Если бы не созданный французской компанией Panhar-Levassor первый в мире глушитель, то возможно сегодня бензиновых автомобилей не было бы. Выхлопная система позволила «успокоить» ДВС и дать этому мотору «вторую жизнь».
Первоначально глушители выполняли не много функций и считались больше вспомогательной составляющей, нежели важной, как другие агрегаты. Однако с течением времени выхлопные системы начали играть более значительную роль. Сегодня благодаря глушителям удается не только значительно снижать уровень шума от работающего мотора, но и уменьшать температуру выхлопных газов, выводить отработанные газы за пределы авто и уменьшать уровень вредных выбросов в окружающую среду.
Исходя из этого, стоит обратить внимание на строение глушителя, а также на его разновидности.
Основные элементы выхлопной системы
Конструкция выхлопной системы становится более сложной, но с каждой новой моделью машины она включает в себя все те же элементы.
Коллектор
Приемная труба является промежуточным звеном между двигателем машины и нейтрализатором (катализатором). Коллектор отвечает за вывод газов. Так как в этом случае идет очень сильная механическая и температурная нагрузка, которая может доходить до 1000 градусов, то к этой части глушителя предъявляются довольно строгие требования. Поэтому при изготовлении приемной трубы используют только самые лучшие сплавы чугуна и стали.
Также на этой детали иногда устанавливают вибро-компенсатор (гофру), благодаря которому вибрация двигателя гасится и не переходит дальше по выхлопной системе.
Нейтрализатор
В каталитическом нейтрализаторе (или катализаторе) происходит «дожиг» несгоревших остатков топлива и переработка окиси углерода. Этот элемент выхлопной системы представляет собой специальную камеру или бачок, в котором расположен керамический или металлический элемент в виде сот. Благодаря этим сотам газовые смеси очищаются за счет химических реакций.
Сейчас производители начали изготавливать многосекционные нейтрализаторы, отвечающие всем международным стандартам, которые производят обработку большего спектра вредных веществ.
Передний глушитель (резонатор)
Резонатор - по сути, является одной из тех деталей, которые принято называть глушителями. Этот элемент выполняет функцию снижения шума, но никак не очистки выхлопных газов. Когда газы проходят через резонатор, создается много шума. Поэтому внутренняя «начинка» переднего глушителя представляет собой многочисленные решетки и отверстия, которые позволяют снизить скорость вырывающихся газов, а также вибрацию. По большому счету резонатор - это бак с перфорированной трубой.
Передние глушители бывают:
- Активными. Такие глушители изготавливаются из специальных звукопоглощающих материалов, а их конструкция отличается простотой.
- Реактивными. В глушителях этого типа используются комбинации из расширительных, а также резонаторных камер.
Не стоит путать резонатор с задним глушителем, так как их конструкция сильно отличается.
Когда мы говорим «глушитель» то чаще всего в виду имеется именно задняя часть выхлопной системы. Этот элемент производит окончательное поглощение шума, а также осуществляет завершающий вывод газов.
В отличие от резонатора, внутренняя «начинка» заднего глушителя неоднородна. Внутри него установлено несколько камер со специальными наполнителями. Благодаря пористой структуре, системе перегородок и воздуховодам удается не только избавиться от сильного шума, но снизить температуру в системе.
Говоря о снижении шума, нельзя обойти стороной другой тип системы, который снижает повышенный шум в выхлопной трубе.
Прямоточный глушитель
В обычных глушителях в процессе сопротивления отработанным выхлопным газам, теряется часть мощности мотора. Хоть этот расход и незначительный, многие автолюбители ищут способы, как сделать глушитель тише без потери мощностей двигателя. Для этих целей производители разработали специальные прямоточные модели.
Устройство такого глушителя отличается от привычной схемы. В отличие от штатных моделей, в прямоточных агрегатах мощность двигателя не только снижается, но и повышается, за счет использования энергии выходящих газов.
Суть работы «прямотоков» заключается в том, что при выходе газов из коллектора требуется меньшее сопротивление. Благодаря этому мотору не приходится затрачивать лишней энергии, чтобы преодолеть давление. Полученная разница преобразуется в полезную мощность движения.
Сам прямоточный глушитель представляет собой прямую трубу с перфорированной поверхностью. По большому счету она заключена во внешний кожух. Внутри глушителя также есть разделители и камеры, просто их меньше, чем у штатных систем. Благодаря такой конструкции, отработанные выхлопные газы движутся по прямой и не встречают сильного сопротивления. В то же время, благодаря перфорированной поверхности они расширяются и свободно выходят.
Внешний кожух прямоточного глушителя покрыт специальным поглощающим составом, за счет чего газы, находящиеся внутри, не резонируют, а звук мотора не превышает допустимых пределов. Таким образом, уровень шума сводится к минимуму.
Чтобы усилить эффект некоторые автовладельцы используют дополнительные внешние сегменты.
Как еще можно снизить уровень шума глушителя
Также для снижения шума можно установить зеркальный глушитель. Такие модели работают по такому же принципу, как и акустические зеркала. Чаще всего зеркальные глушители можно встретить в выхлопных системах двухтактных моторов мотоциклов и скутеров. Устройство глушителя в этом случае представляет собой выпускное колено и резонаторную банку, в которой отработанные газы «утихомириваются». При этом уровень сопротивления будет значительно ниже, а на мощность двигателя не будет расходоваться. Однако стоит учитывать, что из-за зеркального эффекта температура выхлопной трубы будет повышаться.
Подобный принцип используется в системах автомобилей ВАЗ 2107, Нива, 2115 и многих других.
Помимо этого существуют поглотительные и ограничительные глушители, которые также понижают шум.
В заключении
Конструкция автомобильных глушителей постоянно претерпевает изменения, хоть общий принцип работы и сама конструкция остается неизменной уже много десятков лет. Сегодня это не обычная металлическая «банка» а полноценная система, которая обеспечивает правильную работу двигателя автомобиля. Именно поэтому, если из глушителя начинает идти пар или раздаются хлопки, необходимо незамедлительно производить диагностику и ремонт этого немаловажного узла.
Первые глушители, а правильно их называть устройства для подавления шума выстрела, появились еще в конце девятнадцатого века, вслед за изобретением бездымного пороха. Первый патент на устройство такого рода был выдан в 1899 году. В начале 20 века было открыто первое серийное производство глушителей.
Первыми устройства для снижения шума выстрела оценили отнюдь не спецслужбы, а охотники. Бесшумность давала возможность при промахе по зверю не спугнуть дичь, и тем увеличивались шансы на повторный выстрел. Чуть позже к ним присоединился и преступный мир. Достаточно скоро во многих странах ввели законодательные ограничения на продажу и обладание такими устройствами.
Сами по себе глушители, как инженерные устройства, весьма интересны. Прежде чем рассматривать принципы их действия, разберемся, что именно мы слышим, когда слышим звук выстрела.
1. Самая, как правило, громкая составляющая звука выстрела это взрыв порохового заряда в патроне. Это так называемая дульная волна, которая следует за пулей вместе с пороховыми газами. Температура и давление пороховых газов на выходе из ствола намного превосходят эти параметры окружающего воздуха. Мгновенно расширяясь при выходе, они и производят этот грохот. Глушитель должен погасить дульную волну: снизить давление и температуру пороховых газов перед их выходом в окружающее пространство.
2. Звук самой пули - ударная баллистическая волна, движущаяся вместе с пулей в случае, если ее скорость превышает скорость звука (330 м/с). Такой скоростью вылета пули обладают большинство современных пистолетов и практически все винтовки. Убрать эту составляющую возможно, лишь снизив скорость вылета пули до величины, меньшей скорости звука. В пистолетах это достигается уменьшением длины ствола (либо с тем же эффектом добавление отверстийдля выхода пороховых газов. В винтовках возможен лишь путь использования специальных боеприпасов с уменьшенным действием (так называемых "дозвуковых патронов")
3. Звук, издаваемый воздухом, вытесненным из ствола пулей и пороховыми газами, вырвавшимися в зазоры между пулей и стволом.
4. Механические звуки, издаваемые движущимися частями оружия - удар бойка по капсулю, лязг механизма перезаряжения и т.п. Эти звуки невозможно убрать механическими устройствами. Возможно только конструктивное изменение оружия, в частности, использования неавтоматических образцов.
В этой статье мы будем рассматривать способы борьбы с первой составляющей - дульной волной.
Самое простое устройство для глушения звука выстрела представляет собой надульную насадки на стандартное оружие, содержащую одну или несколько расширительных камер, разделенных поперечными диафрагмами. Такими были первые глушители, они и стали наиболее распространенными. Действие большинства из них основано на расширении пороховых газов до выхода в атмосферу, что ведет к уменьшению давления потока газов, а значит к снижению громкости выстрела. Пороховые газы, двигаются вслед за пулей, последовательно расширяясь и охлаждаясь в камерах глушителя, в которых постепенно теряют свою энергию. Такой глушитель одновременно играет роль пламегасителя.
Простейший надульный глушитель
1-резиновая мембрана с щелью
2-расширительная камера
3-соединительная гайка
Газы перед тем, как очутиться в атмосфере, расширяются в камере глушителя. При этом падают их давление и температура. Теоретически газы должны вытекать из корпуса глушителя исключительно после пули, однако в реальности это происходит раньше, когда давление снизилось еще недостаточно. Это снижает эффективность работы глушителя.
Считается, что с увеличением количества камер повышается и эффективность глушения. Однако часть пороховых газов всегда опережают пулю и так как диаметр отверстий в поперечных перегородках больше диаметра пули, часть газов истекает из глушителя со сверхзвуковой скоростью, что несколько снижает эффективность данных устройств. Такие глушители расположены вокруг ствола или крепятся к его дульной части.
Двухкамерный эксцентрический глушитель
1-камера
2-перегородка
Многокамерный глушитель
1-камера 2-перегородка
Эффективность глушителя повышается если камеры разделяются сплошными перегородками из пробки, кожи, пластика, резины или даже плотного картона, тоже с отверстиями, соосными стволу. Чтобы газы не успели обогнать пулю, эти отверстия могут прикрываться глухими мембранами (пробками). Но на их пробивание уйдет дополнительная энергия - в результате скорость пули снизится и ухудшится кучность огня. Мембраны быстро изнашиваются (многие, фактически, одноразовые), поэтому оружие с таким глушителем применяется лишь для огня одиночными выстрелами.
Энергия истекающих газов может быть уменьшена за счет их расширения, завихрения, перетекания из камеры в камеру, сталкивания со встречными потоками, а также с помощью различных теплопоглотителей. Эти принципы и используют следующие образцы.
Глушитель с рефлектором-отражателем
1-параболический рефлектор
2-корпус
3-гайка
4-ствол
Глушитель с отклонением потока
1-внутренняя втулка с отверстиями
2-отклоняющие конуса
3-алюминиевая стружка-поглотитель
4-средняя втулка с перфорацией
5-наружная труба с щелевыми отверстиями
Глушитель с завихрением потока
1-корпус
2-завихряющие перегородки
Глушитель с разбиением потока
1-внутренняя втулка с перфорацией
2-винтовая спираль разбиения потока
Прямые перегородки расширительных камер часто заменяют изогнутыми и воронкообразными, отклоняющими пороховые газы к периферийной части глушителя, что препятствует их обгону пули. Этот же эффект достигается применением винтообразной перегородки, проходящей по всей длине глушителя.
1-внутренняя труба
2-прямоугольное окно
3-сварной шов
4-листовой материал
5-передняя камера
6-канал для прохода пули
В современных образцах расширительные камеры обычно частично заполняют теплопоглощающим материалом: например абсорбирующей мелкой алюминиевой сеткой-наполнителем или даже просто стружкой, медной проволокой. Такие наполнители отнимают дополнительную часть тепла от пороховых газов, улучшая показатели устройства. Однако их сложно очищать от порохового нагара, поэтому приходится периодически менять. Заметно влияет на эффективность глушения даже материал перегородок: простая замена стальных на алюминиевые, более теплопроводные, дает заметный эффект снижения звука выстрела. Но при продолжительной стрельбе, по мере повышения давления в расширительных камерах и нагрева охлаждающих элементов и всей конструкции, эффективность устройства резко падает, и после десятка-другого выстрелов, произведенных подряд, “бесшумное” оружие превращается в самое обычное шумное. Поэтому рекомендуется вести огонь одиночными выстрелами и с большими паузами, чтобы дать остыть всей конструкции.
Многокамерный глушитель с теплопоглощаемым наполнителем
1-гайка
2-проволочная сетка
3-межкамерные перегородки
4-распорные втулки
5-отверстия в стволе
Эффективность глушителя повышают путем сложных и скрупулезных расчетов его внутренней газодинамики, когда за счет использования фигурных перегородок сложного профиля в его корпусе создается поворот потока газа, противопотоки и турбулентные завихрения. Частицы газа, соударяясь, быстро теряют при этом свою энергию.
Глушитель с предварительным отводом пороховых газов из канала ствола
1-отверстие в стволе с обратным каналом
2-передняя многокамерная часть глушителя
3-расширительная задняя камера
В глушителе с обтюрацией межкамерные перегородки изготовляются из упругого материала и имеют щели для пропуска пули. В этой конструкции газы не опережают пулю, а замедленно истекают вслед за ней из расширительных камер. Но недостатком подобных конструкций является быстрый выход из строя межкамерных перегородок.
Глушитель с обтюрацией
1-распорная втулка
2-резиновый (эбонитовый) обтюратор
3-расширительная камера
Есть способ заглушить один-единственный выстрел. Он был продемонстрирован нам в фильме "Брат". Киллер надевает на пистолет обычную пустую пластиковую бутылку, которая служит простейшим одноразовым однокамерным глушителем расширительного типа. Пуля свободно пробивает ее, но пороховые газы, предварительно расширившись в объеме бутылки, несколько снижают свою энергию и, соответственно, громкость выстрела.
Лучшие конструкции глушителей на сегодня обеспечивают снижение звука выстрела более чем 500 раз. Серьезным недостатком остается низкая надежность (особенно при использовании эластичных мембран или шайб), поэтому глушители остаются специальным средством и бесшумное оружие пока не может становится массовым для вооруженных сил.
Система отвода отработанных газов и глушения – попросту глушитель. Раньше носила характер чисто этетический, то есть не давала автомобилям реветь как «угорелым». Ведь если снять глушитель и запустить мотор — будет стоять такой треск, что уши будет закладывать. Но на данный момент, это уже не только труба для глушения и отвода газов, это еще и чистящий и повышающий мощность узел. В общем, сегодня хочу вам рассказать про устройство этого важного, на мой взгляд элемента любой машины …
К сожалению, двигатель внутреннего сгорания это мягко сказать не эффективное устройство, (в этом смысле электрический двигатель намного совершеннее). Отработанные газы которые выходят из двигателя не только «гремят», причем очень громко, их еще нужно охладить, ведь зачастую температура может быть и 300 и даже больше градусов Цельсия. Поэтому и была создана специальная система, которая получила название глушитель.
Части глушителя
Эта система не однородна, она собирается из нескольких частей, а именно их пять:
- Это выпускной коллектор, сейчас многие могут сказать — что он не относится к глушащей системе, но он с ней взаимодействует напрямую – основное его назначение отводить газы из двигателя, поэтому я все же его включу в схему.
- Приемная труба.
- Катализатор.
- И последняя часть, собственно сам глушитель.
Про выпускной коллектор мы с вами поговорили, также можете почитать . Переходит сразу к приемной трубе . Она создана для соединения выпускного коллектора и катализатора. Вроде что на нее обращать внимание, труба и труба – НО, в ней зачастую устанавливают так называемый виброгаситель (попросту гофру), которая призвана гасить вибрации от двигателя и не передавать их дальше, ни на кузов, ни на глушитель.
Катализатор – призван бороться с отработанными газами, а именно с их отчисткой. Выхлоп, который идет от силового агрегата содержит много вредных элементов. Катализатор дожигает их, делая – безвредными, концентрация падает в разы. Конечно совсем отчистить не получается, но прогресс на лицо. Если бы не было катализаторов, мегаполисы просто задохнулись от выхлопных газов. Про его .
Резонатор и глушитель – эти две части уже борются с потоком газов и звуком, они предназначены в первую очередь для гашения звука и только во вторую снижения температуры. Газы, которые прошли катализатор, по трубам достигают сначала резонатора, а уже затем самого глушителя.
Подробнее об устройстве глушителя и резонатора
Если честно, то сейчас нет одинакового строения глушителя, каждый производитель ищет свое решение и способы производства. Но почему так?
Это достаточно сложный цикл, ведь глушитель должен поглощать звук, но и не лишать двигатель мощности. Как заверяют производители, машину можно сделать практически бесшумной, установив еще один резонатор и нарастив объем глушителя — вот только мощности от двигателя будет «отжираться» значительно. Если штатный вариант отнимает от 5 до 7%, то установка новых резонаторов увеличит этот показатель до 10 – 15%! А оно нам нужно? Вот и химичат производители над идеальной формой, чтобы слышен был только «шелест» силового агрегата, да и мощность была на уровне.
Какой резонатор в разрезе – если представить его разрез, то это несколько перфорированных труб внутри металлического корпуса, они находятся не на одном уровне, а как бы параллельны. Поток «отработки» — попадает в резонатор, где встречается сначала со стенками, теряя свое давление и часть звука. Происходит это так, волна ударяется о стенку и возникает ответная волна, которая встречается с вновь поступившими газами – то есть энергия гасит сама себя. Затем в параллельную трубу поток проходит в другую камеру, там также встречается со стенкой, опять теряя часть энергии. Внизу этой камеры есть третья труба, по которой газы поступают уже до глушителя. Таким образом, на уровне резонатора, гасятся 30 – 40% давления газа и его звука (в основном низкие тона). Но почему не все? Если сделать резонатор больше он попросту не поместится под машиной в середине — будет слишком большой объем, который также скрадет мощность двигателя.
Глушитель – находится сзади, где больше всего места. Он самый крупный из всех частей, по сути он мало чем отличается устройством от резонатора (также есть камеры и «глухие» стенки), только объемами. Еще одно отличие здесь встречается камера с так называемым поглотителем – из перфорированной трубы газы и звук проходят в поглотитель, оставляя там большую часть энергии и звука.
Устройство поглотителя
Камера – поглотитель, как я писал, сверху имеет перфорированную трубу (если простым языком просверленную множеством дырочек) и обложенной с ней рядом, мягким и пористым материалом поглотителем. В первую очередь поглощающим звуковые колебания.
Этим материалом может служить не горючее вещество:
- Стекловала или прочая минеральная вата.
- Металлическая стружка
- Металлическая вата
- Прочие пористые не горючие материалы
Таким образом, звук уходит в стекловату, оставляя там большую часть звуковой энергии. При поглощении мягки материал разогревается, но не горит из-за высокой устойчивости к возгоранию.
Нужно отметить, что глушителей в системе может быть и два! Например на каждые 3 — 4 цилиндра, с каждого бока силового агрегата.
Каким образом увеличивает мощность?
Сверху заикнулся об этом – сейчас хочу немного раскрыть тему. Да все просто – вспомните турбины, которые работают на отработанных газов? Откуда они черпают энергию? Конечно от выхлопных газов которые потоком идут от двигателя и после через различные ответвления, в таком примере , попадают на горячее колесо турбины. Таким образом, можно дополнительно снимать до 10 — 15% КПД.
Пару слов о прямотоках
Про это у меня есть , почитайте. Вот только некоторым из нас с вами не нужен акустический комфорт – важна только мощность. Поэтому резонатор, да и сам глушитель модернизируются, у них убираются перегородки, которые «стопорят» газы – соответственно энергия на преодоление этих барьеров не тратиться, вот вам + 5 + 7% к мощности двигателя.
А если убрать еще и катализатор, еще + 5%. Таким образом можно добиться до 10% мощности что уже ощутимо!
Однако такой «ревущий тюнинг», запрещен законом! Нельзя гонять по улицам выше определенных децибел, только на гоночных треках. ДА и без катализатора, вы никогда не пройдете ТО автомобиля, а соответственно не получите страховку.
Почему выходит из строя?
Ответ достаточно банален, так как сделан из металла и постоянно в агрессивной среде высокие температуры и вода (снег) под днищем – попросту прогорает или гниет. Металл начинаем разлагаться и от соли на дорогах.
Конечно, устройство современных глушителей улучшено, применены другие сплавы в конструкции, все рано через какое-то время он выгорает. Причем у современных вариантов, зачастую страдают перегородки внутри, либо прогорает пористый материал (зачастую минеральная вата) из-за чего начинает реветь даже целый снаружи глушитель.
Оснащенный двигателем внутреннего сгорания автомобиль нуждается в системе, через которую бы осуществлялся выпуск отработанных газов. Такая система, названная выхлопной, появилась одновременно с изобретением двигателя, и наряду с ним на протяжении многих лет совершенствовалась и модернизировалась. Из чего состоит выхлопная система автомобиля, и как работает каждый ее компонент, мы расскажем в этом материале.
Три столпа выхлопной системы
Когда топливовоздушная смесь в цилиндре двигателя сгорает, образуются отработанные газы, которые необходимо вывести, чтобы цилиндр снова наполнился необходимым количеством смеси. Для этих целей автомобильные инженеры изобрели выхлопную систему. Она состоит из трех основных компонентов: выпускного коллектора, каталитического конвертера (), глушителя. Рассмотрим каждый из компонентов этой системы в отдельности.
Схема выхлопной системы. В данном случае резонатор — это дополнительный глушитель.
Выпускной коллектор появился практически одновременно с ДВС. Он представляет собой навесное оборудование двигателя и состоит из нескольких труб, которые соединяют камеру сгорания каждого цилиндра двигателя с каталитическим конвертером. Изготавливается выпускной коллектор из металла (чугун, нержавеющая сталь) или керамики.
Так как коллектор постоянно пребывает под воздействием высоких температур отработанных газов, более «жизнеспособными» являются коллекторы из чугуна и нержавеющей стали. Причем, коллектор из нержавеющей стали предпочтительнее, так как в процессе охлаждения агрегата после остановки автомобиля на нем собирается конденсат. В чугунном коллекторе конденсат может вызвать коррозию, а в коллекторе из нержавейки коррозии не возникает. Преимущество керамического коллектора – в его малом весе, но он не может длительное время выдерживать влияния высоких температур отработанных газов и трескается.
Принцип работы выпускного коллектора прост. Отработанные газы через выпускной клапан попадают в выпускной коллектор, а оттуда – в каталитический нейтрализатор. Кроме основной функции отвода выхлопных газов, коллектор помогает камерам сгорания двигателя продуваться и «забирать» новую порцию отработанных газов. Происходит это благодаря разнице давления газов в камере сгорания и коллектора. В коллекторе давление ниже, чем в камере сгорания, поэтому в трубах коллектора образуется волна, которая, отражаясь пламегасителя (резонатора) или каталитического нейтрализатора, идет назад к камере сгорания, и в момент очередного цикла выхлопа способствуют выведению очередной порции газов. Скорость создания этих волн зависит от скорости оборотов двигателя: чем выше обороты, тем быстрее «ходит» в коллекторе волна, и тем скорее камера сгорания цилиндра освобождается от выхлопных газов. Выпускной коллектор – один из наиболее популярных агрегатов для тюнинга.
Из выпускного коллектора отработанные газы попадают в каталитический конвертер или нейтрализатор. Он состоит из керамических сот, на поверхности которых находится слой платиноиридиевого сплава.
Соприкасаясь с этим слоем, из выхлопных газов посредством химической реакции восстановления образуются оксиды азота и кислород, который используется для более эффективного сгорания находящихся в выхлопе остатков топлива. В результате воздействия реагентов катализатора, из него в выхлопную трубу подается смесь из азота и диоксида углерода.
Наконец, третьим основным элементом выхлопной системы автомобиля является глушитель, который представляет собой устройство, предназначенное для снижения уровня шума при выпуске отработанных газов. Он, в свою очередь, состоит из четырех компонентов: трубы, соединяющей резонатор или каталитический конвертер с глушителем, глушитель, выхлопная труба и наконечник выхлопной трубы.
Очищенные от вредных примесей выхлопные газы поступают от катализатора по трубе в собственно глушитель. Корпус глушителя изготовляют из различных видов стали: обычной (срок службы – до 2 лет), алюминизированной (срок службы – 3-6 лет) или нержавеющей (срок службы – 10-15 лет). Он имеет многокамерное строение, при этом каждая камера снабжена отверстием, через которое выхлопные газы поступают в следующую по очереди камеру. За счет такой многократной фильтрации, выхлопные газы глушатся, звуковые волны выхлопа гасятся. Далее газы поступают в выхлопную трубу. В зависимости от мощности установленного на автомобиль двигателя, может варьироваться количество выхлопных труб: от одной до четырех. Последним элементом выступает наконечник выхлопной трубы. Он изготавливается из хромированной стали и выполняет эстетическую функцию. Выхлопная труба и ее наконечники также являются элементами тюнинга автомобиля.
На автомобилях с устанавливают глушители меньших размеров, чем на машинах с атмосферными моторами. Дело в том, что турбина использует для работы выхлопные газы, поэтому в выхлопную систему попадает лишь некоторая их часть – вот почему у таких моделей маленькие глушители.
Глушитель автомобиля предназначен для снижения уровня шума выхлопных газов в системе выпуска до соответствия с международными стандартами. Он представляет собой металлический корпус, внутри которого выполнены перегородки и камеры, образующие каналы со сложными маршрутами. Когда через последние проходят отработавшие газы, происходит поглощение звуковых колебаний различной частоты и преобразование их в тепловую энергию.
Функции глушителя в системе выпуска
В системе выпуска отработавших газов двигателя глушитель устанавливается после катализатора (для автомобиля, работающего на бензине) или сажевого фильтра (для дизельных моторов). В большинстве случаев их предусматривается два:
- Предварительный (резонатор глушителя) — предназначен для грубого подавления шума и стабилизации колебаний потока выхлопных газов, выходящих из двигателя. Он устанавливается первым, поэтому его часто называют «передним». Одной из его главных функций является распределение отработавших газов в системе.
- Основной глушитель — предназначен для окончательного подавления шума.
На практике устройство глушителя автомобиля обеспечивает следующие приводящие к снижению шума преобразования выхлопа:
- Изменение сечения потока выхлопа. Реализуется благодаря присутствию в конструкции камер различного сечения, что позволяет поглотить шумы высокой частоты. Принцип технологии прост: вначале движущийся поток отработавших газов сужается, что создает некоторое акустическое сопротивление, а затем резко расширяется, в результате чего звуковые волны рассеиваются.
- Перенаправление отработавших газов. Осуществляется перегородками и смещением оси трубок. При развороте потока выхлопных газов на угол от 90 градусов достигается гашение шумов высокой частоты.
- Изменение колебаний газов (интерференция звуковых волн). Достигается за счет присутствия перфорации в трубках, по которым проходит выхлоп. Эта технология позволяет гасить шумы различных частот.
- «Самопоглощение» звуковых волн волн в резонаторе Гельмгольца.
- Поглощение звуковых волн. Помимо камер и перфорации в корпусе глушителя присутствует звукопоглощающий материал, изолирующий шумы.
Особенности работы и виды глушителей
В современных автомобилях используются два вида глушителей: резонансные и прямоточные. Оба могут устанавливаться в комплексе с резонатором (предварительным глушителем). В некоторых случаях прямоточная конструкция может заменять передний глушитель.
Устройство резонатора
Конструктивно резонатор глушителя, который также называют пламегасителем, представляет собой перфорированную трубу, находящуюся в герметичном корпусе, разделенном на несколько камер. Он состоит из следующих элементов:
- корпус (имеет цилиндрическую форму);
- теплоизоляционная прослойка (выхлопные газы имеют очень высокую температуру);
- глухая перегородка (для поворота потока газов);
- перфорированная труба;
- дроссель (позволяет изменять сечение потока отработавших газов).
Конструкция резонансного глушителя
Глушитель в разрезе В отличие от предварительного, главный резонансный глушитель устроен сложнее. Он состоит из нескольких перфорированных труб, установленных в общем корпусе, которые разделены перегородками и находятся на разных осях (см. рис. Глушитель в разрезе):
- передняя труба с перфорацией;
- задняя труба с перфорацией;
- впускная труба;
- передняя перегородка;
- средняя перегородка;
- задняя перегородка;
- выпускная труба;
- корпус (овального сечения).
Таким образом, резонансный глушитель использует все виды преобразования звуковых волн различных частот.
Особенности прямоточного глушителя
Основным недостатком резонансного глушителя является эффект создания противодавления, который возникает в результате перенаправления потока отработавших газов (при его столкновении с перегородками). В связи с этим многие автомобилисты выполняют тюнинг системы выхлопа, устанавливая прямоточный глушитель.
Прямоточный глушитель Конструктивно прямоточный глушитель состоит из следующих элементов:
- герметичный корпус;
- выпускная и впускная труба;
- труба с перфорацией;
- шумоизоляционный материал — чаще всего используется стекловолокно, которое отличается устойчивостью к высоким температурам и хорошими звукопоглощающими свойствами.
На практике глушитель-прямоток имеет следующий принцип работы: через все камеры проходит одна перфорированная труба. Таким образом, гашение шума путем изменения направления и сечения потока газов отсутствует, а подавление шумов реализуется исключительно благодаря интерференции и поглощению.
За счет беспрепятственного прохождения выхлопа через прямоточный глушитель возникающее противодавление очень мало. Однако на практике большого прироста мощности это не обеспечивает (от 3% до 7%). С другой стороны, у автомобиля появляется характерное для спортивных автомобилей звучание, поскольку присутствующие в нем шумопоглощающие технологии устраняют только высокие частоты.
От того, как работает глушитель, зависит комфорт водителя, пассажиров и пешеходов. Так при длительной эксплуатации повышенный шум может причинять серьезные неудобства. На сегодняшний день установка в конструкции прямоточного глушителя для автомобиля, перемещающегося в городской черте, является административным нарушением, которое грозит штрафами и предписанием о демонтаже устройства. Связано это с превышением норм шума, заданных стандартами.