Выхлопная труба автомобиля

Глушитель, в разговорном сленге просто глушак – это один из важнейших конструктивных элементов выпускной системы, без которого эксплуатация машины становиться невозможной, в связи с сильным шумом исходящих отработанных газов с двигателя. Данное устройство предназначено для поглощения давления газов и снижения шума выпускной системы ДВС.

Система отвода отработанных газов и глушения – попросту глушитель. Раньше носила характер чисто этетический, то есть не давала автомобилям реветь как «угорелым». Ведь если снять глушитель и запустить мотор — будет стоять такой треск, что уши будет закладывать. Но на данный момент, это уже не только труба для глушения и отвода газов, это еще и чистящий и повышающий мощность узел. В общем, сегодня хочу вам рассказать про устройство этого важного, на мой взгляд элемента любой машины 

К сожалению, двигатель внутреннего сгорания это мягко сказать не эффективное устройство, его КПД зачастую не превышает 25% (в этом смысле электрический двигатель намного совершеннее). Отработанные газы которые выходят из двигателя не только «гремят», причем очень громко, их еще нужно охладить, ведь зачастую температура может быть и 300 и даже больше градусов Цельсия. Поэтому и была создана специальная система, которая получила название глушитель.

УСТРОЙСТВО ГЛУШИТЕЛЯ

Каждый автомобильный производитель старается создать наиболее производительную систему, которая при этом будет отвечать всем международным нормам. Неудивительно, что они вносят изменения в те или иные детали. Но если брать исключительно выхлопную систему, то существует каноническая конструкция, которая редко изменяется. Её можно разделить на четыре части:

• катализатор,
• заднюю часть или автомобильный глушитель,
• резонатор,
• приёмную трубу.

Работая вместе, все эти детали обеспечивают отвод отработанных газов. Приёмная труба транспортирует газы в катализатор. Некоторые автомобильные производители устанавливают дополнительно виброкомпенсатор. Это устройство берёт на себя часть вибраций. Что позволяет в значительной мере продлить срок эксплуатации выхлопной системы.

В катализаторе происходит сгорание остатков бензина, которые не были воспламенены в цилиндрах. Тем не менее основная роль катализатора заключается в другом. Устройство позволяет перевести углерод в менее вредное состояние.

По внешнему виду катализатор напоминает бачок. При этом внутри находится целая сеть элементов, которые по внешнему виду напоминают пчелиные соты. Когда газы проходят сквозь них, то начинается химическая реакция.

За катализатором установлен резонатор. Немного дальше можно увидеть тот самый автомобильный глушитель. Конструкции этих двух деталей во многом зависят от автомобиля и от его предназначения. К примеру, на спортивном автомобиле вы увидите одно устройство, а на семейном хэтчбеке другое.

Внутренняя конструкция этих двух деталей непросто гасит шум, но и сглаживает такты работы двигателя. Если же говорить про определённые конструкционные особенности, то резонатор не отличается какими-либо изысками. По факту — это просто бачок с трубой.

Другое дело автомобильный глушитель. В некоторых случаях он представляет собой настоящее произведение искусства, которое не только положительно сказывается на работе двигателя, но и представляет собой яркий штрих в дизайне машины.

Виды глушителей.

      Существует множество различных видов глушителей. В данной статье за основной критерий классификации типов глушителей мы приняли механизм их работы.

1. Диссипативный.

      Такой тип глушителя работает благодаря поглощению шума наполнителем. Энергия звуковых волн преобразуется в тепло. Так называемый «прямоток» — классический представитель диссипативных или поглощающих глушителей. Представляет из себя перфорированную трубу, заключенную в корпус с поглощающим наполнителем. Прямоточный глушитель обеспечивает лучшую продувку выхлопной системы, но при этом является и самым громким (Рис.1А).

    На сегодняшний день рынок тюнинга предлагает различные варианты исполнения прямотоков. Иногда можно встретить изделия, в которых вместо перфораций в трубе выдавлены жабры. На западе они именуются «louvered core glasspack» и не пользуются популярностью из-за значительно худших показателей продувки. В постсоветском пространстве они гордо именуются «стронгерами» и ошибочно рекомендуется к установке вместо катализаторов (Рис.1Б).

     Также встречаются прямоточные конструкции, в которых для снижения уровня шума используется диффузор (воронка, которая сужает сечение трубы). Данный девайс снижает уровень шума, но при этом и продувку. За такой вариант говорит только относительная низкая стоимость готового изделия (Рис.1В).

    Еще одним вариантом доработки идеи диссипативного типа глушителя является применение разнодлинных перфорированных конусов, интегрированных в продольную перфорированную трубу (hushpower muffler). Результат — хорошие показатели CFM (пропускная способность, кубический фут в минуту) при допустимом уровне громкости (Рис.1Г). Такое решение уже можно назвать комбинированным, так оно сочетает принципы работы диссипативного и реактивного глушителя, о нем пойдет речь ниже.

2. Реактивный;

       Принцип работы реактивных глушителей

основан на отражении звуковых волн, их интерференции и эффекте резонанса. На практике представляет из себя набор различных камер и перегородок, по сути — это лабиринт, в котором акустические волны сталкиваются, отражаются и гасятся. Наполнитель в данном виде глушителя не нужен. Чаще всего встречаются камерные и лабиринтные виды глушителей, а вот резонатор Гельмгольца встречается не часто, хотя часто именно он позволяет нивелировать недостатки прямотока.

      Такие конструкции мы можем встретить на заводских деталях и реже в качестве тюнинга выхлопной системы. Причины кроются в сложности проектирования и в том, что акцент в данных системах смещен на соответствие нормам по уровню шума выхлопа. Основным недостатком является аэродинамические потери из-за возникающей турбулентности потока выхлопных газов.      Выхлопная система современного автомобиля представляет комбинацию различных решений, применяемых для достижения лучшего результата. Разграничение на диссипативные и реактивные приведено скорее для понимания различных подходов, а не для жесткой классификации готовых изделий.

Функции глушителя

Глушитель создан для того, чтобы снижать уровень шума, который возникает в процессе переработки газов и воздуха и выведения их в атмосферу. Второй основной функцией этого инструмента является преобразование энергии от переработанных газов, уменьшение их температуры и снижение скорости.

Несколько камер разного размера, которые разделяет перегородка, реализуют расширение и сужение потока. Это происходит благодаря диафрагменному отверстию, также именуемому дросселем.

Кроме этого, в глушителе предусматривается изменение изначального направления потока этих самых переработанных газов. Именно это помогает погасить высокочастотных звуковых колебаний.

Причины поломки глушителя:

1. 1. Высокий температурный режим внутри системы, около 600 °C. Температура, способствует прогоранию метала;
   2. В результате активного воздействия внешней среды (вода, грязь, перепады температур);

1. Основным врагом глушителя автомобиля является низкое качество топлива, которое содержит много разных примесей. Что способствует не только быстрому прогоранию, но и загрязнению катализатора, который очищает выхлопные газы от примесей.
2. Неверно настроенные параметры системы зажигания (повышенное содержание CO).

Ремонт глушителя самостоятельно

Для того, чтобы вам легче было осмотреть глушитель, следует его отсоединить от автомобиля. Это поможет быстрее и качественнее исполнить работу. Если во время визуального осмотра вы не увидели никаких серьезных повреждений, то, скорее всего, поломка находится внутри.

Если же при визуальном осмотре вы обнаружили повреждения (пробитую камнем дыру), то вам понадобится сварочный аппарат. А вот если видны прогоревшие, проржавевшие дыры, то такой глушитель варить не рекомендуется, поскольку он вскоре снова прохудеет, нужна замена глушителя, причем желательно из качественного материала. Часто случается так, что поломка происходит в месте соединения мотора с выхлопной трубой. Этот элемент называется гофра.

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.

Тюнинг глушителя своими руками.

     Разобравшись с предназначением, строением и видами глушителей, перейдем к самому больному спору, в котором сломано немало копий.

Можно ли заменой только глушителя увеличить мощность стокового автомобиля?

     Наше мнение — однозначно нет. Если вы поставите самую дорогую прямоточную «банку» самого известного производителя на стоковый двигатель, не подвергнувшийся тюнингу впускного и выпускного коллектора (и т.д.), никакой прибавки мощности не будет. Однако это не значит, что установка тюнингового глушителя лишена смысла.

        И так, положим, что на непростом пути тюнинга, по тем или иным причинам, Вы все же решили произвести замену стоковой банки. Какими принципами нужно руководствоваться?

2. Низкое сопротивление = минимизация потерь мощности.1. Легкий вес. Легкое авто — быстрое авто.

3. Снижение уровня шума(иначе мы бы вовсе от него отказались).

4. Стоимость и простота конструкции.

5. Компактный размер (упростит монтаж).

      Выходит, что исходя из наших задач, нам наилучшим образом подходит глушитель прямоток. Простота конструкции позволяет задуматься о том, чтобы изготовить прямоток своими руками. Он может быть сварен в новом корпусе, либо в качестве корпуса может быть использована стоковая банка.

     Конструкция самодельного прямотока такова: между внешним металлическим корпусом и трубой с отверстиями прокладывается звукопоглощающий материал (например, базальтовая вата, состоящая из длинных волокон), а между трубой и ватой размещается заградительный барьер из очень мелкой металлической сетки, для того чтобы волокна ваты не выдувались наружу. Ресурс прямотока определяется сроком удержания волокон, после истечения которого глушитель перестает выполнять свои функции и начинает звенеть. Минеральная вата хорошо поглощает высокие частоты, а низкие нет, поэтому Вы скорее всего получите низкий, рычащий звук.