Принимаем температуру отработавших газов Т=705 К, тогда скорость звука  м/с.

Рассмотрим камерный элемент глушителя, у которого входной и выходной каналы введены в полость расширительной камеры.

l1=l2=l=0,15 м, lm=2l=0,3 м, d1=d2=0,045 м, Dk=0,15 м.

;

где  - волновое число;

;

Таким образом, получаем m=10,11. Граничная частота: Гц.

1) При f=125Гц, k=1,433; дБ.

2) При f=250Гц, k=2,86; дБ.

3) При f=500Гц ; k=5,73; дБ.

4) При f=1000Гц; k=11,46; дБ.

5) При f=2000Гц; k=22,93; дБ.

Таким образом, использование камерного глушителя не позволяет полностью достигнуть требуемого снижения уровня шума и требуется дополнительное глушение.

Для этого рассмотрим резонаторный глушитель кольцевого типа.

D_k=0,18 м,d_тр=0,045 м,l_k=0,25 м,с=548 м/с,f_гр=1784 Гц.

.

Принимаем резонансную частоту f_p=180 Гц, тогда проводимость горла резонатора:

Определяем диаметр и количество отверстий. Принимаем d_отв=0,006 м, тогда количество отверстий:

В результате получаем:

 дБ;

 дБ;

 дБ;

 дБ;

 дБ.

Таким образом, произведено снижение уровня шума до требуемой величины в диапазоне октавных частот от f=125 Гц до f=2000 Гц.

Расчет полного сопротивления глушителя

Полное сопротивление включает потери давления на входе, в активной зоне и на выходе: Р_гл= Р_акт+Р_вх+Р_вых.

Потери давления на входе определяются по формуле:

Р_вх=Р_вых=0,5m×r×u²;

где m=0,34 – коэффициент гидравлических потерь на входе в глушитель,

r=0,685 кг/м³ – плотность газа при рабочей температуре глушителя,

u=0,05 см/с – скорость газа в глушителе.

Þ Р_вх=0,5×0,34×0,685×0,05²=2,9 Па.

Потери давления в активной зоне:

Р_акт=0,5m×r×u²×L/D_p;

где L=0,3 м – длина первой камеры глушителя шума.

U=0,4V/F;

где V=0,0052 м³  - объем первой камеры,

F=0,003318 м² – площадь внутренней трубки глушителя.

Средняя скорость потока: U=0,4×0,0052/0,003318=0,62 м/с.

Р_акт1=0,5×0,34×0,685×0,62²×0,23/0,15=686 Па.

Р₁=686+5,8=692 Па.

L=0,12 м – длина второй камеры глушителя шума,

V=0,0027 м³ – объем второй камеры.

Р_акт2=0,5×0,34×0,685×0,325²×0,12/0,15=99,8 Па.

Р₂=99,8+5,8=105,6 Па.

Так как система состоит из двух элементов, то:

Р_сумм=Р₁+Р₂=797,6 Па.

Применение глушителей шума выпуска приводит к увеличению противодавления, что в свою очередь приводит к уменьшению коэффициента наполнения.

Оценить влияние дросселирования газов на выпуске можно, смоделировав тепловой расчет двигателя с помощью программы расчета рабочего процесса ДВС – Дизель РК.

Расход топлива и мощность без глушителя составили:

g_e=0,2130 кг/кВтч, N_e=4960 кВт.

Расход топлива и мощность с глушителем составили:

g_e=0,214 кг/кВтч, N_e=4900 кВт.

Это составило около 1% от расхода двигателя, не оснащенного глушителем. Увеличение расхода топлива двигателя является незначительным по сравнению с тем экологическим эффектом, который получен благодаря использованию глушителя.