專利名稱：內(nèi)燃機排氣消聲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的排氣噪聲分離裝置。
內(nèi)燃機在工作時由于燃料的急劇燃燒而產(chǎn)生一定壓力與頻率的脈沖氣流與高達120分貝的噪聲。這種噪聲在污染環(huán)境的同時也直接影響了人們的身體健康。因此，國家規(guī)定排氣噪聲不得超過83分貝。通常的作法是人們在內(nèi)燃機的排氣口安置一消聲裝置。這種消聲裝置是由若干設(shè)置在金屬筒內(nèi)的由小通氣管串連的膨脹室組成。當(dāng)內(nèi)燃機的高頻率脈沖氣流通過排氣管到第一個膨脹室時，由于膨脹室的作用而使氣流得到了冷卻緩沖，然后再從小通氣管到第二個膨脹室，使氣流再一次得到冷卻緩沖，最后從尾部的排氣孔排出。由于內(nèi)燃機產(chǎn)生的噪聲是由這種脈沖氣流帶出的，膨脹室的作用使得氣流的速度減慢了，從而達到消聲目的。但是，由于內(nèi)燃機產(chǎn)生的是脈沖氣流，特別是內(nèi)燃機加速時，氣流的脈沖頻率加快。由于膨脹室容積有限，小通氣管來不及排氣，使得膨脹室內(nèi)形成了一定的氣壓，從而影響到排氣管的排氣通暢，進而影響到氣缸，減緩了活塞的沖刺速度，使內(nèi)燃機的功率輸出受到了很大影響，增加油耗，同時也增多了燃燒室的殘余廢氣，使排放的有害氣體增加。為了解決這些問題，通常的方法是增大膨脹室通氣管的孔徑與尾部的排氣孔。這樣雖然不影響了內(nèi)燃機的功率輸出與油耗，但卻使排氣的噪聲增大了，無法達到消聲目的。到目前為止，還沒有一種完滿的設(shè)計方案來解決這項存在的難題。
本發(fā)明的目的是提供一種能在不影響內(nèi)燃機功率、油耗與排放的情況下使排氣噪聲低于環(huán)境噪音38分貝的消聲裝置。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的該裝置有一個與內(nèi)燃機排氣管相連的，按有活動風(fēng)門的金屬筒。排氣管前有連接帶有振蕩膜的緩沖室的歧管，緩沖室有通氣管與內(nèi)燃機機殼相連。當(dāng)內(nèi)燃機的高頻脈沖氣流到達前排氣管時，由于風(fēng)門的阻滯作用，使70％的氣流經(jīng)歧管來到緩沖室。緩沖室內(nèi)的振蕩膜在氣流的作用下向里運動，使氣流得到了緩沖。然后在振蕩膜彈簧的作用下復(fù)位。由于此時排氣門已關(guān)閉，因此，這小股氣流不會再對活塞產(chǎn)生任何影響。這股氣流經(jīng)排氣管到達由風(fēng)門組成的金屬筒，在由隔板組成的膨賬室內(nèi)使氣流得到一定的膨脹與冷卻，然后經(jīng)過隔板下小通氣管到達由活動風(fēng)門組成的膨脹室，風(fēng)門在氣流的作用下向外運動，使氣流從開啟的風(fēng)門四周成45度射到金屬筒內(nèi)壁上，在金屬筒內(nèi)形成渦流，使氣流再次得到充分膨脹冷卻，然后再從排氣孔排出。特別是當(dāng)內(nèi)燃機的速度加快，前部緩沖室振蕩膜的運動快達到極限時，此時金屬筒內(nèi)的風(fēng)門會自動開啟到一個合適的位置，從而保證了排氣的通暢，不會再對活塞產(chǎn)生任何影響。試驗證明由于振蕩膜吸收了內(nèi)燃機脈沖氣流70％的能量與大部分的熱量，使從緩沖室經(jīng)彈簧推出的氣流已不再具有攜帶噪聲的能量。由于振蕩膜的密封隔離作用，使得緩沖室另一面的氣流乃是新鮮氣體，而這股氣流又正趕上活塞到頂時機殼內(nèi)的負壓狀態(tài)，反而有被吸氣的效果。因此，從排氣口出來的脈沖氣流70％的能量由內(nèi)燃機本身所重新利用，功率反而有所提高，氣缸內(nèi)的有害殘余廢氣亦不復(fù)存在。另外由排氣口出來的脈沖氣流30％的能量經(jīng)隔板組成的膨脹室膨脹冷卻而抵消了一部分能量，再由活動風(fēng)門組成的膨脹室充分膨脹冷卻又抵消了部分能量，再由活動風(fēng)門的復(fù)位彈簧抵消了一部分能量后又在金屬筒內(nèi)壁產(chǎn)生漫反射形成渦流而進一步抵消了脈沖氣流的能量，從而使氣流幾乎以平穩(wěn)的方式從排氣口排出。由于內(nèi)燃機的排氣噪聲是由這種脈沖氣流帶出的，氣流的流速減緩了，從而達到消聲目的。
本發(fā)明由于用能重新吸收排氣能量的緩沖室，代替了不能擴張的金屬筒，用可以任意擴張的活動風(fēng)門代替了固定口徑的排氣孔，從而達到在不影響內(nèi)燃機功率、油耗與排放的情況下達到消聲目的，解決了現(xiàn)有消聲裝置在消聲狀態(tài)下?lián)p耗功率、油耗與排放，在不影響功率、油耗與排放的情況下又增大了噪聲的缺點。解決了現(xiàn)有消聲裝置在消聲狀態(tài)下?lián)p耗功率、油耗與排放，在不影響功率、油耗與排放的情況下又增大了噪聲的缺點，此消聲裝置不但每年可為國家節(jié)約大量的燃料。還進一步降低了我國各種車輛的排氣噪聲與各種排放的有害氣體對人們身體健康帶來的不利影響。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及附圖給出。


圖1是本發(fā)明緩沖室的剖視2是本發(fā)明金屬筒尾部剖視圖。
圖3是本發(fā)明金屬筒尾部正視4是本發(fā)明金屬筒中風(fēng)門裝置剖視5是本發(fā)明金屬筒前部剖視6是本發(fā)明隔板正視7是本發(fā)明風(fēng)門裝置正視8是本發(fā)明緩沖室的正視9是本發(fā)明整體縮小一倍的剖視圖。
下面結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9詳細說明根據(jù)本發(fā)明提出的具體裝置及實施細節(jié)。
該裝置有一個與內(nèi)燃機排氣管(25)、(8)相連的按有風(fēng)門(15)的金屬筒(11)。前排氣管(8)通過岐管(7)連接按有振蕩膜(5)的緩沖室(2)、(6)。緩沖室(2)、(6)與一通氣管(1)與內(nèi)燃殼相連。當(dāng)內(nèi)燃機的脈沖氣流到達前排氣管(8)時，由于風(fēng)門(15)的阻滯性作用而不能一下開啟，使70％的氣流經(jīng)歧管(7)引到緩沖室(2)、(6)。緩沖室(2)、(6)內(nèi)的振蕩膜(5)在氣流的作用下向里運動，使脈沖氣流得到膨脹緩沖。然后在振蕩膜(5)、彈簧(3)的作用下復(fù)位。由于此時內(nèi)燃機的排氣門已關(guān)閉，因此，這小股經(jīng)彈簧(3)推出的氣流不會再對活塞產(chǎn)生任何影響。這股氣流經(jīng)排氣管(8)、(25)到達由一塊半圓形隔板(21)組成的第一膨脹室緩沖冷卻，再經(jīng)過隔板(21)下的通氣管(22)到達風(fēng)門(15)。風(fēng)門(15)在氣流的作用下向外運動，使氣流從開啟的風(fēng)門(15)四周成45度射到金屬筒(11)內(nèi)壁上而形成渦流，使氣流再次得到充分的膨脹冷卻。然后再從設(shè)計在尾蓋(9)上的排氣孔(10)排出。特別是當(dāng)內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速提高，緩沖室(2)、(6)內(nèi)振蕩膜(5)的運動狀態(tài)達到極限時，此時，金屬筒(11)內(nèi)的風(fēng)門(15)會隨著排氣的增大而自動開啟到一個合適的位置，從而使氣流能通暢無阻地排出，不會再對活塞的沖刺速度產(chǎn)生任何影響，提高了內(nèi)燃機的加速性。等到內(nèi)燃機減速時，風(fēng)門(15)會在設(shè)計在由連桿(24)連接，按置在密封筒(19)內(nèi)的彈簧(18)的作用下自動恢復(fù)到原來的狀態(tài)。為了增加風(fēng)門(15)的靈敏性與密封性，連接風(fēng)門(15)的連桿(24)由兩個過橋(13)、(17)組成。連桿(24)兩端連接過橋(13)、(17)的地方由可伸縮的橡皮密封套(14)、(16)連接。在過橋(13)的頂部有一起密封作用的帽套(12)，與風(fēng)門(15)接觸的是橡皮墊(23)。風(fēng)門(15)尾部連接彈簧(18)的是活動基座(20)。另外，組合緩沖室(2)、(6)是螺釘(4)，實驗證明由于振蕩膜(5)吸收了內(nèi)燃機排出的脈沖氣流70％的能量與大部分的熱量，因而從緩沖室(2)、(6)經(jīng)彈簧(3)推出的氣流已不再具有攜帶噪聲的能量。由于振蕩膜(5)的密封隔離作用，使緩沖室(2)、(6)通向內(nèi)燃機殼的通氣管(1)的氣流乃是新鮮氣體，而這股氣流又正在活塞到頂排氣時機殼內(nèi)處于負壓狀態(tài)時趕到，反而有被吸氣的效果。因此，從內(nèi)燃機排氣口排出來的脈沖氣流70％的能量由內(nèi)燃機本身所重新吸收，功率反而有所提高。氣缸內(nèi)的有害殘余廢氣由于得到了充分的燃燒亦不復(fù)存在。另外從排氣口出來的脈沖氣流30％的能量經(jīng)由隔板(21)組成的膨脹室與風(fēng)門(15)與隔板(21)組成的膨脹室損耗了一部分能量，再由內(nèi)風(fēng)門(15)的彈簧(18)抵消了一部分能量，最后又經(jīng)風(fēng)門(15)成45度在金屬筒(11)內(nèi)產(chǎn)生漫反射而形成渦流，進一步得到充分的膨脹與冷卻，使原來的脈沖氣流幾乎以平穩(wěn)的方式從排氣孔(10)排出。由于內(nèi)燃機的排氣噪聲是由這種脈沖氣流帶出的，氣流的流速減慢了，從而達到消聲目的。實驗進一步表明在125ml排量單缸摩托車中，在怠速狀態(tài)下，即使把排氣口堵死5分鐘，也不會發(fā)生發(fā)動機轉(zhuǎn)速減慢與熄火的現(xiàn)象。這是其它任何同類消聲器所無法達到的。
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機排氣消聲裝置。該裝置由若干個連接排氣管的設(shè)置在金屬筒內(nèi)由小通氣管串連成的膨脹室組成，其特征在于排氣管有歧管與緩沖室相連，與排氣管相連的金屬筒內(nèi)有活動風(fēng)門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機排氣消聲裝置，其特征在于緩沖室內(nèi)有振蕩膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機排氣消聲裝置，其特征于于振蕩膜后有彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機排氣消聲裝置，其特征在于風(fēng)門里有彈簧。
全文摘要
內(nèi)燃機排氣消聲裝置。該裝置由若干個連接排氣管的設(shè)置在金屬筒內(nèi)由小金屬管串連成的膨脹室組成,其特征在于:排氣管(8)、(25)有歧管(7)與安有振蕩膜(5)的緩沖室(2)、(6)相連,緩沖室(2)、(6)有一通氣管(1)與內(nèi)燃機殼相連。與排氣管(8)、(25)相連的金屬筒(11)內(nèi)安有可活動的風(fēng)門(5)。解決了現(xiàn)有消聲裝置在消聲狀態(tài)下?lián)p耗功率、油耗、排放,在不影響功率、油耗與排放的情況下又增大了噪聲的缺點。進一步降低了各種車輛的排氣噪聲與排放的有害氣體對人們的健康帶來的不利影響。
文檔編號F02B27/06GK1197885SQ9810497
公開日1998年11月4日 申請日期1998年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月21日
發(fā)明者干方其 申請人:干方飛