3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Глушитель: устройство,тюнинг,работа,виды,ремонт

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 работае т благодаря поглощению шума наполнителем. Энергия звуковых волн преобразуется в тепло. Так наз ы ваемый «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 су жает 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

Читать еще:  Почему в интеркулере масло дизель

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.

Задачи глушителя автомобиля

Труба. Выхлопная, но труба. Простейшее на первый взгляд устройство, но от системы выхлопа зависит очень многое. Не только эстетическое звучание выхлопа, но и динамика автомобиля, и расход топлива, и комфорт в салоне, и наличие вибраций. Следовательно, если кто-то среди ночи спросит, для чего в автомобиле нужен глушитель, каждый уважающий себя автомобилист без запинки ответит:

  • для снижения уровня шума работы двигателя;
  • для уменьшения температуры выхлопных газов;
  • для отвода отрабротанных газов за пределы автомобиля;
  • для уменьшения уровня вредных выбросов в атмосферу.

Хотя последний пункт носит довольно условный характер.

Выхлопная труба работает в адских условиях. Температура отработанных газов на выходе из выпускного коллектора может достигать 800 градусов, а то и больше. Поэтому металл, из которого выполнен глушитель, должен не просто быть прочным, а и иметь некоторые термостойкие качества. Кроме температуры, на стенки выхлопной системы действует огромное давление, а высокая скорость перемещения выхлопных газов вызывает существенные звуковые колебания.

Разновидности глушителей

Модели различают по характеристикам и принципу действия. Преобразователи шума делают из металла – нержавеющей или черной стали с алюминиевым, цинковым покрытием. Первый тип универсален, подходит для разных машин, недорого стоит, но имеет маленький срок эксплуатации. Алюминизированные служат долго, но их выпускает ограниченное количество предприятий.

Схема устройства глушителя

По принципу работы глушителя автомобиля выделяют несколько групп:

  • Самые простые – ограничительные. Деталь сделана в форме трубы, которая сначала сужается и создает сопротивление, а заканчивается расширением. Устройство используют в качестве предварительного фильтра, а не для отвода выхлопных газов.
  • Отражательные. В корпусе вмонтированы акустические зеркала. Звуковая волна, сталкиваясь с препятствиями, постепенно теряет свою силу. Такая конструкция глушителя автомобиля применяется на выходе системы.
  • Резонаторные. В состав резонаторных приспособлений входят несколько камер, которые разделяет сплошная перегородка. Колебания частоты в замкнутых пространствах гасят друг друга. Такие конструкции отработанному потоку препятствуют незначительно. Глушители размещают после приемной трубы.
  • Поглотительные. Поглотители шумовые эффекты гасят с помощью специальных материалов. В корпусе не устанавливают лабиринт перегородок. Пространство заполняют стекловатой или минеральными волокнами. Звукоизоляция таких моделей ниже, поэтому привлекает сторонников тюнинга.

В спортивных машинах часто используют прямоточные фильтры. Такой глушитель автомобиля устроен более просто. В корпус из высокопрочного металла вмонтирована труба с многочисленными отверстиями. Перфорированная конструкция покрыта стекловолокном и стальной сеткой. Звуковые волны, проходя через систему, преобразуются в тепловую энергию. Цена прямоточных моделей обычно выше, их изготавливают полностью из нержавеющей стали.

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.

Устройство выхлопной системы автомобиля

Конструктивно устройство выхлопной системы автомобиля реализовано на базе выпускного коллектора, катализатора, резонатора, глушителя, соединительных труб, специального гофра и крепёжных элементов. В системах выхлопа современных автомобилей устанавливается дополнительно датчик кислорода (лямда-зонд), который обеспечивает контроль кислорода в отработанных газах.

Читать еще:  Как подключить усилок 4 канальный

Выпускной коллектор

Выпускной коллектор крепится непосредственно на выходное отверстие двигателя с помощью фланца. Он является началом любой системы выхлопа. В коллекторе отработанные газы из каждого цилиндра объединяются в общий поток, который поступает в соединительную трубу. На выходе из камеры сгорания создаётся высокое давление газов и большая температура.

Поэтому для обеспечения требуемой герметичности применяются специальные уплотнительные прокладки, изготовленные из огнеупорного графитового материала. Как правило, уплотнитель обрамлён кольцами из меди, что гарантирует максимально плотное соединение коллектора с двигателем.

Из-за специфики расположения коллектор постоянно работает в экстремальном режиме. Температура потока выхлопных газов может достигать +1000оС и более. После выключения двигателя температура внутри конструкции коллектора резко уменьшается. В такого резкого температурного перепада образуется конденсат, что приводит к образованию ржавчины.

Форма и размеры выпускного коллектора оказывает непосредственное влияние на характер пульсации потока выхлопа. В свою очередь, это сказывается на мощности силового агрегата. Для защиты узлов двигателя и элементов выхлопного тракта от вибрации и колебаний в современных автомобилях предусмотрена специальная виброизолирующая муфта (гофр), выполненная в виде гибкого металлического шланга, смонтированного в стальном кожухе.

Лямбда-зонд

Эффективность работы катализатора определяется степенью концентрации кислорода в выхлопных газах. Оптимальным является соотношение кислорода в топливной смеси 14,7 к 1. То есть, чтобы в выхлопе было минимальное количество вредных веществ, необходимо смешивать 1 часть топлива и 14,7 частей кислорода. Контроль этого соотношения в топливной смеси реализован путём измерения остатка кислорода в выхлопе. Поэтому лямбда-зонд установлен перед катализатором.

Катализатор выхлопной системы

Каталитический нейтрализатор (катализатор) обеспечивает снижение токсичности продуктов выхлопа. Это реализуется путём преобразования токсичных газов и в безвредные в результате восстановления окислов азота, в процессе которого появляется кислород. В свою очередь кислород используется в качестве катализатора для сгорания угарного газа и углеводородов. В зависимости от принципа работы нейтрализаторы могут восстанавливающими или окислительными. В том и другом случае катализатор представляет собой неразборную керамическую конструкцию в виде сот, защищённых специальным покрытием из огнеупорного платиноиридиевого сплава.

Надёжная и прочная конструкция современных катализаторов рассчитана на эффективную работу при пробеге в пределах 150 тысяч километров. Основными причинами преждевременного выхода из строя катализатора могут быть разрушение или повреждение блока-носителя в результате коррозии, загрязнения или оплавления. Оплавиться нейтрализатор может в случае, когда внутри его конструкции происходит догорание определённого количества горючей смеси из-за её неполного сгорания в КС в результате неисправностей в системах подачи топлива и зажигания.

Резонатор

Резонатор обеспечивает снижение шума двигателя, гашение пламени и транспортировку продуктов выхлопа по соединительной трубе к глушителю. Схема выхлопной системы предполагает монтаж резонатора за катализатором. В результате многочисленных испытаний установлено, что качество и эффективность работы резонатора оказывают непосредственное влияние на мощность двигателя. Надёжный и правильно работающий резонатор обеспечивает не только минимальный шум работы двигателя, но и существенно продлевает срок службы всей системы выхлопа.

Роль глушителя в выхлопной системе авто

Глушитель, как и резонатор, предназначен для снижения шумов выхлопа, но конструктивно выполнен по другой схеме. Как правило, он представляет собой металлический бак (ёмкость), внутри которого устроено несколько перегородок. Как вариант, перфорированная труба. В результате неоднократной смены направления потока снижается уровень шума. Внутри банки дополнительно устанавливаются звукопоглотители, изготовленные из специального волокна. В модернизированных типах глушителей внутри конструкции или в средней части перфорированной трубы оборудуются отсек большего диаметра. За счёт этого снижается скорость потока газов, что положительно сказывается на поглощении шума.

Соединительные элементы

Соединительные трубы обеспечивают соединение основных узлов в единый выхлопной тракт. Приёмная труба монтируется между выпускным коллектором и катализатором. Для соединения резонатора с глушителем применяется средняя труба, которая повторяет конфигурацию днища с учётом расположения различных узлов и элементов ходовой части.

Гофр является важным элементом, без которого не обходятся выхлопные системы. Он обеспечивает компенсацию вибрации и колебаний, которые возникают между компонентами конструкции выхлопа. Отработанные газы поступают из двигателя не равномерно. При открытии выпускных клапанов создаётся мощный поток, а при закрытии он прекращается. Чем больше количество цилиндров, тем выше частота колебаний.

Функции глушителя в системе выхлопа

Он выполняет одновременно две функции. Снижает уровень шума и токсичность выхлопных газов. Установлены нормы содержания угарных газов в продуктах сгорания топлива. И за это тоже отвечает этот необходимый механизм. Его устройство разработано таким образом, чтобы один процесс не мешал другому. Это достаточно сложный механизм, который совершенствовался вместе с машинами. Внешне, он выглядит как цилиндр с трубой с обоих концов. Казалось бы, что сложного.

Выхлопные газы из двигателя, проходя сквозь лабиринт патрубков и камер, очищаются. Звуковая же волна, встречая на своём пути сопротивление, теряет мощность и на выходе это уже не грохот, а довольно приятный слуху звук.

Где находится элемент и как он выглядит?

Главный источник шума – камеры сгорания работающего двигателя. Образующиеся там звуковые волны не могут проникать сквозь сплошные металлические стенки и стремятся выйти наружу по пути наименьшего сопротивления – через трубу выпускного тракта вместе с отработанными газами. Там и установлен глушитель в виде металлического бочонка круглой либо овальной формы.

Читать еще:  Как поменять масляный фильтр на ваз 2107

Схема работы выхлопной системы автомобиля выглядит так:

  1. Первой за выпускным коллектором установлена виброизоляционная гофра. Ее задача – сгладить колебания, передающиеся трубе от мотора.
  2. Пройдя гофру, дым и звуковые волны попадают в каталитический нейтрализатор. Его задача – дожечь остатки горючих газов, чтобы не выбрасывать в атмосферу. Внутри детали расположены мелкие керамические соты, которые частично поглощают и рассеивают звук.
  3. После нейтрализатора выхлоп проходит в бачок резонатора. Это первая ступень подавления шума.
  4. Последним в цепочке стоит глушитель, окончательно гасящий звуковые колебания.

По сути, резонатор – это тоже глушитель, его строение и принцип действия вы узнаете из следующего раздела.

Бачок резонатора всегда стоит вдоль оси машины, а глушитель может устанавливаться поперек (в задней части авто). Встречаются варианты, когда оба элемента совмещены в едином корпусе с целью экономии места. На автомобилях с V-образными двигателями большой мощности устанавливается распределенная система выхлопа на 2 трубы. Соответственно, количество всех деталей удваивается.

Устройство конструкции и назначение её составных частей

Детали, составляющие данную конструкцию, имеют различную функциональную нагрузку и собственные обозначения, отражающие этапность их работы. Сама схема выхлопной системы и наименования её частей, выглядят следующим образом:

Коллектор выпускной, представляет собой навесной тип оборудования силового агрегата, и предназначен для поступления в него отработавших частиц и газов топливной смеси с камер сгорания каждого из цилиндров, и изготавливается в основном из керамики, сплавов чугуна или нержавеющей стали, обладающих повышенной термоустойчивостью.

Приёмная труба, именуемая автолюбителями как «штаны», из-за схожего внешнего вида, предназначена для объединения нескольких потоков выхлопных газов в один, и для дальнейшего их продвижения к каталитическому нейтрализатору (катализатору). Труба зачастую оснащается так называемой гофрой, с помощью которой происходит гашение вибрации, передаваемой на всю конструкцию выхлопной системы работающим мотором.

Катализатор, представляет собой керамические соты, поверхность которых покрыта слоем сплава из платины и иридия, что позволяет вступить в химическую реакцию с ними выхлопным газам, в результате чего происходит их разделение на кислород и оксид азота. Выделенный кислород в катализаторе помогает более эффективно сгорать остаткам топливной смеси, в результате чего к глушителю подаётся исключительно азотно-диаксидноуглеродная смесь. Работу каталитического нейтрализатора контролирует специальный датчик лямбда зонд, передавая сигнал на блок управления силового агрегата автомобиля. Аналогичный датчик, устанавливается и на выпускной коллектор, для анализа показателей токсичности поступающих в катализатор отработанных газов.

Резонатор или пламегаситель, предназначен для понижения высокой температуры отработанных выхлопных газов, что достигается с помощью его ячеистого внутреннего строения. Последней деталью в конструкции, является глушитель, задача которого заключена в понижении шума работающего двигателя за счёт перфорированной трубы внутри его корпуса.

Все составные части выхлопной системы соединены друг с другом через фланцы с помощью крепёжных болтов и термостойких уплотнителей, отвечающих за герметичность данной конструкции, без которой невозможна полноценная работа двигателя современного автомобиля.

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.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector