Автомобиль состоит из множества узлов. От стабильной работы каждого из них зависит производительность, динамика, мощность, безопасность. Выход из строя одной детали может повлечь за собой серьёзные последствия вплоть до ДТП.
Безусловно, каждый водитель знает, что сердцем автомобиля является двигатель. Но его работа не была бы возможной без качественной выхлопной системы. Чтобы понять её важность проведём параллель с биологией. Вы знаете, что благодаря лёгким поддерживаются дыхательные процессы в организме. Они также отвечают за выведение углекислого газа из крови. Если этого не происходит, то начинается кислородное голодание.
Само собой, ни к чему хорошему недостаток кислорода в крови привести не может. В худшем случае нарушается работа мозга, которая, в свою очередь, может привести к смерти. В случае неисправности выхлопной системы авто всё не так трагично. Но потеря мощности и увеличенный расход топлива гарантированы. Именно поэтому важно понимать, как работает этот узел, чтобы при необходимости осуществить ремонт.
Внимание! При самом плохом развитии событий неисправность выхлопной системы авто может привести к попаданию отработанных газов внутрь салона.
Важной функцией выхлопной системы авто является уменьшение шума от работы двигателя. Также нельзя обойти вниманием такие важные функции, как улучшение эксплуатационных качеств ДВС и очистку отработанных газов перед выбросом в атмосферу.
История создания
Первые модели двигателей внутреннего сгорания создавали просто оглушительный рёв. К тому же они были весьма маломощными и позволяли автомобилям развивать крайне небольшую скорость в сравнении с современными суперкарами.
Чтобы немного увеличить мощность автомобилестроители того времени создавали выхлопные системы авто таким образом, что отработанные газы попадали в атмосферу сразу через специальный клапан. Это устройство представляло собой примитивный аналог глушителя, установка которого позитивно сказывалась на мощности и экономичности.
Водитель сам должен был открывать клапан выхлопной системы, чтобы отработанные газы вышли наружу. При этом раздавался оглушительный свист, пугающий всех вокруг. Также это действие сопровождалось чёрными клубами дыма .
Внимание! Работа клапана выхлопной системы была настолько ужасной, что водителям запрещали открывать его в пределах городов.
Из-за слишком громкой работы выхлопной системы сложилось некое противостояние между горожанами и водителями. В результате правительства всех стран издали закон, запрещающий открывать клапан в черте города.
Естественно, находчивые автомобилестроители не могли упустить такой шанс опередить своих конкурентов. Разработка более тихой выхлопной системы для авто начала набирать обороты.
Первый прототип глушителя был создан пионерами автомобильной отрасли компанией The Reeves Pulley Co. Автором же самого изобретения является Милтон Ривз. Произошло это в 1896 году. Учёный создал систему перегородок, которая была призвана минимизировать шум, создаваемый ДВС.
Конечно же, за более чем 100 лет глушитель для выхлопной системы авто прошёл множество модернизаций. Одну из главных осуществил французский инженер Юджин Гудри. Это произошло не так давно. В 1962 году учёный подал патент на каталитический глушитель. Именно эта конструкция является основой для современного устройства, отвечающего за уменьшение шума.
Основная конструкция осталась неизменной. Всё те же перегородки в значительной мере уменьшали звук работы двигателя. Но теперь для их создания использовались дополнительные материалы, увеличивающие эффективность работы всей выхлопной системы. Мало того, все эти элементы помещались в закрытые системы.
Внимание! Современные глушители имеют схожую конструкцию, кроме одного исключения. Теперь большинство производителей в качестве абсорбирующего материала используют стекловолокно.
Если же говорить про общую структуру выхлопной системы авто, то за последние 50 лет она особо не менялась. Небольшие доработки были сделаны в начале 2000-х, но они также касались глушителя. Появились конструкции с изменяемым потоком. Это позволило модерировать шум ДВС для разного количества оборотов.
Также к интересным нововведениям можно причислить электронные глушители. Они служат для того, чтобы сделать шум ниже, используя для этой цели специальные наушники. Эта модификация позволила конструкции сделать ещё один небольшой технологический шаг в будущее.
Как работает выхлопная система авто
Устройство
Чтобы понять, как работает выхлопная система автомобиля нужно более подробно рассмотреть её устройство. Сама конструкция тесно связана с функционированием механизма, отвечающего за распределение газа. Сам механизм состоит из выпускных клапанов и коллектора.
В состав выхлопной системы авто входят такие конструкционные элементы:
- приёмная труба,
- резонатор,
- катализатор,
- глушитель,
- датчики или лямбда-зонд.
Также не стоит забывать про сажевый фильтр, который делает выхлопную систему для авто безопаснее для экологии. Это каноническая схема выхлопной системы авто. Естественно, что производители могут вносить в конструкцию дополнительные элементы и модификации, чтобы добиться большей производительности.
Внимание! В подробностях основное устройство выхлопной системы авто вы можете рассмотреть на схеме снизу.
Приемная труба выхлопной системы авто — это изогнутая конструкция с приваренной подошвой. Она присоединяется к выпускному коллектору. В некоторых модификациях можно наблюдать соединение с турбонагнетателем.
Материалом приёмной трубы выхлопной системы авто служит огнестойкий металл. Хотя иногда производители могут использовать нержавейку, но подобные случаи довольно редки. Автомобили с повышенной мощностью имеют по несколько труб.
Резонатор по форме напоминает банку. Именно в нём разделяются потоки выхлопных газов. Также этот элемент в значительной мере уменьшает скорость выхлопа. Материалом изготовления служит огнеупорная сталь.
Катализатор очищает выхлопные газы. По внешнему виду устройство напоминает металлическую ёмкость. Внутренний слой делается огнеупорным. Главным элементом конструкции считается тело. Оно, в свою очередь, делится на керамическое и металлическое.
Керамический катализатор состоит из трёх компонентов, которые помогают нейтрализовать выхлоп:
- Первый элемент представляет собой простую проволочную сетку. Она обычно делается из нержавеющей стали.
- Сетка покрывает керамическую подушку, которая также является вторым элементом. Её составляющие элементы силикат алюминия и слюда.
- Завершает конструкцию катализатора теплоизоляция. В действительности это простой корпус, который отличается высокой теплоустойчивостью и имеет двойные стенки.
Металлический катализатор выхлопной системы авто покрывается слоем палладия или платины. В основе лежит гофрированная фольга. Во всех остальных элементах конструкция сходна с керамическим аналогом.
Лямбда-зонд устанавливается на резьбовом соединении. Его основная задача фиксировать количество кислорода в отработанных газах и передавать информацию в блок управления. На её основе осуществляются определённые корректировки работы ДВС.
Глушитель представляет собой простую ёмкость из металла. Внутри размещаются перегородки и специальные материалы, способствующие понижению шума при работе двигателя авто. Главная задача устройства — модерация потока отработанных газов.
Все элементы конструкции выхлопной системы авто работают друг с другом в тесном взаимодействии. Выход из строя одного элемента приводит к тому, что вся система начинает сбоить. Именно поэтому автомобильные производители тратят много времени и средств, чтобы создать по-настоящему надёжную структуру.
Принцип работы
Принцип работы выхлопной системы авто не отличается особенной сложностью. Мало того, он не сильно изменился с самого внедрения данного конструкционного элемента в автомобиль.
Выхлопная система авто всё так же работает благодаря выпускному клапану. Когда этот механизм открывается, отработанные газы попадают в выпускной коллектор. Дальше всё зависит от типа ДВС.
Если в авто установлен бензиновый двигатель, то выхлопная система отправляет газы по приёмной трубе. В дизельных ДВС всё происходит немного по-другому. Отработанные газообразные вещества заставляют крыльчатку вращаться. Естественно, это в значительной степени повышает КПД устройства.
Внимание! В дизельных ДВС отработанные газы попадают в приемную трубу только после того, как заставят работать крыльчатку турбокомпрессора.
Из приёмной трубы авто газообразные вещества перенаправляются в катализатор. Там происходит оседание вредных примесей. Точнее, активных элементов . Сам элемент конструкции способен нормально работать только при температуре от 250 градусов и выше.
За химический состав газа отвечает лямбда-зонд. В идеале выхлопная система авто имеет сразу два датчика. Один находится на входе в катализатор, а другой на выходе. Это позволяет обеспечить высокую продуктивность работы системы.
Главный плюс систем с двумя датчиками заключается в более точном отображении данных. Подобная структура позволяет с большей точностью фиксировать соотношение воздуха и топлива.
После того как лямбда-зонд соберёт информацию, он отправляет её в блок управления. На основе полученных данных выдаются команды для системы, отвечающей за впрыск топливной смеси в цилиндры двигателя. Точнее, происходит регулировка соотношения воздуха и топлива.
Как только, отработанные газы проходят катализатор — происходит «гашение» выхлопа. В итоге газообразное вещество, поступившее в глушитель, представляет куда меньшую опасность для экологии.
Внимание! В глушители происходит смена направления выхлопа. Из-за этого шум резко уменьшается.
Пройдя все элементы схемы выхлопной системы авто, отработанные газы улетучиваются в атмосферу. Во многом эффективность работы этого узла зависит от толщины труб, которые также представляют важную часть механизма. Мало того, катализатор и глушитель должны быть достаточно чистыми. В противном случае выхлоп может быть затруднён.
Если катализатор и глушитель засорены, то отработанные газы будут скапливаться в цилиндрах авто. Именно из-за этого в большинстве случаев падает мощность мотора. В самых сложных случаях подобное приводит к тому, что вся топливная система приходит в негодность.
Итоги
Выхлопная система играет огромную роль в работе авто. При её неисправности наблюдается серьёзное падение мощности и повышенный расход топлива. Если не принять своевременных мер, то этот автомобильный узел может выйти из строя и нанести повреждения всем остальным узлам.
Ненадежный, вонючий и шумный. Только такое мнение о двигателях внутреннего сгорания могло звучать в начале XX века. А чего еще было ждать? Самый громкий звук, который слышал тогда человек - работа промышленного пресса или шум от паровоза. Но эти шумы были хоть как-то предсказуемы. Автомобиль тех лет был абсолютно непредсказуем ни по поведению, ни по уровню шума, который доставал горожан.
Глушитель спасет ДВС
Ведь был же тихий и спокойный электродвигатель, который уже к началу века активно трудился и на электромобилях, в том числе. Идея применения электрической энергии взамен энергии нефти нравилась далеко не всем, поэтому большинство проектов, связанных с электричеством, были свернуты, чертежи конфискованы, изобретатели в срочном порядке болели странными болезнями и скоропостижно умирали, а бензиновые двигатели активно развивались. При содействии правительств и всесторонней поддержке, несмотря на массовое недовольство.
Действительно, глушитель стал одним из фактором спасения бензинового проекта. Началось все с французов, с компании Панар-Левассор. Именно они прикрутили трубу к ДВС, чтобы хоть как-то успокоить его. Получилось относительно неплохо, шумоподавитель начал активно развиваться и обрастать все новыми элементами и конструкционными особенностями.
Видеоурок о выпускном клапане, резонаторе, прямотоке
Зачем нужен глушитель
В двигателе и в камере сгорания творится такой ад, что трудно себе даже представить - огромные температуры, 130 мощных полноценных взрывов в секунду, невероятные нагрузки и перепады давления. И все это сопровождается звуками. Громкими и постоянными звуками, от которых нужно изолировать водителя и всех, кто находится в радиусе досягаемости. Пока что лучше того устройства, которое в учебниках по автоделу называют глушителем, не придумали ничего.
Шум - это колебания воздуха разной частоты, которые способно воспринимать человеческое ухо. Именно для нейтрализации акустических волн предназначен глушитель автомобиля. Это его первая и самая главная функция. От выхлопной системы и ее состояния также зависит мощность двигателя. Незначительное, но влияние на мощность глушитель все-таки оказывает. Неуемные американцы научились даже использовать недостатки глушителя с пользой. А именно - разработали турбо-глушитель, который одновременно гасит колебания, отправляет их назад в двигатель, а там они работают на эффективность сгорания топлива, а как следствие, повышение мощности. Проект довольно спорный и сложный, но он есть.
Катализатор заботится. Об экологии?
Еще одна функция глушителя - отвод токсичных газов от глаз подальше, за пределы кузова машины. Также предпринимаются попытки при помощи глушителя снизить уровень токсичности отработанных газов. Этим занимается каталитический нейтрализатор, катализатор в обиходе. На самом деле он ничего там не снижает и не очищает отработавшие газы и тем более не озонирует их. Он просто вычисляет уровень СО и дает распоряжение электронному блоку управления подкорректировать пропорцию топлива и воздуха таким образом, чтобы вредных веществ в отработанных газах было как можно меньше.
Этим самым он вступает в некоторое противоречие с топливной системой, которая старается обеспечить максимальную мощность и наполняемость цилиндров рабочей смесью, а катализатор мощность эту имел в виду. Ему главное - поменьше вредных выбросов. Катализаторы делятся по уровню влияния и уровню жесткости контроля за выбросами. Если системы Евро 2 имели только один датчик кислорода, лямбда-зонд в приемной трубе глушителя, то система Евро 3 оборудована уже двумя лямбда-зондами, и чем выше класс безопасности Евро, тем ощутимее сказываются влияния катализатора на работу двигателя.
Система контроля уровня СО усложняется с каждым годом, но планета Земля чище почему-то не становится. Зато системы каталитических нейтрализаторов становятся все дороже и вырезать их из недр глушителя становится все сложнее. Так, на инжекторной ВАЗ 2107 или 2109 достаточно было просто не полениться и вырезать стоковый пламегаситель, который довольно сильно душил мотор. Двигатели 2109, 2114, 2110 первых лет выпуска соответствовали нормам Евро 2 и в системе выхлопа стоял всего один лямбда-зонд. Он контролировал только обстановку на участке выпускного коллектора до входа в приемную трубу глушителя.Что там было дальше, катализатор контролировать не мог. Система Евро 3 предполагает установку двух датчиков, поэтому поздние двигатели Калина, Приора, Гранта уже не так охотно поддаются хирургическому вмешательству.
Глушитель - нейтрализатор шума
Много работы у глушителя, но лучше всего у него получается бороться с шумом. Чтобы заглушить звук выхлопа не в принципе, а конкретного двигателя, определенной модели, с определенным объемом и определенным количеством цилиндров, универсального глушителя быть не может. Каждый двигатель создает свои индивидуальные колебания, которые мы воспринимаем, как шум. Звуки разной частоты, разной амплитуды поглощаются стенками нескольких резонаторных камер, находящихся на пути у выхлопного газа.
Ему приходится проходить через массу отверстий, сотни раз отражаться от стен и менять направление, прежде, чем вырваться наружу. Во время этих метаний газа по выхлопной трубе происходит активное выделение тепла, но и это не самое сложное в разработке систем выхлопа. Внутреннее колебание любого диапазона, высокочастотного, низкочастотного, среднечастотного, при определенных оборотах мотора обязывают подстраиваться под них.
Геометрия системы выпуска - один из важнейших факторов в борьбе с шумом. Самый простой пример показывает простейший глушитель трактора Т 74 или двухтактного Т 25. Длина всей выхлопной системы не более метра, состоит она из короткой приемной трубы, выпускного коллектора и простейшего резонатора. Эффективность такой системы очень сомнительна, поскольку геометрия глушителя практически не создает помех и не гасит резонансные частоты. Также на шумность работы ДВС влияет диаметр и количество отверстий, через которые проходит отработанный газ. Чем сложнее геометрия системы и чем больше в ней отверстий и изгибов, тем эффективнее гасятся шумовые волны. Только при этом возникает определенное противоречие - каждое дополнительное препятствие для газов приводит к ухудшению продувки цилиндров и, как следствие, к ухудшению наполняемости их топливо-воздушной смесью. Вот теперь мы вплотную подошли к вопросу о том, как объем и сложность системы выпуска снижает мощность двигателя.
Опытным путем установлено, что объем системы выпуска должен в 5-7 раз превышать рабочий объем двигателя. Только в этом случае система может обеспечить защиту от шума. Но при разработке систем выхлопа учитывается и спектральный анализ звуковых колебаний, который у каждой модели машины индивидуальный и обобщенного подхода в этом вопросе быть не может. Влияние шума на организм человека тоже разное - низкочастотные шумы до 250 Гц способствуют утомляемости водителя и быстрому снижению работоспособности, времени реакции.
Как бороться с автомобильным шумом
Пока есть только два варианта борьбы с шумами двигателя - звукопоглощение и резонанс. Поэтому и глушители есть четырех основных типов:
- резонаторные;
- зеркальные;
- поглотительные;
- ограничительные.
Самый простой тип, тот, о котором мы упоминали в примере с трактором, работает по принципу ограничения. Его задача - просто задушить вредный пульсирующий поток отработанных газов. Для этого достаточно просто уменьшить диаметр выходного отверстия. Результат не ахти какой, да и мощность мотора здорово падает.
Зеркальные глушители - более эффективны и работают по принципу акустических зеркал. Самый яркий пример таких глушителей - выхлопные системы двухтактного мотора мотоцикла и скутера. Пример простого зеркально-ограничительного глушителя - Иж Планета, мопед Карпаты. Глушитель состоит из выпускного колена и резонаторной банки, в которой и происходит утихомиривание отработанных газов. Сопротивление, создаваемое глушителем, гораздо меньше, потери в мощности не так ощутимы, но за счет зеркального эффекта повышается температура выхлопной трубы. Этот принцип лежит также в основе устройства глушителя ВАЗ 2107, 2115, 2109, Нива.
Резонатор же представляет собой несколько замкнутых камер, которые соединены между собой трубками с проделанными в них отверстиями. Они и составляют вместе с банкой резонансную пару, служащую для тихого выхлопа. Таким образом, акустические колебания сглаживаются частично за счет отклонений направления потоков газов, а частично за счет акустического резонирования. Такие резонаторы чаще всего устанавливаются отдельно, как на автомобилях УАЗ, ГАЗ, Газель. Более сложные системы, применяющиеся на автомобилях Фольксваген, Лада Приора, Калина 2 - поглотительного типа. Резонаторы таких систем в разрезе представляют собой простой трубчатый двух- или четырехкамерный резонатор, но со слоем звукопоглощающего материала. Сквозь отверстия в соединительных трубах газы поступают в массив из базальтовой ваты, где расходуют энергию на колебание волокон материала. Простая конструкция, но эффективность ее высока только в случае комплексного использования с другими системами.
Устройство глушителя современного автомобиля конструктивно выполнено в виде сварного или завальцованного корпуса, выполненного из стали. Внутренние перегородки делают из той же стали, но вся начинка должна быть тщательно проварена. Для сохранения структуры металла применяется контактная электрическая сварка, так выполнены глушители у Рено Логана, ВАЗ 2110, Дэу Ланос и у большинства отечественных автомобилей. Иногда для увеличения ресурса глушителя его делают из оцинкованной стали или из нержавейки, правда стоимость таких глушителей не всегда может быть оправдана. Чаще всего дорогие материалы применяются в конструкции тюнингованного прямоточного глушителя.
Современный глушитель постоянно совершенствуется, а по законодательству Германии максимальный уровень шума легкового автомобиля упал с 82 децибел, официально разрешенных в 1974-м, до 72, которые утвердили уже в 1995 году.
- Новости
- Практикум
Российскому автопрому снова выделили миллиарды рублей
Премьер-министр России Дмитрий Медведев подписал постановление, которое предусматривает выделение 3,3 млрд рублей бюджетных средств для российских производителей автомобилей. Соответствующий документ размещен на сайте правительства. Отмечается, что бюджетные ассигнования были изначально предусмотрены федеральным бюджетом на 2016 год. В свою очередь, подписанное премьером постановление утверждает правила предоставления...
Дороги в России: не выдержали даже дети. Фото дня
В последний раз этот участок, расположенный в небольшом городке Иркутской области, ремонтировали 8 лет назад. Дети, чьи имена не называются, решили исправить данную проблему самостоятельно, чтобы можно было кататься на велосипедах, передает портал «УК24». О реакции местной администрации на фотографию, которая уже стала настоящим хитом в сети, не сообщается. ...
Новый бортовой КамАЗ: с автоматом и подъемной осью (фото)
Новый бортовой магистральный грузовик - из флагманской серии 6520. Ноинка укомплектована кабиной от Mercedes-Benz Axor первого поколения, двигателем Daimler, автоматической коробкой передач ZF, и ведущим мостом Daimler. При этом последняя ось - подъемная (так называемый «ленивец»), что позволяет «значительно сократить затраты энергоресурсов и в конечном счёте...
Объявлены цены на спортивную версию седана Volkswagen Polo
Автомобиль, оснащенный 1,4-литровым 125-сильным мотором будет предлагаться по цене от 819 900 рублей за версию с 6-ступенчатой механической трансмиссией. Помимо 6-ступенчатой механики, покупателям будет доступна также версия, оснащенная 7-ступенчатым «роботом» DSG. За такой Volkswagen Polo GT попросят от 889 900 рублей. Как уже рассказывал «Авто Mail.Ru», от обычного седана...
Либерализация ОСАГО: решение отложено
Как пояснил зампред Центробанка Владимир Чистюхин, двигаться в данном направлении нельзя, поскольку вначале требуется решение других важных проблем страховой отрасли, сообщает ТАСС. Кратко напомним: подготовка «дорожной карты» по либерализации тарифов ОСАГО началась в ноябре 2015 года. Предполагалось, что первым этапом на этом пути должно стать...
Лимузин для президента: раскрыты очередные подробности
Сайт Федеральной патентной службой продолжает оставаться единственным открытым источником информации об «автомобиле для президента». Сначала НАМИ запатентовал промышленные модели двух автомобилей - лимузина и кроссовера, которые являются частью проекта «Кортеж». Затем намишники зарегистрировали промышленный образец под названием «Панель приборов автомобиля» (скорее всего, именно...
Mercedes выпустит мини-Гелендеваген: новые подробности
Новая модель, призванная стать альтернативой изящному Mercedes-Benz GLA, получит брутальную внешность в стилистике «Гелендевагена» - Mercedes-Benz G-класса. Немецкому изданию Auto Bild удалось разузнать новые подробности об этой модели. Итак, если верить инсайдерской информации, то Mercedes-Benz GLB будет отличаться угловатым дизайном. С другой стороны, полного...
Новые реалии: деньги на дороги есть, но их не успевают тратить
Если до 1 сентября региональные власти не успеют потратить субсидии, направленные в 2015 году на реконструкцию и строительство дорог, деньги вернутся в федеральный бюджет, сообщают «Известия». О нарушении сроков освоения средств стало известно на совещании Росавтодора с представителями администраций десяти дальневосточных субъектов. В ведомстве поясняют, что общий размер федеральных субсидий на ремонт дорог...
Минпромторг: госпрограммы дают половину спроса на новые машины
Напомним, что сейчас на территории России действуют программы обновления парка, а также льготных автокредитования и лизинг. С помощью этого комплекса поддержки отечественного автопрома по состоянию на 28 августа 2016 года было реализовано 435 308 новых автомобилей всех типов, сообщает «Автостат» со ссылкой на пресс-службу Минпромторга. Отметим, что, согласно вчерашнему докладу...
Как правильно реагировать на затопление улиц. Видео и фото дня
О том, что этот тезис - больше, чем просто красивые слова, наглядно доказывают видеоролики и фото, появившиеся после потопа, произошедшего в Москве 15 августа. Напомним, на столицу менее, чем за сутки, выпало более месячной нормы осадков, в результате чего канализация не справилась с потоком воды, а многие дороги просто затопило. Между тем, как...
Какие машины угоняют в Москве чаще всего?
За последний 2017 год самые угоняемые машины в Москве – это Toyota Camry, Mitsubishi Lancer, Toyota Land Cruiser 200 и Lexus RX350. Абсолютный лидер среди угнанных машин – это седан Camry. Он занимает «высокое» положение даже, невзирая на то, что...
Какой седан выбрать: Camry, Mazda6, Accord, Malibu или Optima
Мощный сюжет Название «Шевроле» является самой историей становления американских автомобилей. Имя «Малибу» так и манит своими пляжами, на которых снимались многочисленные кинофильмы и телесериалы. Тем ни менее, с первых минут в автомобиле «Шевроле Малибу» ощущается проза жизни. Довольно простые приборы...
ВЫБИРАЕМ автомобиль: "европеец" или "японец", Покупка и продажа.Выбираем автомобиль: «европеец» или «японец» Собираясь приобрести новый автомобиль, автолюбитель несомненно столкнется с вопросом о том, что же предпочесть: левый руль «японца» или правый – законный – «европейца». ...
КАКОЙ автомобиль российского производства самый лучший, лучшие российские автомобили.
Какой автомобиль российского производства самый лучший В истории отечественной автомобильной промышленности было много хороших автомобилей. И лучший из них выбрать трудно. Тем более, что критерии, по которым оценивается та или иная модель, могут быть очень разными. ...
Устройство и конструкция стойки автомобиля
Какой бы не был дорогой и современный автомобиль удобство и комфорт передвижения в первую очередь зависят от работы подвески на нем. Особенно остро это ощущается на отечественных дорогах. Не секрет, что самой важной частью подвески отвечающей за комфорт является амортизатор. ...
Самые покупаемые машины в 2018-2019 году в России
Как выбрать новый автомобиль? Кроме вкусовых предпочтений и технических характеристик будущего автомобиля, вам может помочь список или рейтинг самых продающихся и популярных автомобилей в России в 2016–2017 году. Если автомобиль пользуется спросом, значит, он заслуживает вашего внимания. Очевидный факт россияне...
Они появились в результате генетического моделирования, они синтетические, как одноразовый стаканчик, они практически бесполезные, как пекинесы, но их любят и ждут. Те, кто хочет боевую собаку, заводят себе бультерьера, кому нужна спортивная и стройная, отдают предпочтение афганским борзым, кому нужна...
Какая машина является самым дорогим джипом в мире
Все автомобили мира можно разделить по категориям, в которых будет непременный лидер. Так можно выделить самый быстрый, мощный, экономичный автомобиль. Существует огромное количество подобных классификаций, но одна всегда пользуются особым интересом – самый дорогой автомобиль в мире. В этой статье...
- Обсуждение
- Вконтакте
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).
При работе любого двигателя происходит сгорание топлива и выделение газов, являющихся продуктами его сгорания. Для отвода выхлопных газов от двигателя за пределы кузова автомобиля используют систему труб и специальных емкостей, которые в целом и составляют глушитель.
Глушитель, это слишком общее название для системы отвода выхлопных газов. Система состоит из следующих элементов:
Выпускной коллектор
Приемная труба
Катализатор дожига выхлопных газов
Резонатор
Глушитель
Каждому из этих элементов отводится своя роль и в целом они выполняют работу по нейтрализации вредных выбросов и гашения шума отработавших газов.
Всем видимо не раз приходилось на практике сталкиваться с ситуацией, когда прогорает какой – либо из элементов системы выпуска. Это невозможно не услышать, так как резко меняется тихий звук работы мотора на неприятное «рычание».
Чем больше прогорает глушитель, тем громче звук выхлопа. Если же вообще убрать глушитель, то звук вашего мотора способен разбудить всех жителей окрестных домов. Это связано с тем, что сгоревшие газы под большим давлением вырываются наружу и создают звуковые колебания воздуха в несколько сотен децибел.
Задача глушителя помимо снижения звука выхлопа,еще и не создать значительного сопротивления выходу выхлопных газов,иначе это отразится на продувке и наполнении цилиндров, а стало быть неполному сгоранию и потере мощности.
Каким же образом звуковые волны гасятся в глушителе?
Слышимый нами шум, это акустические волны, несущие в себе энергию. Задача глушителя заключается в том, чтобы энергию колебаний воздуха перевести в тепловую энергию.
Для того, чтобы провести это преобразование энергии существует несколько типов устройства глушителей автомобиля
, которые можно поделить на четыре группы: ограничители, резонаторы, отражатели и поглотители.
Ограничители
Один из простейших преобразователей энергии колебаний. В корпусе глушителя входящая труба заметно сужается, создавая акустическое сопротивление, а сразу за сужением большой объем емкости корпуса глушителя. Продавливаясь через сопротивление на сужении трубы, звуковые колебания на выходе сглаживаются объемом. Энергия начинает рассеиваться в в дросселе, нагревая газ. Получается, что чем меньше отверстие (дроссель) тем больше сопротивление, а стало быть более эффективное сглаживание. Однако это создает серьезное сопротивление потоку и как глушитель, это неподходящий вариант. Хотя как предварительный глушитель – весьма распространенная конструкция.
Резонаторы
В глушителях резонаторного типа применяют замкнутые пространства, расположенные рядом с трубой и соединенные с ней несколькими рядами отверстий. Зачастую в одном корпусе выполняется два разных по объему отделения, разделяемых глухой переборкой.
Получается, что каждое из отверстий в глухой полости представляет собой резонатор, который возбуждает колебания собственной частоты. Резонансная частота резко гасится благодаря изменению условий ее распространения вследствие трения частиц выхлопного газа в отверстии. Подобные устройства глушителя автомобиля эффективно гасят низкие частоты и применяются в основном как предварительные, стоящие первыми в системе выпуска. Они не оказывают сопротивление потоку в большой степени,та к как не уменьшаю сечение.
Отражатели
В корпусе глушителя помещается несколько пар акустических зеркал, от которых отражаются звуковые волны. Если сделать своеобразный лабиринт из подобных зеркал, то в итоге рассеется вся энергия звуковых колебаний и на выходе будет лишь чуть слышимый звук.
Подобным образом устроен пистолетный глушитель. Это уже более совершенная конструкция глушителя, хотя она и создает определенное сопротивление выхлопным газам. В основном нашла применение в стандартных системах как оконечный глушитель.
Поглотитель
Принцип действия такого глушителя основан на поглощении акустических колебаний каким –либо пористым материалом. Скажем направив звук в минвату, он вызовет колебания ее волокон и их трение друг о друга. Произойдет преобразование звуковых колебаний в тепло.
Применение поглотителей позволяет выполнить устройство глушителя автомобиля не уменьшая сечения трубопровода, просто окружив трубу с просверленными в ней отверстиями слоем поглотителя. Сопротивление потоку в таком глушителе будет минимальным, но и снижение шума будет также минимальным.
Поэтому в заводских глушителях применяют в основном комбинированные системы, добиваясь существенного снижения шума при минимальном сопротивлении потоку.
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.
