[发明专利]内燃机排气安全节能消声器

说明书

本发明属于一种内燃机排气消声器，特别是供汽车、拖拉机、机动三轮车、摩托车、内燃机车、内燃机船舶排气安全节能消声器。

当前，用于各种内燃机上的消声器，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，所以在消声器的结构设计上，均采用重复地使气流通过缩小而又扩大的断面，多次改变气流的方向，或将气流分割成很小的支流沿不平滑的表面运动。这种结构虽能达消声作用，但因排气不通畅，造成背压增加，在发动机最高转速时，输出功率损失可达5%～10%，车速愈高，排气阻力愈大，功率损失愈多，能耗也相应增加，影响内燃机的功率。例如我国用于解放车CA-10B型4吨载重货车消声器，其前管截面积大于排气管截面积约30%，使排出气流的速度增加、阻抗增加，既降低消声效果又增加油耗。怎样解决消声器的消声效果好，内燃机功率损失小是个技术难题。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，然后进入消声能的膨胀腔室，最后排入大气中的排气消声器。但这种结构的消声器乃存在排气不通畅、排阻较大、消声效果差、内燃机功率损失大的缺点。再例，中国专利85102140提出了变径分流，三不变的排气消声器。在节油消声方面乃不太理想，况且结构又较复杂，成本又较高。以上列举的各种消声器及目前其它各种消声器，都不能因排气带火不安全的问题，虽另加防火帽，也仍不能解决，而且又增加了成本和排气阻力。

本发明的目的是为汽车、拖拉机、机动三轮车、摩托车、内燃机车、内燃机船舶等配备一种安全、节能、噪声小、结构简单、低背压旋流排气消声器。

本发明所提供的内燃机排气安全节能排气消声器是由进气接管1、与进气接管相连的前封盖2、设在前封盖内分流罩3、导流板4、后封盖7、由前后封盖密封的桶体5、把桶体内腔隔成不等容积腔室旋流板6、与后封盖相连的排气管8及固定在排气管外的防火套管9所组成。

为了减少阻力，本发明消声器的前封盖2、分流罩3、旋流板6、后封盖7都呈截顶圆锥形，锥角为15～150°，同时前封盖2、分流罩3、桶体5、旋流板6、后封盖7、排气管8、防火套管9的中心线偏斜度要＜20°。

为了减少阻力，变气流为旋转气流，增大气流截面积，变集中排气为分散排气。

本发明消声器中分流罩3锥底直径为桶体5直径1/2～3/4;导流板4呈同向螺旋弯曲形，其宽度为前封盖2与分流罩3两个锥面间距离并垂直均与于两个斜面之间;而旋流板6外径与桶体5的内径相等，并有间隔地固定在桶体内壁上;在每个旋流板中间根据各种规格需要布有3-10个导流口，导流口方向与消声器内腔气流旋转方向一致，总截面积要大于进气口截面积。

本发明消声器中排气管8长150～500mm，直径为桶体5直径2/5～3/5，自前端1/5长起布有大小不一、方向不定的一定数量孔，其孔总截面积与进气接管面积相同。同时在排气管外套有防火套管9，直径比排气管直径大10～120mm，长度为排气管2-3倍，以达到减少排气阻力、消声和消除残余火星目的。

为了增加使用寿命，本发明消声器的每个部件都是由金属材料或其它耐热材料制作而成。

本发明与目前其它消声器相比有六改变优点：

1.改变了内部结构：即去掉了消声器内腔的芯管和多孔隔板，用锥型旋流板代替，阻力小，结构简单。

2.改变了气流的形状：即变消声器内腔的分散气流为集中气流，阻力小。

3.改变了气流的方向：变多次的冲击、180°的迥转气流为旋转气流，是渐渐减压、减速、缓冲。所以冲击、振动、涡流、阻力都很小，气流能连续等量地排出。又因烟气中的火星在旋转离心力的作用下接近、接触消声器的内壁而减速和延长在内腔的时间及流程，所以会消失。

4.改变了气流的截面积：使进入消声器内腔气流的截面积变大，而不是变小。使气流通畅，阻力、冲击力很小。

5.改变了排气管的结构：即在排气管上设有若干个小孔和一个套管，能减阻、消声和消灭残余火星。

6.改变了排气气流的形状和方式：即变集中排气为分散排气，变直射气流排气为旋转气流排气，从而减少了冲击、振动及阻力。

安在装有CA-10B型发动机4吨载重解放车使用本消声器与中国专利85102140消声器技术性能比较表：