Виды, устройство и принцип работы глушителя автомобиля

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.

Расположение глушителя в системе выпуска

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

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):

1. передняя труба с перфорацией;
2. задняя труба с перфорацией;
3. впускная труба;
4. передняя перегородка;
5. средняя перегородка;
6. задняя перегородка;
7. выпускная труба;
8. 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:

1. герметичный корпус;
2. выпускная и впускная труба;
3. труба с перфорацией;
4. 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.

Устройство глушителя автомобиля

Дата публикации: 31 октября 2016 .
Категория: Автотехника.

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.

Задний глушитель

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.

Как устроен глушитель автомобиля, на чем основан принцип работы

Глушитель автомобиля предназначен для снижения уровня шума выхлопных газов в выхлопной системе в соответствии с международными стандартами. Это металлический корпус, внутри которого выполнены перегородки и камеры, образующие каналы со сложными маршрутами. Когда выхлопные газы проходят через это устройство, звуковые колебания различной частоты поглощаются и преобразуются в тепловую энергию.

Основное назначение глушителя в выхлопной системе

В выхлопной системе двигателя глушитель устанавливается после каталитического нейтрализатора (для бензиновых автомобилей) или сажевого фильтра (для дизельных двигателей). В большинстве случаев их два:

• Предварительный (глушитель-резонатор) — предназначен для резкого подавления шума и стабилизации колебаний потока выхлопных газов на выходе из двигателя. Он устанавливается первым, поэтому его часто называют «передним». Одна из его основных функций — распределение выхлопных газов в системе.
• Основной глушитель — разработан для максимального шумоподавления.

На практике устройство глушителя автомобиля обеспечивает следующие преобразования для снижения шума выхлопа:

• Изменение сечения выхлопного потока. Он осуществляется за счет наличия в конструкции камер разного сечения, что позволяет поглощать высокочастотный шум. Принцип технологии прост: сначала подвижный поток выхлопных газов сужается, что создает определенное звуковое сопротивление, а затем резко расширяется, в результате чего звуковые волны рассеиваются.
• Перенаправление выхлопных газов. Осуществляется перегородками и смещением оси трубок. Поворачивая поток выхлопных газов на угол 90 градусов или более, высокочастотный шум гасится.
• Изменение колебаний газа (интерференция звуковых волн). Это достигается наличием перфораций в трубах, по которым проходит выхлоп. Эта технология позволяет удалять шумы разных частот.
• «Автопоглощение» звуковых волн в резонаторе Гельмгольца.
• Поглощение звуковых волн. В дополнение к камерам и перфорациям в корпусе глушителя имеется звукопоглощающий материал, изолирующий шум.

Виды глушителей и их конструкции

В современных автомобилях используются глушители двух типов: резонансные и прямоточные. Оба могут быть установлены вместе с резонатором (предглушителем). В некоторых случаях прямоточная конструкция может заменять передний глушитель.

Конструкция резонатора

Конструктивно резонатор глушителя, который также называют пламегасителем, представляет собой перфорированную трубку, расположенную в герметичном корпусе, разделенном на несколько камер. Он состоит из следующих элементов:

• корпус цилиндрической формы;
• слой теплоизоляции;
• глухая перегородка;
• труба перфорированная;
• дроссель.

Устройство резонансного глушителя

В отличие от предварительного, основной резонансный глушитель более сложен. Он состоит из нескольких перфорированных труб, установленных в общем корпусе, разделенных перегородками и расположенных на разных осях:

• передняя труба с перфорацией;
• задняя труба с перфорацией;
• впускная труба;
• передняя перегородка;
• средняя перегородка;
• задняя перегородка;
• выпускная труба;
• корпус овального сечения.

Таким образом, в резонансном глушителе используются всевозможные преобразования звуковых волн разной частоты.

Характеристики прямого глушителя

Основным недостатком резонансного глушителя является эффект создания противодавления, возникающий в результате перенаправления потока выхлопных газов (при столкновении с перегородками). В связи с этим многие автолюбители проводят тюнинг выхлопной системы путем установки прямого глушителя.

Конструктивно прямой глушитель состоит из следующих компонентов:

• герметичный корпус;
• выпускная и впускная труба;
• труба с перфорацией;
• звукоизоляционный материал — чаще всего используется стекловолокно, устойчивое к высоким температурам и обладающее хорошими звукопоглощающими свойствами.

На практике прямоточный глушитель работает по следующему принципу: перфорированная труба проходит через все камеры. Таким образом, подавление шума путем изменения направления и сечения газового потока отсутствует, а подавление шума достигается только за счет интерференции и поглощения.

Благодаря свободному прохождению выхлопных газов через глушитель-прямоток, результирующее противодавление очень низкое. Однако на практике это не позволяет сильно увеличить мощность (3% — 7%). С другой стороны, становится звук автомобиля характерен для спортивного автомобиля, поскольку присутствующие технологии звукоизоляции подавляют только высокие частоты.

Комфорт водителя, пассажиров и пешеходов зависит от работы глушителя. Таким образом, при длительной эксплуатации увеличение шума может доставлять серьезные неудобства. На сегодняшний день установка прямоточного глушителя в конструкции автомобиля, движущегося в городской местности, является административным правонарушением, которое грозит штрафом и предписанием о демонтаже устройства. Это связано с превышением норм шума, установленных стандартами.