Система отвода отработанных газов автомобиля позволяет не только удалять продукты сгорания топлива, но и увеличить эффективность работы силового агрегата, а также значительно снизить шумовой фон. Для этого в системе используется такой узел, как глушитель, который способен подавлять шум, создаваемый выхлопными газами, и значительно снизить уровень их токсичности. Все эти показатели зависят от того, как устроен глушитель.
Независимо от того, изготавливается ли глушитель в заводских условиях, или же собирается своими руками, в его конструкции должны быть следующие обязательные элементы :
- Выпускной коллектор сочленяется непосредственно с двигателем авто через приемную трубу, которая может быть оборудована виброкомпенсатором.
- Отработанные газы из приемной трубы попадают в полость катализатора, в котором догорают остатки топлива, и снижается насыщенность углекислого газа.
- Из катализатора газовые потоки устремляются в камеру резонатора, где гасятся колебания и уравновешивается воздействие их пульсации.
- Затем объем отработанных газовых потоков проходит через камеры заднего глушителя, который призван снижать шум.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Прежде чем приступить к ремонту глушителя автомобиля или его сборке своими руками, нужно понять основные принципы его работы. Если посмотреть на устройство в разрезе, то можно увидеть множество металлических или керамических перегородок, термостойкую вату, а также присутствие перфорированных труб.
Наличие этих элементов в конструкции глушителя замедляет скорость движения газовых потоков. При ремонте своими руками важно заменить изношенные элементы качественными аналогами.
В свою очередь их снижение позволяет сгладить работу мотора с учетом каждого такта.
Не существует стандартов по производству выхлопной системы и отдельных ее элементов, поэтому глушители различных производителей авто могут существенно отличаться друг от друга.
Если вы решили своими руками модернизировать отдельные элементы системы отвода отработанных газов, то необходимо учитывать некоторые нюансы:
- на мощных двигателях автомобилей должен стоять резонатор достаточно большого объема, который будет обеспечивать необходимый уровень сглаживания выхлопа;
- количество перегородок внутри камер, которые сглаживают неравномерность объема отводимых потоков.
ТИПЫ ШУМОПОГЛОЩАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Глушители в авто могут быть активными, которые представляют собой достаточно простое устройство, а также реактивными. В первом случае для их производства используются вибростойкие материалы, которые способны выдерживать воздействие высоких температур.
Активные устройства наиболее популярны, поскольку неприхотливы в эксплуатации. Существенным их недостатком является их быстрое загрязнение. Реактивные устройства глушителей состоят из сложных элементов камер-резонаторов.
Что касается задней шумопоглощающей камеры автомобиля, то в ее устройстве присутствует множество отсеков, которые содержат в себе специальный наполнитель. Он необходим для снижения звука отводимых газов при работе двигателя авто. В устройстве современных глушителей автомобилей может использоваться несколько технологий поглощения звукового фона и очистки отделяемых газов одновременно.
ОСОБЕННОСТИ ГЛУШИТЕЛЯ-ПРЯМОТОКА
Такое устройство может быть использовано для увеличения производимой мощности авто. Глушитель-прямоток использует энергию газовых потоков, которая преобразуется в мощность автомобиля.
Как бы странно это ни звучало, но такое возможно: вначале из коллектора обеспечивается выпуск потоков газов с минимальным сопротивлением, а двигатель автомобиля в свою очередь затрачивает меньше усилий на преодоление силы их давления. Именно этим и достигается увеличение полезной мощности мотора авто.
При изготовлении глушителя-прямотока используется камера, внутри которой помещается перфорированная труба, а также имеется небольшое количество разделительных перегородок (при изготовлении прямотока своими руками эту важную деталь необходимо учитывать).
Отработанные газы практически не испытывают сопротивления внутренних перегородок, а отверстия в трубе позволяет им максимально расширяться, после чего они выходят наружу практически бесшумно. Этому также способствует применение внешних кожухов, пропитанных специальным составом.
САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РЕМОНТ ГЛУШИТЕЛЕЙ
Основной проблемой элементов систем отвода выхлопа является появление дыр, вследствие перепада температур и внешнего ударного воздействия на корпус элементов. При обнаружении пробоины в корпусе резонатора, труб или заднего глушителя, нужно изготовить латки из листового металла. От размеров «свища» необходимо сделать запас около 10-12 мм, после чего место пробоя нужно тщательно обработать.
Ремонт своими руками особых сложностей не представляет. При наложении латок желательно пользоваться полуавтоматической сваркой. При этом необходимо следить за ровностью и непрерывностью сварного шва. Таким же образом реставрируются дефекты труб и внутренних элементов.
Военным, например, нравится, что кроме собственно снижения звука выстрела хороший глушитель убирает пламя и искры. Например, вечером и тем более ночью звук выстрела не очень информативен. А вот по вспышкам отстреливаться очень удобно. Ну и кто захочет ночью стать мишенью с подсветкой? Другое полезное свойство глушителя — это улучшение кучности. И винтовка, и автомат с правильно установленным глушителем показывают кучность лучше, чем без него. При этом еще и отдача снижается. То есть правильно сконструированный глушитель выполняет еще и работу дульного тормоза.
Давление внутри глушителя влияет и на оружие, и на стрелка самым наихудшим образом. Оно всем мешает.
Основной рынок глушителей — это не шпионы и спецназовцы, а обычные охотники. В некоторых странах, например в России, за использование этого прибора граждан преследуют по закону, а в некоторых без него и в лес на охоту не пустят — нечего пугать животных и людей. После охотников главные потребители глушителей — спортсмены-любители. Кто ходил целый день в стрелковых наушниках, поймет. От хорошего выстрела подходящего калибра шнурки на ботинках могут развязаться, что уж говорить о барабанных перепонках.
Короче — замечательный прибор. Снижает звук, улучшает точность, убирает пламя. И если мы не видим эти устройства на каждой винтовке, пистолете и автомате, значит с ними что-то не то.
Обратная тяга
Во-первых, глушитель существенно увеличивает габариты оружия и вес. Причем для эффективной работы должен быть некий минимальный «свес» перед дульным срезом — 100−200 мм. Иначе поток газов в коротком устройстве не успеет затормозиться. Ну и полкилограмма дополнительного веса тоже не радует никого.
Борьба за каждый грамм веса глушителя приводит к появлению систем, каждый элемент которых сам по себе не обладает необходимой прочностью. И только в сборе они составляют жесткую конструкцию.
Во-вторых, любое дульное устройство сильно влияет на точку попадания пули. Меняются период, амплитуда колебаний ствола и баланс оружия. Пулю начинает «уносить». Это происходит стабильно, но тем не менее физически обоснованно. Пристрелка оружия с глушителем и без глушителя не совпадает никогда, и надо заранее знать, куда будет приходиться средняя точка попадания после присоединения глушителя. Бороться с этим просто: прикрутил глушитель, пристрелял оружие, и не трогай его больше.
В-третьих, на автоматических системах использование глушителя — сплошное мучение. Дело в том, что чем лучше глушитель задерживает давление внутри себя, а следовательно, заглушает звук, тем больше газов после выстрела отправляется назад, когда затвор снова открылся. Это приводит к целому вееру проблем: намного сильнее загрязняется оружие — ствол, затвор и газовый двигатель через пару магазинов покрыты таким нагаром, будто вы уже несколько сотен выстрелов сделали. Через ствол и окно выброса гильзы часть газов прямиком отправляется в лицо стрелка. Стрельба без очков становится просто очень опасной. На автомате Калашникова бойцы вынуждены малярной липкой лентой обклеивать сзади щели на крышке ствольной коробки — остатки горящего пороха долетают туда довольно энергично. Сильно увеличивается скорость отката затворной рамы. На американском автоматическом карабине M4 происходит похожая история, но выражается она в другом — в полтора раза вырастает темп автоматической стрельбы, а сама винтовка через несколько магазинов наедается таким количеством нагара, что может заклинить. Лечат это колдовством с регулятором газового двигателя и утяжелением затвора.
Европейский тип «открытого» глушителя производит финская Saimaa Still. Для охлаждения и торможения потока используется сетка или металлическая пена. Кроме того, он снимается и надевается буквально за одну секунду на дульный тормоз или пламегаситель.
Оружейники ищут способы избавиться от обратной тяги. В результате этих поисков набирает влияние новый тренд в «глушителестроении» для самозарядных систем. Чтобы снизить давление в глушителе и убрать нагар и копоть с лица и из оружия, конструкторы начали делать «открытые системы», то есть давление сбрасывается из глушителя еще и через альтернативные отверстия. Тем или иным способом снижают энергию газов при движении их через стенки вдоль или поперек хода пули. Среди пионеров этого начинания — компания OSS с глушителями Helix и финская Saimaa Still c целой линейкой «вентилируемых» глушителей.
Американский глушитель Helix «открытого» типа с отводом давления из альтернативных каналов. Торможение потока достигается закручиванием его по лопастям внутри внешнего контура.
Глушителям тут не место
Попытки сделать удобный глушитель на гладкоствольные ружья предпринимались в 30-е годы XX века, потом в 60-е и вот сейчас под влиянием фильма братьев Коэнов «Старикам тут не место». Основная проблема у этого типа глушителей — отвратительный внешний вид. Они настолько большие, что смотрятся совершенно нелепо. Крепить такой глушитель можно только за чоковую резьбу. И если случайно стукнуть им обо что-то, а на охоте такое случается часто, ствол на срезе может повредиться. Охотнику ходить по лесу с ружьем с примкнутым глушителем крайне неудобно — 250−350 мм лишней длины будет за все цеплять. Спортсменам-стендовикам тем более такой глушитель не нужен — баланс оружия меняется неузнаваемо, а именно баланс ружья отвечает за скорость прицеливания и точность выстрела. Своя ниша для ружейных глушителей нашлась в полуавтоматических системах. Ствол у них один и часто относительно короткий, а дульная часть с чоковой резьбой прочнее, чем у двустволки. Именно с такой системой разгуливает Антон Чигур в фильме «Старикам тут не место». Но эстетики и удобства дробовику глушитель не добавляет, поэтому увидеть его можно только в фильме и на картинках.
Шпионские штучки
Долгое время шпионы в кино и в реальной жизни пользовались пистолетами, действующими по принципу запирания свободным затвором. Например, Walter PPK Джеймса Бонда или пистолет Макарова его противников. Подобная конструкция очень надежна, но в принципе не может работать с мощными патронами. Именно поэтому весь мир тайных операций перевооружается на мощные пистолеты, автоматика которых работает по принципу запирания коротким ходом ствола. Такая схема применяется, например, в легендарном австрийском пистолете Glock или не менее легендарном Colt 1911.
Глушители на ружья по размерам и форме напоминают либо огнетушитель, либо кирпич. Последний смотрится лучше. А весят они все примерно одинаково.
Проблема в том, что, если к подвижному стволу пистолета прикрутить обычный глушитель, он один раз выстрелит, но не перезарядится. Это происходит из-за того, что масса глушителя начинает участвовать в откате подвижных частей, и патрону просто не хватает мощности растолкать всю потяжелевшую систему. Лет 30 назад была придумана система под названием Нильсен-девайс, или ствольный бустер. Это втулка с пружиной — посредник между глушителем и пистолетом. Она закручивалась на ствол, но взаимодействовала с корпусом глушителя через пружину. И систему удалось обмануть. Во время перезарядки после выстрела глушитель как бы висит в воздухе, а «бегает» со стволом вперед-назад только легкая втулка. Теперь на шпионской службе можно использовать не семь-восемь слабых патронов из однорядного магазина Вальтера или Макарова, а любые пистолетные патроны. И при этом очень тихо.
Глушение автоматического, да еще и скорострельного оружия — задача настолько тяжелая, что пока сделаны только первые шаги в этом направлении. Отвод тепла и давления заставляет инженеров делать причудливые конструкции.
Но пару лет назад произошел следующий прорыв — производители догадались крепить пистолетный глушитель к рамке пистолета, а не к стволу. Это может сделать пистолет с глушителем значительно короче и удобнее. Сейчас по выставкам кочуют прототипы нового форм-фактора, и скоро в кино у очередного суперагента мы увидим новый непривычный силуэт его «любимого пистолета с глушителем».
По субъективным ощущениям стрельба с глушителем становится намного комфортнее. Уходят и удар по ушам, и толчок в плечо, нагруженный ствол меньше «гуляет», и хорошо виден результат выстрела. И самое, наверно, важное — если какое-то время пострелять из винтовки с глушителем, потом совершенно не хочется стрелять без него. С ним уходят основные беспокоящие факторы выстрела.
Глушитель является одним из важнейших элементов выпускной системы. Эксплуатация современного автомобиля без глушителя просто невозможна. Функции автомобильного глушителя:
1. уменьшение шума отработавших газов;
2. преобразование самих отработавших газов, то есть уменьшение их скорости, температуры (t), пульсации.
Стоит помнить о давлении отработавших газов, оно очень высокое. При движении газов, которые уже отработали по выпускной системе могут создаваться определенный звук, который способен распространяться активнее газов. Автомобильный глушитель уменьшает звуковые колебания, преобразуя их в тепловую энергию. К тому же с использованием глушителя в выпускной системе образуется определенное противодавление, которое в итоге приводит к определенному снижению мощности двигателя.
Какие технологии в глушителе уменьшают шум?
Расширение (сужение) потока, что позволяет уменьшать звуковые колебания;
Изменение направления потока. Угол поворота потока воздуха находится в районе 80-350°, что гасит средние и значительные звуки.
Изменение звуковых волн, которое в зависимости от характера их накладывания, может приводить к изменению состояний - увеличению (конструктивная интерференция) или уменьшению (деструктивная интерференция) амплитуды колебаний. В глушителе применяются 2 вида изменений. Технология работает с помощью специальных перфорационных отверстий в самих трубах глушителя на иномарку или автомобиля ваз. Изменяя размер отверстий и объем (V) окружающей трубу камеры можно получить уменьшение звуков в значительном диапазоне частот.
Поглощение звуковых волн. Данный способ подойдет при уменьшении высокочастотных звуковых колебаний.
Часто используют два вида изменений звука.
В выпускаемых автомобилях применяют от 1 до 5 глушителей, но чаще всего – два. Близкий к мотору глушитель называется предварительным (или передним) глушителем или резонатором. Затем идет задний (главный) глушитель. Как правило, для каждой конкретной модели машины и марки двигателя применяют определенные глушители.
Как устроен резонатор
Резонатор служит для предварительного уменьшения звуковых колебаний и потока отработавших газов. Резонатор - это перфорированная труба в металлическом корпусе. Для того, чтобы эффективно уменьшить колебания в трубе применяют дроссельное отверстие.
Устройство основного глушителя
Основной глушитель значительно «гасит» шум. Он имеет более усложненное строение. В металлическом корпусе расположено небольшое количество перфорированных трубок. Корпус поделен перегородками на несколько камер. Некоторые из этих камер могут заполняться специальным звукопоглощающим материалом. В основном глушителе поток газов, которые уже много раз изменяли свое направленность – лабиринтный глушитель.
Водители, которые хотят усовершенствовать, тюнинговать выпускную систему больше всего обращают внимание на глушитель. При тюнинговых работах выпускной системы устанавливается т.н. прямоточный глушитель (одна прямоточная труба на все камеры без изменения направления потока). Такой глушитель обладает уменьшенным противодавлением, но значительной прибавки в мощности двигателя он не дает. Основной плюс прямоточного глушителя «благородное» или «спортивное» звучание вашей машины (кому, что больше "по душе").
Устройство прямоточного глушителя
Строение прямоточного глушителя соединяет корпус из нержавеющей стали, в котором расположена специальная перфорированная труба, которая обернута стальной сеткой и особым звукопоглощающим материалом. Стальная сетка защищает звукопоглощающий материал от выдува. В качестве звукопоглощающего материала используется простое стекловолокно. В прямоточном глушителе звуковые волны без проблем проходят через отверстия трубы, металлическую сетку и поглощаются стекловолокном (преобразуются в простую тепловую энергию).
Устройство глушителя, несмотря на кажущуюся проделываемую им большую работу в подавлении такого сильнейшего звука работы двигателя , на самом деле достаточно простое: внутри глушителя Вы найдёте обманчиво простой набор трубок с проделанными отверстиями в них. Эти трубки наряду со специальными камерами на самом деле устроены как тонко настроенный музыкальный инструмент, который на сегодняшний день не просто глушит работу двигателя, но и создаёт особый звук, приятный для слуха многих автолюбителей, особенно, в случае применения его на спортивных автомобилях.
Глушитель в разрезе
Таким образом, глушители предназначены для отражения звуковых волн, производимых двигателем таким образом, чтобы они (волны) частично подавляли сами себя. Глушители используют достаточно тонкую технологию, чтобы подавить этот шум. Так как же устроен глушитель? Давайте разберёмся в этом! Но для начала мы должны узнать немного больше о физике звука.
Расположение глушителя в автомобиле относительно всей выхлопной системы
О звуке
Звуковые волны формируются из импульсов переменного высокого и низкого давления воздуха в цилиндрах двигателя. Эти импульсы делают свой путь по воздуху со скоростью звука. Данные импульсы создаются в двигателе в то время, когда открывается выпускной клапан, и взорванная смесь топлива и воздуха под высоким вдруг выходит в систему выпуска отработавших газов. Молекулы в этом газе сталкиваются с молекулами в трубе, находящимися под более низким давлением. Они, в свою очередь, сталкиваются с молекулами далее вниз по трубе, в результате чего и создаётся такой звук. Таким образом, звуковая волна пробивается вниз по выхлопной системе (а, точнее, спереди назад) гораздо быстрее, чем из неё выходят выхлопные газы.
Когда эти импульсы давления достигают Вашего уха, то они воздействуют на барабанную перепонку, заставляя её вибрировать. А Ваш мозг интерпретирует это движение перепонки как звук. Две основные характеристики волны определяют, как мы воспринимаем такой звук:
- Частота звуковой волны - более высокая частота волны просто означает, что давление воздуха колеблется быстрее. Чем быстрее работает двигатель, тем более высокий тон мы слышим (давайте вспомним жужжание болидов Формулы-1 или проезжающих на высокой скорости спортивных мотоциклов). Более медленные колебания звучат более низким тоном (наиболее характерный звук создают двигатели, двигатели мотоциклов Harley Davidson на холостых или невысоких оборотах).
- Уровень давления воздуха - амплитуда волны определяет, насколько громким будет звук. Звуковые волны с большими амплитудами перемещения наших барабанных перепонок имеют большее давление, и мы регистрируем это ощущение как больший объём шума.
Но оказывается, что можно совместить две или более звуковые волны вместе и получить (!)меньший звук. Давайте рассмотрим, как это работает, на примере устройства глушителя!
Главной особенностью нашего восприятия звуковых волн является то, что результирующий шум в нашем ухе является фактически суммой всех звуковых волн, которые достигают барабанной перепонки в одну единицу времени. Если Вы, к примеру, слушаете какую-либо из песен Металлики, то Вы можете слышать одновременно игру на барабанной установке и на трёх гитарах в виде единой сочетающейся музыки, но если прислушаться к любой такой песне, то можно услышать несколько различных источников звука (кроме разве что отличить игру на барабанах и бас-гитаре) - волны звукового давления, достигая барабанной перепонки, складываются вместе, так что Ваша барабанная перепонка только чувствует одно давление в любой конкретный момент времени.
А теперь практическая часть устройства глушителя по части подавления звука: дело в том, что можно производить звуковую волну, которая прямо противоположна другой одинаковой ей волне, и именно это является основой для шумоподавления - две одинаковые волны попросту либо глушат друг друга, либо образуют волну с вдвое бóльшей амплитудой. Взгляните на анимацию ниже. Волна, надвигающаяся сверху и волна посередине являются чистыми одинаковыми тонами. Если эти две волны находятся в унисоне - то есть если они накладываются друг на друга с той же частотой, тогда они образуют одну волну, но с вдвое большей амплитудой. В науке это называется конструктивной интерференцией. Но, если они накладываются друг на друга в противоположных фазах, когда низшая точка амплитуды первой волны в один момент времени совпадает с высшей точкой амплитуды второй волны, то тогда они попросту подавляют друг друга вплоть до нулевого звука. И это уже называется деструктивной интерференцией. В то время когда первая волна достигает своего максимального давления, вторая волна достигает своего минимума. Если бы обе эти волны ударили барабанную перепонку в одно и то же время, то Вы бы не услышали ничего, потому что эти две волны всегда гасят друг друга.
Как устроен глушитель изнутри?
Глушитель по своей сути представляет собой набор трубок. Эти трубки предназначены для создания отражения звуковых волн, которые мешают друг другу и в конечно итоге уравновешивают друг друга.
Выхлопные газы и звуковые волны вместе с ними (хотя, как мы уже знаем, гораздо раньше) попадают в глушитель через центральную выхлопную трубу. Они отскакивают в заднюю стенку глушителя и отражаются через отверстие в основной части глушителя. Затем они проходят через ряд отверстий в другую камеру, где они снова гасятся и выходят через последнюю трубку, покидая глушитель.
Вторая камера называется резонатором , который соединён с первой камерой через отверстие. Резонатор содержит определённый объём воздуха и имеет определенную длину, которая с педантичной точностью вычисляется для получения такой длины волны, которая сможет компенсировать определённую частоту звука. Как же это происходит? Давайте окинем глушитель более пристальным взглядом...
Резонатор
Когда волна попадает в глушитель, часть её продолжает идти во вторую камеру через отверстие, а другая часть - отражается. Волна распространяется во второй камере, попадает в заднюю стенку глушителя, отражаясь от неё и снова выходит через это же отверстие. Длина этой второй камеры рассчитывается так, что эта волна покидает резонатор только после того, как следующая волна отразится от внешней стороны второй камеры (внутренней стороны первой камеры). В идеале часть звуковой волны высокого давления, которая вышла из второй камеры, будет гаситься частью волны низкого давления, которая отразилась от внешней стороны стенки второй камеры, и именно эти две волны будут уравновешивать друг друга.
Анимация ниже показывает, как резонатор работает в упрощенном варианте глушителя:
На самом деле, звук, исходящий от двигателя, представляет собой смесь различных частот звука, а, так как многие из этих частот зависят от оборотов двигателя, звук почти никогда не включается в нужные диапазоны частот, чтобы глушить его идеально. Резонатор предназначен для работы в лучшем диапазоне частот, в котором двигатель делает больше всего шума, но даже если частота другая, он все равно будет производить значительную долю деструктивной интерференции.
Некоторые автомобили, особенно роскошные, где тихая работа является ключевой особенностью, есть ещё один компонент в выхлопе, который выглядит как глушитель, но называется резонатором . Это устройство работает как и резонатор камеры в глушителе - размеры рассчитываются так, чтобы глушённые волны производили затем определённый "красивый" звук на выходе, чтобы удивлять и восхищать окружающих и, собственно, людей в салоне таких машин.
Есть и другие особенности внутри глушителя, которые помогают ему снизить уровень звука по-разному. Тело глушителя обычно делается в три слоя: два тонких слоя металла и один более толстой, немного изолированный слой между ними. Это позволяет глушителю поглощать некоторые из импульсов давления. Кроме того, впускные и выпускные трубы, идущие в главную камеру, перфорированы отверстиями. Это позволяет тысячам импульсов крошечного давления гаситься в основной камере, "поедая" друг друга в какой-то степени в дополнение к поглощению в глушителе.
Недостатки глушителя и другие типы глушителей
Одним из важных недостатков глушителя является его противодействие давлению, которое оказывает на него двигатель - эта характеристика называется обратным давлением . Из-за всех извилин и дырок в глушителе выхлоп должен пройти немалый путь, чтобы в конечном счёте выйти в окружающую атмосферу. Глушители, описанные выше, производят достаточно высокое противодавление, что отнимает немного мощности двигателя, ведь открытый клапан цилиндра позволяет выходить сгоревшему , а топливо это выходит за счёт взрыва в соседних цилиндрах, как мы помним из статьи о работе двигателя .
Есть и другие типы глушителей, которые могут уменьшить обратное давление. Один из таких типов, который иногда называют "стеклопакетом ", использует только поглощение, а не отражение, чтобы уменьшить звук. В таком глушителе выпускной патрубок напрямую соединён с впускной выхлопной трубой, которая перфорирована отверстиями. Вокруг этой трубы нанесён слой стеклянной изоляции, которая и поглощает часть импульсов давления. Изоляцию окружает стальной слой.
Устройство глушителя-"стеклопакета"
Такие глушители тоже имеют существенный недостаток: они производят гораздо меньше обратного давления, тем самым лишь незначительно "съедая" мощность авто, но они не снижают уровень звука настолько де хорошо, насколько обычные 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.
