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.

Еще в начале возникновения первых автомобилей в конце 19 начале 20 вв., глушитель стал тем средством, которое позволило популяризовать их среди городских жителей. Рев двигателя и в нынешнее время остается значимой проблемой, когда речь идет о транспортных средствах. В настоящее время применяются новейшие способы подавления шума, которые довольно результативны. С течением времени приспособление глушителя регулярно улучшалось. Современный глушитель - это механизм, предназначенный с целью уменьшения степени шума, а помимо того, еще температуры и токсичности выхлопных газов.

У каждой машины подобные характеристики должны отвечать определенным стандартам. Трудность заключается в том, что для выполнения поставленных задач нужны довольно сложные системы. По этой причине приспособление глушителя состоит из ряда основных компонентов. Каждый из них осуществляет конкретную функцию.

Как работает глушитель?

Прежде всего, глушитель, если исходить из его названия, должен снижать звук работающего мотора. Однако он служит не только для этого. Вторая такая же важная по значимости функция глушителя – это отведение и частичная нейтрализация токсичных переработанных газов.

Во время сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах мотора образуются колебания воздуха. Глушитель необходим с целью уменьшения степени воздействия акустических волн. От присутствия глушителя зависят и прочие свойства машины, в частности, мощь самого мотора, степень содержания токсических элементов в выхлопных газах. Уменьшению шума способствует присутствие в машине основного глушителя, а иногда и определенное число запасных. Присутствие каталитического нейтрализатора также содействует снижению степени шума.

Как происходит поглощение шума с помощью глушителя? При работе мотора в период сгорания воздушно-топливной смеси возникают колебания разных частот: невысокие, обычные и высокие. Амплитуда данных колебаний также различная. В системе глушителя имеется несколько камер, проходя через которые, звук преобразовывается в теплоту. Кроме того, при этом происходит смягчение колебаний, и звук делается не таким резким. Диапазон звуковых колебаний зависит от количества оборотов мотора.

Мощность и степень шума зависят от отличительных черт конструкции глушителя:

Число камер в глушителе;

Размер и количество имеющихся в нём отверстий;

Длина и поперечный разрез труб, входящих в саму конструкцию.

Снижение степени шума – это, конечно, положительный фактор, но что же делать со скоплениями переработанных газов в цилиндрах? Всем известно, что компоненты, имеющиеся в глушителе, создают и преграду для выхода переработанных газов.

Но какая-то их часть не выходит из цилиндров мотора, что отрицательно влияет на продувку цилиндров и наполнения воздушно-топливной смесью камеры сгорания. Безусловно, это приведет к уменьшению мощности мотора. Учитывая все данные условия, было сформулировано такое определение: общий объём глушителя легковой машины должен быть больше объёма двигателя в 3-8 раз.

При определении всех характеристик глушителя учитывается средний коэффициент частоты верчения . Пребывая в салоне при невысоких частотах звука (50-300Гц), водитель устает быстрее, а это способно послужить причиной печального результата (возникновение аварийной ситуации). По этой причине при проектировании глушителя принимают во внимание итоги спектрального анализа звука. Степень шума снижается при условии привлечения 2 физических явлений: резонанса и поглощения звука. Данные принципы считаются главными функциями всех видов глушителей.

Существует 4 типа глушителей:

Ограничительные

Зеркальные

Резонаторные

Поглотительные.

Смысл работы ограничительного глушителя состоит в погашении колебаний, которые поступают в камеру, размещенную за проходной дырой. Диаметр этого проходного отверстия уменьшен, что повышает эффективность устройства в целом к поглощению звуковых колебаний. Однако имеется один недостаток – уменьшение мощности мотора.

Смысл работы зеркального глушителя состоит в преобразовании звуковых колебаний в тепловую энергию с помощью интерференции. Звуковые волны отражаются со стен глушителя, проходя по множественным лабиринтам системы. Так и появляется преобразованная энергия, инициируя нагревание поверхности. Это наиболее эффективный метод снижения степени шума. Кроме того, преград для выхода выхлопа значительно меньше, таким образом, и потеря мощности мотора не очень большая. Этот вид глушителей применяется в конструкциях известных марок российской автомобильной промышленности.

Резонаторы в установках выполняют роль дополнительного глушителя. Данная система содержит в себе четыре цельных камеры, которые объединены трубопроводами. На этих трубопроводах есть сквозные отверстия одного диаметра. Камера и воздухопровод считается резонансной парой, со своей частотой, не совпадающей с выхлопными колебаниями. Такое обстоятельство приводит к сглаживанию звуковых колебаний, а, следовательно, и к снижению степени шума.

Когда газы проходят через многокамерные резонаторы, совершается отклонение потока данных газов, так как сечение камер и трубопровода не одинаковы. Использование резонаторного канала сквозного вида приводит к внушительному снижению степени шума в области своих колебаний. Поток газа при этом не прерывается.

Поглотительные глушители понижают степень шума за счёт присутствия звукоизоляционного материала. В таком глушителе есть шумопоглощающий материал, через который проходит гофрированная трубка. Когда газы проходят по такой трубке, они попадают в ее отверстия, а там происходит их поглощение базальтовой ватой. Возникает трение волокон материала, вследствие чего энергия газа преобразуется в тепловую. Результатом этого является появление тепла. При простоте системы и возможности поглощать колебания разных частот, эффективность оставляет желать лучшего.

Чтобы система газовыхлопной системы работала успешнее, и при этом ее масса была незначительной, изготовители порой прибегают к слиянию некоторых видов глушителей в одном корпусе. Условия, при каковых приходится эксплуатировать глушитель, считаются, мягко выразиться, неудовлетворительными. На это есть объяснение – внутренние и внешние раздражители.

К внутренним относится высокая температура и давление, а также ядовитые газы. К наружным относится снег и соль. А также при передвижении машины по неровной дороге появляется дрожание и угроза причинения механического дефекта. Чтобы не допустить раннего износа и образования дефектов, выхлопную систему производят из качественного материала с соблюдением специализированных технологий.

Конструкция глушителя производится из стали. Корпус его завальцовывают. Так как резонаторные трубы и внутренние перегородки тоже выполнены из стали, для создания высококачественной «начинки» корпуса применяют контактную сварку. Для этого электроды используют в виде вальцовочных роликов.

Последнюю камеру в многочисленных конструкциях глушителей наполняют шумопоглощающим материалом. Производство выхлопной системы из очень дорогой нержавеющей либо оцинкованной стали приводит к увеличению ресурса глушителя, однако это влияет на увеличение стоимости авто. Глушитель закрепляется на днище машины, при этом учитывается промежуток до оного. Нужно это для того, чтобы исключить влияние на кузов колебаний при резонансе и воздействие большой температуры. Двойные стенки глушителя помогут добиться дополнительной теплоизоляции и подавления вибраций корпуса. При этом место среди стенок наполняют спецматериалом.

В связи с невысокой посадкой многих машин, система глушителя испытывает определенные перемены своей формы – «сплюснутые» и растянутые ёмкости неправильной формы. Независимо от этого, они имеют превосходные шумопонижающие свойства и сниженное аэродинамическое сопротивление. Чтобы защитить кузов от колебаний и не допустить разгерметизации глушителя, в конструкциях применяют гибкий материал для производства трубопровода.

В чем различие всех видов глушителей?

Производителей элементов газовыхлопной системы для иностранных автомобилей, чьи глушители презентованы на наших рынках, несколько десятков. И неискушённому покупателю иногда трудно определиться, на продукции какого производителя остановиться. Одни экономичнее, прочие подороже, одни шикарные, вид других совсем не вселяет доверия, бренд одних абсолютно у всех на слуху, а наименования иных марок вовсе неизвестны. Мы не станем тут раскручивать те или иные бренды, а попросту поведаем о том, какие существуют глушители, и чем одни лучше, а другие хуже.

Первое – это то, что для элемента выпускной системы очень важным считается качество материала, из которого она произведена. В изготовлении глушителей применяются:

нержавеющий сплав;

Аллюминированный (аллюминизированный) сплав;

Аллюмоцинковый сплав;

Обыкновенный (черный) сплав;

Глушители, произведенные из нержавеющей стали, можно встретить очень редко, чаще всего это уникальные элементы. Все из-за того, что цена глушителей из нержавейки больше, а многие не хотят платить за то, что такого рода глушитель прослужит длительнее. Определенная группа людей не планирует ездить на своей машине более трех лет, а другие решат сменить глушитель еще один раз через эти три года. Именно из-за этого аллюминированные элементы производятся и продаются в больших количествах.

Совсем иное дело – тюнинговые либо спортивные прямоточные глушители: производители таких глушителей стараются сделать собственную продукцию предельно привлекательной и надёжной, а их покупатель уже согласен платить и за качество, и дизайн, и название, из-за этого в тюнинге нержавеющая сталь известна очень широко. Определенные бренды, к примеру APEXi, HKS, Sebring делают спорт глушители только лишь из нержавеющего сплава, прочие, как правило, не такие серьезные изготовители применяют нержавейку только для оконечника, а сам корпус из аллюминированной стали.

Не менее значимым признаком качества глушителя считается его содержимое. Это только по внешнему виду элементы разных компаний могут быть практически одинаковыми, однако, как они станут работать и выполнять свои обязанности, зависит от таких условий как:

1) Внутреннее устройство перегородок и перфорированных трубок.

2) Качество звукопоглощающей набивки. Ее термоустойчивость, насыщенность и устойчивость к выдуванию.

3) Объём глушителя.

4) Присутствие 2-го слоя корпуса.

Стоимость элемента сильно оказывает влияние на количество продаж, а один из способов снижения себестоимости – упрощение системы. По этой причине почти все изготовители проходят по этой дороге, что не наилучшим способом влияет на то, как глушитель будет перерабатывать поток выхлопных газов. Упрощение внутреннего устройства и снижение объёма «банки» приводит к тому, что звук выхлопа делается более звучным и низким, а применение низкокачественного звукового наполнителя грозит стремительной потерей его звукопоглощающих качеств из-за выгорания либо попросту «вылета в трубу».

Уже после чего образуется эффект барабана, и он будет сильнее, если корпус глушителя сделан в один слой. Конечно, определить качество глушителя сложно, но всё же имеется ряд «тайн» которых нужно знать при подборе глушителя.

Когда глушитель испорчен механически (к примеру, пробит о камень), тогда имеется возможность его спасти, просто-напросто заварив газовой сваркой, как обыкновенную трубу. Но необходимо помнить, что, в отличие от трубы, глушитель работает в весьма жестких обстоятельствах – выхлопные газы разогревают его до высочайших температур, а внешне окатывает вода с луж. Таким образом, необходимо скептически относиться к итогам подобных ремонтных работ: коррозийная устойчивость в участке сварки существенно уменьшается, и, начав ремонтировать глушитель подобным способом, вам суждено будет делать это каждые 1-2 года.

Когда глушитель «прогорел» из-за обычной ржавчины, тогда сварочные работы не смогут помочь – металл около дыры также истончен очень сильно. На определенное время смогут помочь широкие заплатки из металлического листа, привариваемые к силовым швам корпуса (жирные швы противятся ржавчине длительнее). Но Вы, безусловно, можете столкнуться ещё и с такой задачей: внутренняя структура глушителя тоже успела прогнить и спустя время развалится, какое бы количество металла вы ни наварили на корпус.

Такой глушитель порой имеет весьма жизнеспособный вид, однако по своей сущности станет «оглушителем». Когда глушитель сломался полностью, а смена его неосуществима из-за экономической либо технической причины (к примеру, вы владелец редкого иностранного автомобиля), тут только один выход – искать наиболее оптимальную деталь из существующих.

Главные элементы системы

Конструкция глушителя содержит ряд элементов. По сути она будет приблизительно одинаковой для всех моделей машин:

2. Нейтрализатор;

3. Передний глушитель;

4. Задний глушитель.

Коллектор подключен напрямую к мотору, делая свою работу по выводу газов. Нагрузка в этом случае весьма значительная и касается это как механического, так и температурного влияния. К материалу, из которого изготовлена данная часть глушителя, также предъявляются особенные требования. Для этого используется наилучший сплав чугуна и стали. Согласно определенным стандартам, изготовители обязаны побеспокоиться об уменьшении вредного влияния. И данная цель кладется на каталитический нейтрализатор либо конвертер. Он представляет собой особенную камеру, в ней совершается фактическое очищение газовой смеси.

Сейчас изготовители зачастую производят катализаторы, умеющие осуществлять очистку в широком спектре вредоносных элементов. Для этого камеру каталитического нейтрализатора производят многосекционной. Корпус производится из металла либо керамики. Он обладает ячеистой текстурой, из-за которой возрастает область контакта газов напрямую с каталитическим слоем.

Зачем машине необходим глушитель?

Множество владельцев автомобилей знают о том, какие функции выполняет глушитель. А зачем он необходим? В первую очередь, глушитель нужен для уменьшения звука работающего мотора. Однако это не единственная его функция. Другая, не менее главная, – отведение и неполное уничтожение токсичных переработанных газов. Стоит выделить, что в определенных грузовых машинах и специальной технике переработанные газы могут применяться для обогрева кузова в зимний период. Почти все новые глушители обладают встроенными датчиками состава переработанных газов, которые могут помочь компьютеру машины выбрать оптимальные характеристики воздушно-топливной смеси в цилиндрах мотора.

Глушитель как элемент, постоянно пребывающий на днище авто, больше других элементов подвергается негативным влияниям неровной дороги, камешков, влажности, химикатов, которые используются в зимний период с целью борьбы со снегом и льдом.

Помимо этого, неблагоприятные погодные условия также способны внести свою лепту: конденсат и вода, которая находится в составе топлива низкого качества, собираются внутри глушителя и приводят к коррозии его деталей. В случае появления дефектов на глушителе не стоит сразу же его менять – вполне возможно, такую задачу способно решить профессиональное восстановление.

Машина представляет собой достаточно сложную технику. Особенно это касается тех автомобилей, которые выпускаются в настоящее время и буквально напичканы большим количеством различных систем, включая сложную электронику. Тем не менее, даже не смотря на столь быстрое развитие автомобильной техники, часть устройств остаются практически неизменными даже с течением десятилетий и незначительно меняют свою конструкцию. Одним из таких примеров является выхлопная система, которая играет большую роль в обеспечении надлежащего уровня шума, создаваемого автомобилем. Сегодня мы выясним устройство глушителя автомобиля, из чего состоит его конструкция и в чем его особенности при работе на современных авто.

Общий смысл

Те, кто придумал и изобрел первые автомобили, применяли глушители так называемого прямоточного принципа действия.

По сути, «первобытная» прямоточная выхлопная система представляла собой обыкновенную трубу, которая соединяла двигатель с окружающей средой и позволяла выводить отработавшие газы непосредственно в атмосферу.

С течением времени подобные выхлопные системы стали уходить в прошлое, и ведущие американские и европейские производители придумали более сложный механизм. В отличие от прямоточного выхлопа, он позволил не только понизить уровень шума, который издавал двигатель при работе, но и понизить токсичность выбрасываемых в атмосферу газов.

В общих чертах, схема работы современной выхлопной системы значительно сложнее, чем в случае с прямоточным типом, а потому имеет сразу несколько рабочих элементов, каждый из которых, в свою очередь, обладает достаточно сложной конструкцией. Их постоянное взаимодействие позволяет многократно снижать шумы, повышать экологичность и даже понижать расход топлива, что особенно заметно сказывается на кошельках владельцев и их желании владеть тем или иным легковым автомобилем в дальнейшем.

Выпускной коллектор

Чтобы глушитель работал, его необходимо соединить с двигателем. Причем соединение необходимо производить именно в том месте, где происходит выброс отработавших газов при завершении очередного рабочего такта.

Эту немаловажную функцию выполняет деталь, которая называется выпускным коллектором. В народе этот элемент часто называют «штанами», за его специфическую форму и схему устройства. По своей сути, выпускной коллектор представляет собой металлическую трубку с толстыми стенками, которая постепенно разделяется на несколько других и плотно соединяется с головкой блока цилиндров. Через эти несколько разветвлений выхлопные газы собираются от каждого цилиндра воедино, откуда централизованно поступают в объединяющую трубку и отправляются в сторону задней половины корпуса.

Толщина стенок и материал изготовления также выбраны отнюдь не случайно. Стоит учитывать, что выхлопные газы поступают из двигателя нагретыми до крайне больших температур. Именно с этой целью в качестве материала изготовления был выбран чугун, а толщина стенок сделана максимально возможной. Это позволяет избегать чрезмерного расширения металла и его растрескивания с течением эксплуатации.

Резонатор

Резонатор - это именно та деталь, которая различает прямоточное устройство отведения газов от классического. Если говорить конкретнее, то у прямоточных устройств резонатор отсутствует как таковой. В случае тюнинга это позволяет добиться большей мощности при работе, а также сделать шум мотора более громким и впечатляющим.

Резонатор придумали для того, чтобы уменьшать уровень шума, поступающего из двигателя. Этот элемент функционирует за счет законов акустики, но при этом имеет достаточно простое устройство и принцип действия.

Резонатор выглядит изнутри подобно субмарине: эллипсоид состоит из нескольких отсеков, поделенных при помощи толстых металлических стенок. Ни одна из стенок, кроме двух крайних, не является сплошной. Каждая из них имеет отверстие, в которое вставлена короткая трубка. Каждая трубка, в свою очередь, имеет в себе большое количество небольших отверстий на стенках.

Из выпускного коллектора газы поступают в первый отсек резонатора. Затем газ ударяется об стенку первого отсека и начинает искать себе выход. Просачиваясь сквозь отверстие в виде трубки, шумовые волны и колебания частично гасятся. Отверстия в стенках трубки предназначены для того, чтобы газы более равномерно рассеивались во втором отсеке и также частично теряли свою энергию.

Проходя через несколько отсеков, газы практически не колеблются. Это позволяет уменьшать их шумность в несколько раз. Кроме того, в современных системах нередко применяются так называемые катализаторы, которые делают газ менее токсичным и уменьшают его вред для окружающей среды.

Автомобиль должен не только хорошо ехать, но и отменно звучать. Хорошая машина красивая во всех отношениях и красота это частично зависит и от звуков, которые техника издает. Эффектный звук закрытой двери, с благородным низким призвуком, приглушенное поклацывание реле поворотов, плотный шорох встречного ветра на скорости 180 км/ч. И, конечно, звук выхлопа. Именно глушитель формирует первое впечатление об автомобиле и о глушителе будем сегодня говорить.

Задачи глушителя автомобиля

Труба. Выхлопная, но труба. Простейшее на первый взгляд устройство, но от системы выхлопа зависит очень многое. Не только эстетическое звучание выхлопа, но и динамика автомобиля, и расход топлива, и комфорт в салоне, и наличие вибраций. Следовательно, если кто-то среди ночи спросит, для чего в автомобиле нужен глушитель, каждый уважающий себя автомобилист без запинки ответит:

• для снижения уровня шума работы двигателя;
• для уменьшения температуры выхлопных газов;
• для отвода отрабротанных газов за пределы автомобиля;
• для уменьшения уровня вредных выбросов в атмосферу.

Хотя последний пункт носит довольно условный характер.

Выхлопная труба работает в адских условиях. Температура отработанных газов на выходе из выпускного коллектора может достигать 800 градусов, а то и больше. Поэтому металл, из которого выполнен глушитель, должен не просто быть прочным, а и иметь некоторые термостойкие качества. Кроме температуры, на стенки выхлопной системы действует огромное давление, а высокая скорость перемещения выхлопных газов вызывает существенные звуковые колебания.

Как понизить шум выхлопа

Звуковая волна способна перемещаться в пространстве значительно быстрее газов, поэтому в конструкции глушителя огромное значение имеет его схема шумоподавления. Физические колебания от звуковых волн передаются на стенки выхлопной системы, а ее конструкция выполнена таким образом, что она преобразует звуковую волну в тепловую энергию, которую выхлопная труба, как радиатор, отдает атмосфере.

Снижение уровня шума глушителя невозможно добиться без создания некоего сопротивления отработанным газам, вследствие чего часть мощности двигателя, довольно незначительная, расходуется на преодоление это сопротивления. Чтобы минимизировать потери мощности, к которым неизбежно приводит шумоподавление, разработан прямоточный глушитель.

Он имеет минимум перегородок, не так сильно противодействует прохождению выхлопных газов и снижению их скорости, поэтому и звучит он совсем по-другому.

Технологии звукопоглощения

Схемы глушителей автомобилей

Устройство глушителя автомобиля в разрезе позволяет проследить, как именно реализована функция звукоподавления в каждом конкретном глушителе. В прямоточных, к примеру, никогда не применяется метод изменения направления движения газов, а стандартный глушитель использует повороты от 90 до 360 градусов. Изменение амплитуды колебаний звуковой волны реализовано за счет перфорирования внутренних труб. Именно этими внутренними трубами, их диаметром, диаметром и частотой расположения отверстий, можно заглушить шум практически во всем спектре частот.

Резонатор глушителя устанавливается сразу после приемной трубы и катализатора, а в задачи его входит нивелирование пульсаций потока газов. В разрезе он выглядит, как перфорированная труба, помещенная внутрь металлической камеры большего диаметра. Труба может изменять сечение на пути от входа до выхода газов.

Главный глушитель может иметь конструкцию посложнее и на нем лежит основная функция по шумоподавлению. Современные системы могут иметь в устройстве задней банки глушителя практически все схемы реализации шумоподавления. Камера, через которую проходит основная труба, может иметь несколько секций, в каждой из которых происходит шумоподавление на своем уровне. Как правило, эти камеры заполнены термостойким волокнистым материалом, что еще больше демпфирует вибрации и поглощает звуковые колебания.

Конструкция автомобильного глушителя постоянно развивается, а мы стараемся следить за новостями из конструкторских бюро самых прогрессивных автопроизводителей и тюнинг-ателье. Оставайтесь с нами, и пускай ваши глушители только ласкают слух заядлых автомобилистов. Удачных всем дорог!

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:

1. 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).
2. 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.