Устройство глушителя автомобиля. Простыми словами с фото. Читай — запоминай
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 …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
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.
Части глушителя
Эта система не однородна, она собирается из нескольких частей, а именно их пять:
- Это выпускной коллектор, сейчас многие могут сказать — что он не относится к глушащей системе, но он с ней взаимодействует напрямую – основное его назначение отводить газы из двигателя, поэтому я все же его включу в схему.
- Приемная труба.
- Катализатор.
- Резонатор.
- И последняя часть, собственно сам глушитель.
Про выпускной коллектор мы с вами поговорили, также можете почитать про него в этой статье. Переходит сразу к приемной трубе. Она создана для соединения выпускного коллектора и катализатора. Вроде что на нее обращать внимание, труба и труба – НО, в ней зачастую устанавливают так называемый виброгаситель (попросту гофру), которая призвана гасить вибрации от двигателя и не передавать их дальше, ни на кузов, ни на глушитель.
Катализатор – призван бороться с отработанными газами, а именно с их отчисткой. Выхлоп, который идет от силового агрегата содержит много вредных элементов. Катализатор дожигает их, делая – безвредными, концентрация падает в разы. Конечно совсем отчистить не получается, но прогресс на лицо. Если бы не было катализаторов, мегаполисы просто задохнулись от выхлопных газов. Про его устройство читаем здесь.
Резонатор и глушитель – эти две части уже борются с потоком газов и звуком, они предназначены в первую очередь для гашения звука и только во вторую снижения температуры. Газы, которые прошли катализатор, по трубам достигают сначала резонатора, а уже затем самого глушителя.
Подробнее об устройстве глушителя и резонатора
Если честно, то сейчас нет одинакового строения глушителя, каждый производитель ищет свое решение и способы производства. Но почему так?
Это достаточно сложный цикл, ведь глушитель должен поглощать звук, но и не лишать двигатель мощности. Как заверяют производители, машину можно сделать практически бесшумной, установив еще один резонатор и нарастив объем глушителя — вот только мощности от двигателя будет «отжираться» значительно. Если штатный вариант отнимает от 5 до 7%, то установка новых резонаторов увеличит этот показатель до 10 – 15%! А оно нам нужно? Вот и химичат производители над идеальной формой, чтобы слышен был только «шелест» силового агрегата, да и мощность была на уровне.
Какой резонатор в разрезе – если представить его разрез, то это несколько перфорированных труб внутри металлического корпуса, они находятся не на одном уровне, а как бы параллельны. Поток «отработки» — попадает в резонатор, где встречается сначала со стенками, теряя свое давление и часть звука. Происходит это так, волна ударяется о стенку и возникает ответная волна, которая встречается с вновь поступившими газами – то есть энергия гасит сама себя. Затем в параллельную трубу поток проходит в другую камеру, там также встречается со стенкой, опять теряя часть энергии. Внизу этой камеры есть третья труба, по которой газы поступают уже до глушителя. Таким образом, на уровне резонатора, гасятся 30 – 40% давления газа и его звука (в основном низкие тона). Но почему не все? Если сделать резонатор больше он попросту не поместится под машиной в середине — будет слишком большой объем, который также скрадет мощность двигателя.
Глушитель – находится сзади, где больше всего места. Он самый крупный из всех частей, по сути он мало чем отличается устройством от резонатора (также есть камеры и «глухие» стенки), только объемами. Еще одно отличие здесь встречается камера с так называемым поглотителем – из перфорированной трубы газы и звук проходят в поглотитель, оставляя там большую часть энергии и звука.
Устройство поглотителя
Камера – поглотитель, как я писал, сверху имеет перфорированную трубу (если простым языком просверленную множеством дырочек) и обложенной с ней рядом, мягким и пористым материалом поглотителем. В первую очередь поглощающим звуковые колебания.
Этим материалом может служить не горючее вещество:
- Стекловала или прочая минеральная вата.
- Металлическая стружка
- Металлическая вата
- Прочие пористые не горючие материалы
Таким образом, звук уходит в стекловату, оставляя там большую часть звуковой энергии. При поглощении мягки материал разогревается, но не горит из-за высокой устойчивости к возгоранию.
Нужно отметить, что глушителей в системе может быть и два! Например на каждые 3 — 4 цилиндра, с каждого бока силового агрегата.
Каким образом увеличивает мощность?
Сверху заикнулся об этом – сейчас хочу немного раскрыть тему. Да все просто – вспомните турбины, которые работают на отработанных газов? Откуда они черпают энергию? Конечно от выхлопных газов которые потоком идут от двигателя и после через различные ответвления, в таком примере даунпайп, попадают на горячее колесо турбины. Таким образом, можно дополнительно снимать до 10 — 15% КПД.
Пару слов о прямотоках
Про это у меня есть отдельная статья, почитайте. Вот только некоторым из нас с вами не нужен акустический комфорт – важна только мощность. Поэтому резонатор, да и сам глушитель модернизируются, у них убираются перегородки, которые «стопорят» газы – соответственно энергия на преодоление этих барьеров не тратиться, вот вам + 5 + 7% к мощности двигателя.
А если убрать еще и катализатор, еще + 5%. Таким образом можно добиться до 10% мощности что уже ощутимо!
Однако такой «ревущий тюнинг», запрещен законом! Нельзя гонять по улицам выше определенных децибел, только на гоночных треках. ДА и без катализатора, вы никогда не пройдете ТО автомобиля, а соответственно не получите страховку.
Почему выходит из строя?
Ответ достаточно банален, так как сделан из металла и постоянно находится в агрессивной среде высокие температуры и вода (снег) под днищем – попросту прогорает или гниет. Металл начинаем разлагаться и от соли на дорогах.
Конечно, устройство современных глушителей улучшено, применены другие сплавы в конструкции, все рано через какое-то время он выгорает. Причем у современных вариантов, зачастую страдают перегородки внутри, либо прогорает пористый материал (зачастую минеральная вата) из-за чего начинает реветь даже целый снаружи глушитель.
Вот такое вот оно устройство глушителя, как видите сейчас это не только «глушение» звука от двигателя, но и экология и мощность.
НА этом заканчиваю, думаю вам было полезно, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.
(27 голосов, средний: 4,78 из 5)
Устройство глушителя автомобиля
Благодаря авто глушителю снижается не только уровень вредных веществ в выхлопных газах, но и уровень шума от вырывающихся в процессе работы двигателя паров. Читайте подробнее о строении глушителя.
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, фото и видео в разрезе
Звук, издаваемый двигателем автомобиля со свободным выпуском отработанных газов, можно услышать во время автогонок. Долго такое выдержать невозможно, поэтому в систему выхлопа гражданских транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания ставятся глушители, часто разнообразные, довольно сложные и тонко рассчитанные.
Элементы выхлопной системы автомобиля
Единого принципа построения системы выпуска не существует, но можно рассмотреть типовой её состав, использованный на большинстве автомобилей.
-
, сводящий поток газов от нескольких цилиндров в одну магистраль;
- система снижения токсичности, обычно это каталитический нейтрализатор с кислородными датчиками на входе и выходе;
- резонатор, он же дополнительный глушитель, работающий после катализатора и нормализующий основные пульсации потока со снижением температуры газов;
- основной глушитель, снижающий громкость звука выхлопа.
Все узлы соединяются трубопроводами, ведущими от двигателя в заднюю часть автомобиля. У мощных многоцилиндровых моторов потоков может быть два и более.
Зачем автомобилю глушитель
Звук создаётся пульсациями давления выхлопных газов. Задача глушителей – максимально снизить амплитуду перепадов давления, тем самым уменьшив акустическое воздействие.
Вместе с тем интенсивное гашение акустических волн будет препятствовать качественной очистке цилиндров от выхлопных газов, а значит приведёт к снижению наполнения свежей смесью, уменьшит мощность и заставит сжигать лишнее топливо.
Избежать такого поможет настройка выпуска. Можно обратить вредный эффект на пользу, распределив скачки давления таким образом, что выпуск в каждом цилиндре совпадёт с разрежением в пульсирующем потоке, газовая пробка вылетит с ускорением. Так работают настроенные глушители резонансного типа.
Полностью задействовать резонанс можно лишь при определённых оборотах, что недостижимо в широком диапазоне работы тяговитого автомобильного мотора широкого применения.
Приходится искать компромисс, поэтому правильно настроенный выхлоп достаточно сложен и индивидуален.
Принцип работы
Основной принцип – дросселирование потока. Если пульсирующий газ проходит через относительно узкое отверстие, то его колебания давления сглаживаются, теряют амплитуду, акустическая энергия переходит в тепловую и рассеивается в пространстве.
Но чем сильнее используется данный эффект, тем больше сопротивление выхлопу, что приводит к указанным выше последствиям.
Бороться с сопротивлением можно разными способами. Например, организацией отражений звуковых волн от перегородок. Влияя друг на друга, они гасят громкость, но не мешаю свободному выходу газа.
Второй способ – организация гашения акустической волны звукопоглощающими веществами.
Они могут иметь разное строение, начиная от большого числа мелких отверстий в камерах глушителя, до пористых структур, фактически аналогичных, но с микроскопическими отверстиями для прохода газа.
Даже соты обычного катализатора эффективно гасят самые неприятные участки спектра.
Устройство резонатора и прямоточного глушителя
Именно резонатор, который расположен ближе к выпускному коллектору, берёт на себя основную роль в гашении самой громкой низкочастотной составляющей шума. Его первая гармоника совпадает с частотой чередования вспышек в цилиндрах.
Поэтому типичный резонатор представляет собой две камеры, сообщающиеся через отверстия в трубе круглого сечения.
Расчёт геометрии устройства позволяет использовать оба эффекта гашения – сглаживание пульсаций потока и взаимное гашение низкочастотных волн.
Здесь же происходит основное снижение температуры газа, поскольку его расширение преобладает над сжатием в пиках волны.
Прямоточные глушители принципиально отличаются. Некоторым эффектом снижения шума они обладают, но не располагают перегородками, поэтому не давят низкочастотную составляющую.
Это позволяет настраивать их в резонанс, повышая мощность. Но ни в какие нормы ПДД по шуму такие глушители не уложатся.
Почему прогорает глушитель
Сталь, из которой выполняется выпускная система, интенсивнее всего коррозирует при высокой температуре и влажности. Именно на выхлопе, состоящем большей частью из перегретого водяного пара, условия работы будут наихудшими.
Если использовать обычные конструкционные марки, то сквозная коррозия, а это именно она, а не прогар в классическом понимании, наступит за год-два эксплуатации.
Совершенно справедливо такие выпускные системы считаются расходниками, их разгерметизация никого не удивляет.
Как защитить от коррозии
Наиболее качественные и долговечные глушители выполняются из нержавеющей стали. Их высокая цена – плата за большой срок службы. Потребителю предоставляется свобода выбора – частая замена или высокие затраты.
Частично помогают защитные покрытия. Но они работают в основном от наружной коррозии, изнутри, находясь в потоке горячего газа и пара, никакая защита долго не проживёт.
Иногда используется компромисс – нержавеющая начинка в корпусе из обычной стали, но покрытом алюминиевой или иной защитной краской.
Помогает вентиляция, часто её делают сами владельцы, просверливая внизу глушителя небольшое отверстие для стока конденсата.
Некоторые заботливые владельцы умудряются защитить глушитель и изнутри. Его снимают и проливают различными составами, от металлосодержащих или графитовых жидких смазок до термолаков.
Помогает, но не принципиально. Радикальный способ один – установка заказного выхлопа из «нержавейки», очень эффективно, но недёшево.
Глушитель — назначение, устройство, работа
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).