Как устроен глушитель?

Опубликовано: 27.08.2018

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  давлением  вдруг выходит в систему выпуска отработавших газов. Молекулы в этом газе сталкиваются с молекулами в трубе, находящимися под более низким давлением. Они, в свою очередь, сталкиваются с молекулами далее вниз по трубе, в результате чего и создаётся такой звук. Таким образом, звуковая волна пробивается вниз по выхлопной системе (а, точнее, спереди назад) гораздо быстрее, чем из неё выходят выхлопные газы.

Когда эти импульсы давления достигают Вашего уха, то они воздействуют на барабанную перепонку, заставляя её вибрировать. А Ваш мозг интерпретирует это движение перепонки как звук. Две основные характеристики волны определяют, как мы воспринимаем такой звук:

Частота звуковой волны - более высокая частота волны просто означает, что давление воздуха колеблется быстрее. Чем быстрее работает двигатель, тем более высокий тон мы слышим (давайте вспомним жужжание болидов Формулы-1 или проезжающих на высокой скорости спортивных мотоциклов). Более медленные колебания звучат более низким тоном (наиболее характерный звук создают дизельные двигатели, двигатели мотоциклов Harley Davidson на холостых или невысоких оборотах). Уровень давления воздуха - амплитуда волны определяет, насколько громким будет звук. Звуковые волны с большими амплитудами перемещения наших барабанных перепонок имеют большее давление, и мы регистрируем это ощущение как больший объём шума.

Но оказывается, что можно совместить две или более звуковые волны вместе и получить (!)меньший звук. Давайте рассмотрим, как это работает, на примере устройства глушителя!

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...

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 топливу , 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.

Hавигация
Реклама
Популярные новости
Мини рейтинг всесезонной резины для легковых автомобилей
Выбрать всесезонные шины для легковых автомобилей среди разнообразия продукции, предлагаемой на авторынке достаточно сложно. Необходимо учитывать множество параметров покрышек, чтоб приобретенная авторезина

Как выбрать летнюю резину? | Критерии выбора + немножко теории


Зимние, всесезонные и грязевые шины для внедорожников:
Производители автомобилей изначально выпускают модели, которые рассчитаны на определенные условия эксплуатации. Для этого они комплектуются соответствующими системами, вспомогательными приборами, ходовыми

Шины из Китая оптом
В Китае  насчитывается более 300 предприятий, производящих шины для автомобилей. Среди наиболее известных иностранному потребителю значатся: – LongMarch (производитель резины для грузовых и легкогрузовых

Зимние шины Данлоп: отзывы зимней резине Dunlop Винтер Айс 01, цена 16 15 радиус
С приходом холодного времени года перед всеми автовладельцами встает вопрос о том, во что переобуть автомобиль. Отзывы владельцев могут во многом помочь, рассказав о том, насколько надежна та или иная

Резина для внедорожников 4Х4: обзор, цены
В мире автомобильной резины присутствуют предложения универсального характера, а также шины непосредственно для внедорожников и проходимых джипов. Используются на автомобилях с повышенной проходимостью

Сравнение шин Gislaved Nord Frost 100 и Gislaved Nord Frost 5
Gislaved Nord Frost 100 следующая модель за Gislaved Nord Frost 5 выпущенная под новые правила в Скандинавских странах.  И соответственно главным отличием этой моделей как и моделей конкурентов в 2013-2014

Как выбрать летние шины на легковое авто
Необходимость выбора летней резины, с приходом теплого периода, определяется особенностью условий эксплуатации, характеристик продукта. Такие покрышки производятся из жесткой резины, которая не теряет

Зимняя резина Кама Евро 519: цена на 14, отзывы зимних шин Kama шипованные 13 15
История зимних шин Кама началась в далеком 1968 году со строительством шинного завода в городе Нижнекамск Татарской АССР. И вот уже 40 лет продукция завода пользуется народной популярностью среди автомобилистов,

Выбор шин для внедорожников – нужен особенный подход!
Резина для внедорожников создается по специальным технологиям. В первую очередь, внедорожные шины обладают весьма прочной структурой. Кроме того, они отличаются составом резиновой смеси и усиленным

Реклама
Архив
Реклама
Календарь сайта
Реклама
Облако тегов
rss