〔9〕及扩张共振室〔5〕、〔6〕组成的管式消声部分，经多次消声后废气经内管〔8〕排入大气。

直角三角形带孔共振腔〔1〕有左右两个，每个的一边穿有孔，紧挨排气口〔10〕安装。它除了起共振、消声外，还起导流作用，防止两缸排气流互串形成涡流。两扩张室〔2〕、〔4〕之间用带有两方孔的隔板〔3〕隔开，当气流进入第一级扩张室〔2〕时，由于压力大、流速高，气流来不及扩张，将主要以气流柱的形式通过隔板〔3〕，因此隔板〔3〕对气流的直接阻力很小。气流进入第二级扩张室〔4〕后，即充份扩张混合，消除脉动，会降低流经管式消声器的速度，从而可提高消声效果和减少阻力。隔板〔3〕上的两方孔分别对准发动机两排气口，可以使气流以柱的形式通过隔板〔3〕进入第二级扩张室〔4〕，在第二级扩张室〔4〕混合扩张的好处是避免了在排气口〔10〕附近形成涡流。而且当有限压力波从隔板〔3〕的方孔刚进入第二级扩张室〔4〕时，向敞开着的排气口〔10〕反射回一个稀疏波，在排气口〔10〕建立一个低压区，可帮助排气和新鲜空气进入气缸：当压力波遇到第二级扩张室〔4〕后壁时，反射回一个压缩波，此压缩波穿过隔板〔3〕后，只有一部分达到排气口〔10〕处，此时由于四冲程发动机的气门重迭开启，已有一部分新鲜空气被掺入排气管道，压缩波正好可以将这部分新鲜空气压回气缸，从而可以改善燃烧，减少油耗。

开孔内管〔7〕、〔8〕与内外均开圆孔的隔板〔9〕连接，并构成两共振室〔5〕、〔6〕。气流进入管式部分后，分为两路，一路经内管〔7〕的开孔进入第三级扩张室〔5〕，再经隔板〔9〕上的外圈孔进入第四级扩张室〔6〕，经内管〔8〕排出。另一路经内管〔7〕、隔板〔9〕上的内孔进入内管〔8〕，使〔5〕、〔6〕两室起共振消声室作用。此结构工艺简单，声波多次经孔又达到磨擦消声。使长度较小的简单两室结构，达到多次消声。使用中也可只装管式部分。只装管式部分时发动机台架试验结果额定工况油耗为190.67克／马力小时，与湖北柴油机厂原消声器基本相同，而插入损失达16dB（A），为原消声器的三倍多。装有295T柴油机的神牛－25拖拉机整机动态环境噪声比原装消声器降5.2dB（A），为78.8dB（A）。而安装整个系统比只装管式部分降噪更多且可节能。发明人作过大量发动机和神牛－25拖拉机整机动态环境噪声试验，于额定工况下在排气管口45°，0.5米处排气噪声比湖北295T原系统低11.5dB（A），油耗比国内几种消声器低1～5克／马力小时，整机动态环境噪声比只装管式部分又下降1～1.5dB（A）。