Глушитель автомобиля. Что там внутри?
Глушитель является важным конструктивным элементом выпускной системы, без которого эксплуатация современного автомобиля просто невозможна. Автомобильный глушитель выполняет следующие основные функции:
• снижение уровня шума отработавших газов;
• преобразование энергии отработавших газов, снижение их скорости, температуры, пульсации.
Отработавшие газы, покидающие цилиндры двигателя, имеют высокое давление. При движении отработавших газов по выпускной системе создаются звуковые волны, распространяющиеся быстрее газов. Глушитель преобразует энергию звуковых колебаний в тепловую энергию, чем достигается снижение уровня шума до определенного (заданного) значения. Вместе с тем с применением глушителя в выпускной системе создается противодавление, которое приводит к некоторому снижению мощности двигателя.
В глушителе используется несколько технологий снижения уровня шума:
☑ 1: Устройство глушителя:
1: корпус;
2: теплоизоляция;
3: глухая перегородка;
4: перфорированная труба;
5: дроссель
• расширение (сужение) потока;
• изменение направления потока;
• интерференция звуковых волн;
• поглощение звуковых волн.
• Расширение потока реализовано посредством нескольких камер разного объема, разделенных перегородками.
• Позволяет эффективно гасить низкочастотные звуковые колебания.
• Наряду с расширением в глушителе осуществляется сужение потока с помощью диафрагменного отверстия (дросселя). Используется для гашения высокочастотного шума.
6. передняя перфорированная труба;
7. впускной патрубок;
8. средняя перегородка;
9. выпускной патрубок;
10. передняя перегородка;
11. задняя перфорированная труба;
12. задняя перегородка;
13. корпус
В глушителе, за исключением прямоточных глушителей, предусматривается изменение направления движения потока отработавших газов. Угол поворота потока находится в пределе 90-360°, чем достигается гашение средне- и высокочастотных звуковых колебаний.
Интерференция звуковых волн, в зависимости от характера их наложения, приводит к увеличению (конструктивная интерференция) или уменьшению (деструктивная интерференция) амплитуды колебаний. В глушителе используются оба вида интерференции. Технология реализована с помощью перфорационных отверстий в трубах глушителя. Изменяя размер отверстий и объем окружающей трубу камеры можно добиться гашения звуковых колебаний в широком диапазоне частот.
1: звукопоглощающий материал;
2: корпус;
3: прямоточный выпускной патрубок;
4: стальня сетка;
5: перфорированная труба;
6: цельносварные стыки
При прохождении звуковых волн через специальный звукопоглощающий материал происходит их поглощение. Данный способ эффективен при гашении высокочастотных звуковых колебаний.
Для достижения наибольшего эффекта данные технологии в глушителях используются, как правило, в комплексе.
В современных автомобилях устанавливается от одного до пяти глушителей, в основном – два. Ближайший к двигателю глушитель называется предварительным (передним) глушителем или резонатором. За ним следует основной (задний) глушитель. Для каждой конкретной модели автомобиля и марки двигателя используется свой набор глушителей.
☑ Устройство резонатора
Резонатор служит для предварительного снижения уровня шума и уравновешивания пульсаций потока отработавших газов. Конструктивно резонатор представляет собой перфорированную трубу, помещенную в металлический корпус. Для повышения эффективности гашения колебаний в трубе выполняется дроссельное отверстие.
☑ Устройство основного глушителя
Основной глушитель обеспечивает окончательное шумоподавление. Он имеет более сложную конструкцию. В металлическом корпусе размещается несколько перфорированных трубок. Корпус разделен перегородками на 2-4 камеры. Некоторые камеры могут заполняться звукопоглощающим материалом. В основном глушителе поток отработавших газов многократно меняет свое направление – лабиринтный глушитель.
Из всех конструктивных элементов выпускной системы больше всех подвергается модернизации (тюнингу) глушитель. При тюнинге выпускной системы устанавливается т.н. прямоточный глушитель (одна прямоточная труба на все камеры без изменения направления потока). Такой глушитель обладает меньшим противодавлением, но существенной прибавки в мощности двигателя он не дает. Основное преимущество прямоточного глушителя «благородное» или «спортивное» звучание автомобиля (кому, что больше нравиться).
☑ Устройство прямоточного глушителя
Конструкция прямоточного глушителя объединяет корпус из нержавеющей стали, в котором размещена перфорированная труба, обернутая стальной сеткой и звукопоглощающим материалом. Стальная сетка обеспечивает в основном защиту звукопоглощающего материала от выдува. В качестве звукопоглощающего материала используется стекловолокно. В прямоточном глушителе звуковые волны беспрепятственно проходят через отверстия трубы, металлическую сетку и поглощаются стекловолокном (преобразуются в тепловую энергию).
Sorry, you have been blocked
This website is using a security service to protect itself from online attacks. The action you just performed triggered the security solution. There are several actions that could trigger this block including submitting a certain word or phrase, a SQL command or malformed data.
What can I do to resolve this?
You can email the site owner to let them know you were blocked. Please include what you were doing when this page came up and the Cloudflare Ray ID found at the bottom of this page.
Cloudflare Ray ID: 7f2f0d58fe163244 • Your IP: Click to reveal 178.132.111.83 • Performance & security by Cloudflare
Для чего нужен прямоток, и что он дает?
Легенда — установка прямоточной банки глушителя. Зачастую обычно переваркой стандартного. Логика, газы будут лучше выходить, мотор будет легче «дышать», ну и звук как у болида.
Реальность: . сопротивление на пути газов не случайно. Поскольку мотор их всасывает и выбрасывает с большими частотами, появляются колебания и создается резонанс, позволяющий по инерции вводить смесь и выводить газ из двигателя. Здесь рассчитано всё, диаметры труб, длина, углы сгибов и сопротивление. Внесение изменений в какую либо деталь приводит к неработоспособности остальной конструкции.
Прогорает не только глушитель: что разваливается и как ремонтируется в системе выпуска?
Многие наверняка встречались с ситуацией, когда машина начинала реветь голосом Джигурды. Сначала тихонько порыкивала, потом начинала ворчать громче, а затем – просто орала. Часто эту тягу машины реветь объясняют просто – «прогорел глушитель». Но на самом деле не только глушитель может прогореть – сама система выпуска устроена сложнее, чем кажется. Давайте посмотрим, что в ней может ворчать, рычать и издавать другие непотребные звуки.
От «штанов» до «банки»
Система выпуска нужна не только для отвода отработавших газов. У неё есть несколько функций, и снижение уровня шума и токсичности выхлопа – это ещё не всё.
Во-первых, отработавшие газы крутят крыльчатку турбины (или турбин, если их две) на наддувных моторах. Но об этом говорить не будем, это немного другая тема. Во-вторых, лямбда-зонды (кислородные датчики), установленные на выпуске, нужны для подготовки топливной смеси. Они передают данные о количестве несгоревшего кислорода, на основе которых ЭБУ корректирует состав смеси. В-третьих, да: система выпуска должна снижать токсичность выпуска, в первую очередь – концентрацию соединений углерода, оксидов азота и сажи. Тут есть отличия между бензиновыми и дизельными моторами, но в эту тему тоже лезть не будем: про каталитические нейтрализаторы, сажевые фильтры и мочевину мы уже рассказывали много. Ну и, конечно же, выпускная система должна снижать шум от работы мотора. Вот это как раз наша тема, об этом и будем говорить.
Несмотря на то что системы выпуска могут немного отличаться, принципиальная схема для любого атмосферного мотора у них одинаковая. Она состоит из нескольких элементов: выпускного коллектора (который иногда называют «пауком» или «штанами»), муфты, катализатора, выпускной трубы, резонатора и глушителя (который иногда называют «банкой»). Ещё сюда можно добавить кислородные датчики и систему подвеса выпуска. Причиной возникновения посторонних звуков может быть всё, кроме, пожалуй, датчиков. Для чего нужны все эти детали?
Выпускной коллектор – это первое, что стоит на пути отработавших газов (если не считать газораспределительный механизм). Его задача – отвести газы от каждого цилиндра в одну общую выпускную трубу. И сделать это ему надо по-умному: обеспечив качественную продувку и наполнение камер сгорания. Известно, что движение газов происходит волнообразно, что часто затрудняет выпуск газов и наполнение камер сгорания. Поэтому конструкция коллектора – штука почти всегда сложная, а поиску оптимальных форм и сечений труб уделяют много времени. Каждый, скорее всего, слышал о стремлении тюнеров разного пошиба поставить на свою «чепырку» выпуск 4-2-1 – то есть коллектор, у которого сначала четыре трубы сходятся в две, а уже после этого – две трубы в одну. Более простые коллекторы имеют схему 4-1, при которой все четыре трубы (если речь идёт о четырёхцилиндровых моторах) сразу сходятся в одну. Ну да бог с ним, главное – коллектор в выпуске есть.
К блоку он крепится намертво, а вот после него (и катализатора) может стоять гофра (она же – виброизоляционная муфта). Её задача – изолировать вибрацию работающего мотора от остальной системы выпуска. С одной стороны, это продлевает жизнь самому выпуску, а с другой – снижает количество вибрации на кузове. А это не только его сохранность, и но комфорт тех, кто сидит внутри.
Следующий элемент – резонатор. Он же – передний или предварительный глушитель. На экологию он никак не влияет, и его единственная задача – снизить уровень шума. Собственно, поэтому он и называется резонатором. В нём волны выхлопа отражаются и образуются стоячие волны. То есть звук после него должен стать ровным, а не грохотать, как череда выстрелов. Но окончательно шум исчезает в основном (заднем) глушителе. Конструктивно он немного похож на резонатор: внутри у него тоже есть и перфорированные трубы, и отсеки, внутри которых газы гуляют, как по лабиринту, теряя скорость и температуру. Формулировка несколько упрощённая, но наглядная.
Ещё одна деталь – это трубы, как минимум приёмная и средняя. Тут всё просто, они соединяют остальные элементы выпуска. И, наконец, вся конструкция не прикручена к кузову или раме намертво, а крепится системой подвеса с резиновыми амортизаторами (бубликами или кому как нравится). Это вполне логично. Подумайте сами, какая дрожь пробирала бы кузов, если бы выпуск крепился к нему намертво. Для снижения вибраций и используются подвес и гофра.
С устройством в общих чертах разобрались. Теперь будем смотреть, что тут может пойти не так. Начнём с самого начала – с коллектора.
Что сечёт?
Выпускной коллектор работает в очень жёстких условиях. Больше всего, конечно, он страдает от температуры, которая обычно колеблется в диапазоне от 700 до 1000 градусов. Иногда она может быть и выше – до 1300. Поэтому сам коллектор делают из тугоплавких материалов. Это хорошо, но есть у него одно слабое место – прокладка между ним и блоком. Если прокладка прогорит, появляется звук, который описывают словами «прокладка сечёт». Часто это свистящий звук, источник которого найти несложно. Способ устранения очевидный – замена прокладки. При этом нужно обратить внимание на крепёж самого коллектора: сама по себе прокладка обычно не прогорает. А вот если, например, сломается шпилька, которая его притягивает к блоку, то она прогорит очень быстро: её сожгут прорывающиеся через неплотность раскалённые отработавшие газы. Поэтому если прокладка «сечёт», в первую очередь нужно смотреть именно на крепёж коллектора.
Этот звук выпуска найти проще всего хотя бы по одной причине: для этого не надо лезть под машину. Чтобы определиться с источником другого рыка, придётся либо использовать подъёмник, либо лезть под машину ползком (что не всегда удобно, возможно или безопасно).
Великая страдалица и бубнилово
По причине пожилого возраста первой обычно погибает гофра. Это единственный мягкий элемент, который от природы должен быть подвижным. И ему же приходится работать при высокой температуре, так как стоит он обычно не слишком далеко от выпускного коллектора. Звук прогоревшей гофры очень легко спутать, например, со звуком прогоревшего резонатора: часто они стоят рядом, и, сидя в салоне, определить источник низкочастотного гула трудно. Так что если чувствуете, что гудит где-то в ногах, это может быть и гофра, и резонатор. Так что лезть под машину придётся однозначно.
Теоретически гофры не ремонтируют, их просто меняют. Причём искать оригинальную гофру необходимости нет, их выпускают многие, и стоят они немного. Главное, знать её длину и диаметр (например, 200х40, где 200 мм – длина, 40 – диаметр). Способ замены зависит от расположения гофры, но обычно этот процесс не самый трудоёмкий и в сервисе стоит не слишком дорого. Тем не менее находятся уникумы, которые предпочитают гофру ремонтировать. Способы бывают разные. Популярный – это обматывать гофру пропитанным эпоксидкой эластичным бинтом. Понятно, что всё это сразу разваливается, а если намотать что-то совсем неподходящее, можно устроить пожар. Так что выход один: менять и не пытаться изобретать велосипед.
Отличительная особенность звука, который издаёт отдавшая богу душу гофра, – он может быть плавающим, то тише, то громче. Причина – как раз та самая подвижность гофры. Если прогорает резонатор, то он всегда бубнит одинаково.
Сами трубы ржавеют насквозь редко. Фланцы – да, могут заржаветь до того состояния, когда разъединить их уже невозможно. Бывает, что трубы сгнивают в местах сварки с глушителем или резонатором, но всё-таки чаще гниют сами глушители и резонаторы.
Если в трубе есть небольшая дырка, её можно заварить. Надёжнее, конечно, будет замена, но если очень хочется, можно побаловаться сваркой. Есть, правда, и более забавный способ устранения таких дыр: оборачивание жестянкой от алюминиевой банки с последующим затягиванием этой жестянки хомутом. Разрешите мне этот метод не комментировать – жалко собственную психику.
Как я уже говорил, отличить звук прогоревших гофры и резонатора сложно, особенно если они стоят аккурат друг за другом. Так что если Джигурда поселился где-то в ногах сразу за мотором – придётся разбираться, где именно он сидит. Другое дело – основной глушитель. Он рычит сзади, и ошибиться тут сложно. Само собой, если он прогорел или проржавел, его тоже нужно менять: кустарный ремонт проблему не решает.
Не всё просто
Вроде бы ничего сложного нет: прогорело – заменил. И всё. Но нет. Оказывается, тут тоже можно напортачить. Чаще всего это касается замены катализатора на пламегаситель. Ошибок бывает несколько.
Первая – это установка копеечного пламегасителя. Такие сейчас модно ставить в сервисах, которые обещают удалить катализатор бесплатно. Встречали такую рекламу? Наверняка. В составе нейтрализатора есть драгоценные металлы, и некоторые готовы вырезать катализаторы только ради того, чтобы потом их сдать. Навар получается не слишком большим, и чтобы на этом заработать, удаляют катализаторы варварски. Иногда просто разрезают корпус, выбивают катализатор ломом, затем корпус заваривают. Само собой, после этого машина начинает рычать, как слон, умирающий от рака хобота. Лучше, конечно, вместо катализатора поставить хороший пламегаситель. В этом случае машина хотя бы не будет орать. Ну и, кроме того, иногда требуется создать небольшое противодавление: некоторые моторы после удаления катализатора могут начать жрать масло – мы про это писали. Таких моторов немного, но они есть.
Следующая ошибка – это некорректное отключение датчиков кислорода. Как я уже говорил, датчики до катализатора участвуют в приготовлении топливной смеси, а если они не работают, последствия могут быть совсем печальными. И повышенный расход топлива – далеко не самое плохое.
Лямбды-датчики, стоящие после катализатора, контролируют его работу. Разумеется, если катализатор выбили, им контролировать нечего, они огорчаются и показывают ошибку, поэтому вместо них ставят «обманки». Иногда удачно, иногда – нет. Лучший способ – это перепрошивка на Евро 2 с программным отключением этих датчиков, но, разумеется, в сервисах «удалим-катализатор-бесплатно» такого не делают. В лучшем случае грохнут раздел диагностики. Так что выбирать место для ремонта нужно тщательно.
Стучит, гремит, но не рычит
Бубнёж, рычание и сечение – это ещё не все звуки, которые может издавать больная система выпуска. Иногда она стучит. Такое случается, если порваны резиновые амортизаторы системы подвеса или отгнили крепления этих резинок. Причём стук может быть очень существенным. Например, если резонатор во время резкого разгона начинает дубасить о подрамник. Конечно, опытный механик такую неисправность обнаружит легко, но таких механиков уже пора заносить в Красную книгу. Так что если что, имейте в виду: при осмотре машины снизу бывает нелишним хорошенько подёргать выпуск. Глядишь, что-нибудь да обнаружится.