Составные части выхлопной системы. Глушитель для оружия – устройство и описание. Принцип работы выхлопной системы

Казалось, прошло не так много времени с тех пор, как автомобильный глушитель использовался исключительно для удаления из системы отработанных газов. Второй его задачей было уменьшение уровня шума.

Это и не удивительно. Когда только автомобили появились, существовали лишь специальные клапаны, которые открывались по команде водителя. При этом раздавался настолько громкий свист, что администрациями всех больших городов в мире было запрещено совершать данное действие в городских пределах.

Прошли годы, и появился полноценный автомобильный глушитель. Мало того, с тех пор он претерпел множество модификаций. Одна из последних позволила в значительной мере увеличить эффективность работы двигателя.

Устройство глушителя

Общая Схема

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.

Конструкция

Вариаций конструкции глушителя для автомобилей существует множество. При этом значение имеют следующие факторы:

• марка машины,
• объём двигателя,
• производитель,
• модель.

К счастью, несмотря на множество вариаций внутреннее устройство у всех глушителей для автомобилей практически идентичное. Оно состоит из перегородок, перфорированных патрубков и жаростойкой ваты.

Главная задача автомобильного глушителя замедлить скорость движения отработанных газов. Это позволяет сгладить такты во время работы мотора. Точных стандартов для внутренней конструкции нет, поэтому каждый производитель старается найти свои уникальные ходы, которые дадут ему преимущества над конкурентами.

Внимание! Разрез одного автомобильного глушителя может крайне отличаться от разреза аналогичной детали другой компании.

Определяющим фактором является общая схема выхлопной системы. В качестве примера возьмём конструкцию, у которой маленький резонатор. Подобное конструкторское решение приведёт к тому, что система не сможет в должной мере сглаживать поток. Это, в свою очередь, повысит нагрузку на глушитель.

Увеличение нагрузки вынуждает конструкторов увеличить размеры автомобильного глушителя. Также изменению подвергается внутреннее строение. Впрочем, вы можете убедиться в этом из картинок выше. Каждая конструкция представляет собой собрание трубок и перегородок. Главная же её задача — максимально эффективное использование объёма.

Благодаря множеству отверстий в трубках отработанные газы могут быстро рассеиваться в объёме конструкции автомобильного глушителя. В свою очередь роль перегородок заключается в том, чтобы направить их обратно. Это сглаживает неравномерность потока.

Внимание! Роль сдерживающей силы выполняет минеральная жаростойкая вата. Это сохраняет стенки бачка и в значительной мере способствует понижению уровня шума.

Делаем глушитель своими руками

Как видите, автомобильный глушитель не представляет собой особенной сложности. Неудивительно, что многие автомобилисты решаются сделать его самостоятельно. Но не всё так просто как может показаться. К примеру, существует множество модификаций автомобильных глушителей, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Внимание! Перед тем как сделать автомобильный глушитель самостоятельно, вы должны определиться, для каких именно целей он вам нужен. Только после этого вы сможете подобрать оптимальный вариант.

Проверенный метод изготовления глушителя своими руками

Одним из самых простых методов изготовления данного устройства является способ, в основе которого лежит обычный огнетушитель. Именно он послужит заготовкой для будущего изделия. При этом вам понадобится:

• труба со внутренним диаметров в два дюйма;
• детали старого глушителя;
• сварочные электроды;
• аппарат для сварки;
• болгарка,
• отрезные круги для металла.

В качестве основы идеально подойдёт старый автомобильный порошковый огнетушитель. Результатом проделанных манипуляций станет устройство, которое позволит с достаточной эффективностью использовать все возможности двигателя. Алгоритм создания состоит из таких этапов:

1. Открутите от огнетушителя головку и высыпьте порошок.
2. Расширьте имеющееся отверстие под трубу. С противоположной стороны сделайте такое же. При этом оно должно смещаться ближе к стенке.
3. На отрезках труб, что будут внутри, необходимо проделать надрезы болгаркой. Они должны быть сквозными.
4. Вмонтируйте отрезки в баллон. Перфорированные отрезки должны размещаться по центру или максимально близко к нему.
5. Соединения нужно тщательно обварить. При этом соблюдайте придельную осторожность, чтобы не прожечь металл насквозь.
6. Отрежьте от огнетушителя крепежи. Приварите их к автомобильному глушителю.

После того как автомобильный глушитель будет сделан вам понадобится проверить его надёжность. Для этого заткните трубу заглушкой, и заполните устройство водой. Протечек быть не должно.

Внимание! После слива воды перед установкой нужно продуть автомобильный глушитель.

Итоги

Из-за постоянного развития автомобильной промышленности появилось новое поколение глушителей, которые позволяют в значительной мере увеличить эффективность работы двигателя. Создать подобное устройство под силу каждому автомобилисту, достаточно следовать инструкции.

2362 Просмотров

Машина представляет собой достаточно сложную технику. Особенно это касается тех автомобилей, которые выпускаются в настоящее время и буквально напичканы большим количеством различных систем, включая сложную электронику. Тем не менее, даже не смотря на столь быстрое развитие автомобильной техники, часть устройств остаются практически неизменными даже с течением десятилетий и незначительно меняют свою конструкцию. Одним из таких примеров является выхлопная система, которая играет большую роль в обеспечении надлежащего уровня шума, создаваемого автомобилем. Сегодня мы выясним устройство глушителя автомобиля, из чего состоит его конструкция и в чем его особенности при работе на современных авто.

Общий смысл

Те, кто придумал и изобрел первые автомобили, применяли глушители так называемого прямоточного принципа действия.

По сути, «первобытная» прямоточная выхлопная система представляла собой обыкновенную трубу, которая соединяла двигатель с окружающей средой и позволяла выводить отработавшие газы непосредственно в атмосферу.

С течением времени подобные выхлопные системы стали уходить в прошлое, и ведущие американские и европейские производители придумали более сложный механизм. В отличие от прямоточного выхлопа, он позволил не только понизить уровень шума, который издавал двигатель при работе, но и понизить токсичность выбрасываемых в атмосферу газов.

В общих чертах, схема работы современной выхлопной системы значительно сложнее, чем в случае с прямоточным типом, а потому имеет сразу несколько рабочих элементов, каждый из которых, в свою очередь, обладает достаточно сложной конструкцией. Их постоянное взаимодействие позволяет многократно снижать шумы, повышать экологичность и даже понижать расход топлива, что особенно заметно сказывается на кошельках владельцев и их желании владеть тем или иным легковым автомобилем в дальнейшем.

Выпускной коллектор

Чтобы глушитель работал, его необходимо соединить с двигателем. Причем соединение необходимо производить именно в том месте, где происходит выброс отработавших газов при завершении очередного рабочего такта.

Эту немаловажную функцию выполняет деталь, которая называется выпускным коллектором. В народе этот элемент часто называют «штанами», за его специфическую форму и схему устройства. По своей сути, выпускной коллектор представляет собой металлическую трубку с толстыми стенками, которая постепенно разделяется на несколько других и плотно соединяется с головкой блока цилиндров. Через эти несколько разветвлений выхлопные газы собираются от каждого цилиндра воедино, откуда централизованно поступают в объединяющую трубку и отправляются в сторону задней половины корпуса.

Толщина стенок и материал изготовления также выбраны отнюдь не случайно. Стоит учитывать, что выхлопные газы поступают из двигателя нагретыми до крайне больших температур. Именно с этой целью в качестве материала изготовления был выбран чугун, а толщина стенок сделана максимально возможной. Это позволяет избегать чрезмерного расширения металла и его растрескивания с течением эксплуатации.

Резонатор

Резонатор - это именно та деталь, которая различает прямоточное устройство отведения газов от классического. Если говорить конкретнее, то у прямоточных устройств резонатор отсутствует как таковой. В случае тюнинга это позволяет добиться большей мощности при работе, а также сделать шум мотора более громким и впечатляющим.

Резонатор придумали для того, чтобы уменьшать уровень шума, поступающего из двигателя. Этот элемент функционирует за счет законов акустики, но при этом имеет достаточно простое устройство и принцип действия.

Резонатор выглядит изнутри подобно субмарине: эллипсоид состоит из нескольких отсеков, поделенных при помощи толстых металлических стенок. Ни одна из стенок, кроме двух крайних, не является сплошной. Каждая из них имеет отверстие, в которое вставлена короткая трубка. Каждая трубка, в свою очередь, имеет в себе большое количество небольших отверстий на стенках.

Из выпускного коллектора газы поступают в первый отсек резонатора. Затем газ ударяется об стенку первого отсека и начинает искать себе выход. Просачиваясь сквозь отверстие в виде трубки, шумовые волны и колебания частично гасятся. Отверстия в стенках трубки предназначены для того, чтобы газы более равномерно рассеивались во втором отсеке и также частично теряли свою энергию.

Проходя через несколько отсеков, газы практически не колеблются. Это позволяет уменьшать их шумность в несколько раз. Кроме того, в современных системах нередко применяются так называемые катализаторы, которые делают газ менее токсичным и уменьшают его вред для окружающей среды.

Выхлопная система автомобиля (система отвода выхлопных газов) - это, что уже и так понятно из названия, система выпуска отработавших газов. Выхлопная система, вопреки частым мнениям, очень важная система автомобиля. В ее функции входит:

• Снижение токсичности отработавших газов (положительно влияет на экологию)
• Подавление шума (снижает уровень шума)
• Вывод горячих, токсичных газов за корму автомобиля (предотвращает попадания токсичных газов в салон)

Помимо этого выхлопная система создает необходимое сопротивление выхлопных газов, что влияет на эксплуатационные характеристики автомобиля. Также системы удаления выхлопных газов, особенно спортивные выхлопные системы, играют немаловажную роль во внешнем виде автомобиля, а также в звуке, создавая приятный тембр.

В простонародье, выхлопную систему, практически всегда называют просто "глушитель". Но это не совсем верно, так как глушитель это всего лишь одна из составляющих выхлопной системы. Система удаления выхлопных газов состоит из:

• коллектора (соединяет несколько выхлопных выходов в один);
• приемной трубы (соединяет коллектор с катализатором или гофрой);
• гофры (снижает вибрации передаваемые от двигателя)
• катализатора (преобразовывает токсичные газы в безвредные);
• резонатора (снижает уровень шума);
• средней трубы (соединяет резонатор с глушителем);
• глушителя (выполняет ту же функцию, что и резонатор, но устроен несколько иначе и в качестве звукопоглощающего материала использует особенное волокно).

Рассмотрим работу выхлопной системы более подробно. После сгорания топливной смеси, остается много несгоревших токсичных газов, под высоким давлением они попадают в коллектор, задача которого соединить все выхлопные выходы в один. Коллектор обычно создает высокое сопротивление для отработавших газов, поэтому очень часто, в тюнинге и спорте, штатный коллектор заменяется на так называемый "паук". По сути это тот же коллектор, но имеет более плавные изгибы для снижения сопротивления потоку газов. После коллектора газы попадают в приемную трубу, в которой температура может достигать 1000 о С. Из приемной трубы газы попадают через гофру в катализатор, главная задача которого дожечь не сгоревшие вредные соединения и преобразовать токсичные газы в безвредные. В большинстве автомобилей он также снижает уровень шума и придает выхлопу приятный звук. После катализатора уже относительно безвредные газы попадают в резонатор, который значительно снижает уровень шума, далее по средней трубе (которая зачастую имеет странную, причудливую, хитрую, извитленную форму, так как она должна повторять геометрию днища кузова и оставлять место для других агрегатов автомобиля) газы попадают в глушитель, который также снижает уровень шума, как и резонатор, но имеет несколько другое устройство.

Причины выхода выхлопных систем из строя

О том, что выхлопная система автомобиля неисправна и требует ремонта, может сказать любой автолюбитель, так как неисправная система выхлопных газов сопровождается:

• громким "ревом";
• снижением мощности двигателя (ухудшается тяга и ускорение);
• нестабильной работой двигателя (скачки оборотов на холостом ходу)
• попаданием выхлопных газов в салон автомобиля;
• появлением копоти на деталях

Поэтому, с ремонтом выхлопной системы нельзя откладывать, тем более что ремонт "запущенной" системы выхлопных газов обойдется в гораздо большую сумму . Чаще всего причиной выхода выхлопной системы из строя является коррозия и механические повреждения. Ржавчина "съедает" корпуса глушителей, катализаторов и резонаторов, а так же промежуточные трубы и сварочные швы крепления деталей. Как правило, это происходит из-за постоянных, сильных перепадов температур, попадания на выхлопную систему воды, соли и реагентов, скапливающегося конденсата внутри глушителя и резонатора, а так же из-за содержащихся в системе активных химических соединений.

Оснащенный двигателем внутреннего сгорания автомобиль нуждается в системе, через которую бы осуществлялся выпуск отработанных газов. Такая система, названная выхлопной, появилась одновременно с изобретением двигателя, и наряду с ним на протяжении многих лет совершенствовалась и модернизировалась. Из чего состоит выхлопная система автомобиля, и как работает каждый ее компонент, мы расскажем в этом материале.

Три столпа выхлопной системы

Когда топливовоздушная смесь в цилиндре двигателя сгорает, образуются отработанные газы, которые необходимо вывести, чтобы цилиндр снова наполнился необходимым количеством смеси. Для этих целей автомобильные инженеры изобрели выхлопную систему. Она состоит из трех основных компонентов: выпускного коллектора, каталитического конвертера (), глушителя. Рассмотрим каждый из компонентов этой системы в отдельности.

Схема выхлопной системы. В данном случае резонатор — это дополнительный глушитель.

Выпускной коллектор появился практически одновременно с ДВС. Он представляет собой навесное оборудование двигателя и состоит из нескольких труб, которые соединяют камеру сгорания каждого цилиндра двигателя с каталитическим конвертером. Изготавливается выпускной коллектор из металла (чугун, нержавеющая сталь) или керамики.

Так как коллектор постоянно пребывает под воздействием высоких температур отработанных газов, более «жизнеспособными» являются коллекторы из чугуна и нержавеющей стали. Причем, коллектор из нержавеющей стали предпочтительнее, так как в процессе охлаждения агрегата после остановки автомобиля на нем собирается конденсат. В чугунном коллекторе конденсат может вызвать коррозию, а в коллекторе из нержавейки коррозии не возникает. Преимущество керамического коллектора – в его малом весе, но он не может длительное время выдерживать влияния высоких температур отработанных газов и трескается.

Принцип работы выпускного коллектора прост. Отработанные газы через выпускной клапан попадают в выпускной коллектор, а оттуда – в каталитический нейтрализатор. Кроме основной функции отвода выхлопных газов, коллектор помогает камерам сгорания двигателя продуваться и «забирать» новую порцию отработанных газов. Происходит это благодаря разнице давления газов в камере сгорания и коллектора. В коллекторе давление ниже, чем в камере сгорания, поэтому в трубах коллектора образуется волна, которая, отражаясь пламегасителя (резонатора) или каталитического нейтрализатора, идет назад к камере сгорания, и в момент очередного цикла выхлопа способствуют выведению очередной порции газов. Скорость создания этих волн зависит от скорости оборотов двигателя: чем выше обороты, тем быстрее «ходит» в коллекторе волна, и тем скорее камера сгорания цилиндра освобождается от выхлопных газов. Выпускной коллектор – один из наиболее популярных агрегатов для тюнинга.

Из выпускного коллектора отработанные газы попадают в каталитический конвертер или нейтрализатор. Он состоит из керамических сот, на поверхности которых находится слой платиноиридиевого сплава.

Соприкасаясь с этим слоем, из выхлопных газов посредством химической реакции восстановления образуются оксиды азота и кислород, который используется для более эффективного сгорания находящихся в выхлопе остатков топлива. В результате воздействия реагентов катализатора, из него в выхлопную трубу подается смесь из азота и диоксида углерода.

Наконец, третьим основным элементом выхлопной системы автомобиля является глушитель, который представляет собой устройство, предназначенное для снижения уровня шума при выпуске отработанных газов. Он, в свою очередь, состоит из четырех компонентов: трубы, соединяющей резонатор или каталитический конвертер с глушителем, глушитель, выхлопная труба и наконечник выхлопной трубы.

Очищенные от вредных примесей выхлопные газы поступают от катализатора по трубе в собственно глушитель. Корпус глушителя изготовляют из различных видов стали: обычной (срок службы – до 2 лет), алюминизированной (срок службы – 3-6 лет) или нержавеющей (срок службы – 10-15 лет). Он имеет многокамерное строение, при этом каждая камера снабжена отверстием, через которое выхлопные газы поступают в следующую по очереди камеру. За счет такой многократной фильтрации, выхлопные газы глушатся, звуковые волны выхлопа гасятся. Далее газы поступают в выхлопную трубу. В зависимости от мощности установленного на автомобиль двигателя, может варьироваться количество выхлопных труб: от одной до четырех. Последним элементом выступает наконечник выхлопной трубы. Он изготавливается из хромированной стали и выполняет эстетическую функцию. Выхлопная труба и ее наконечники также являются элементами тюнинга автомобиля.

На автомобилях с устанавливают глушители меньших размеров, чем на машинах с атмосферными моторами. Дело в том, что турбина использует для работы выхлопные газы, поэтому в выхлопную систему попадает лишь некоторая их часть – вот почему у таких моделей маленькие глушители.

При работе любого двигателя происходит сгорание топлива и выделение газов, являющихся продуктами его сгорания. Для отвода выхлопных газов от двигателя за пределы кузова автомобиля используют систему труб и специальных емкостей, которые в целом и составляют глушитель.

Глушитель, это слишком общее название для системы отвода выхлопных газов. Система состоит из следующих элементов:

Выпускной коллектор
Приемная труба
Катализатор дожига выхлопных газов
Резонатор
Глушитель

Каждому из этих элементов отводится своя роль и в целом они выполняют работу по нейтрализации вредных выбросов и гашения шума отработавших газов.

Всем видимо не раз приходилось на практике сталкиваться с ситуацией, когда прогорает какой – либо из элементов системы выпуска. Это невозможно не услышать, так как резко меняется тихий звук работы мотора на неприятное «рычание».

Чем больше прогорает глушитель, тем громче звук выхлопа. Если же вообще убрать глушитель, то звук вашего мотора способен разбудить всех жителей окрестных домов. Это связано с тем, что сгоревшие газы под большим давлением вырываются наружу и создают звуковые колебания воздуха в несколько сотен децибел.

Задача глушителя помимо снижения звука выхлопа,еще и не создать значительного сопротивления выходу выхлопных газов,иначе это отразится на продувке и наполнении цилиндров, а стало быть неполному сгоранию и потере мощности.

Каким же образом звуковые волны гасятся в глушителе?

Слышимый нами шум, это акустические волны, несущие в себе энергию. Задача глушителя заключается в том, чтобы энергию колебаний воздуха перевести в тепловую энергию.
Для того, чтобы провести это преобразование энергии существует несколько типов устройства глушителей автомобиля , которые можно поделить на четыре группы: ограничители, резонаторы, отражатели и поглотители.

Ограничители

Один из простейших преобразователей энергии колебаний. В корпусе глушителя входящая труба заметно сужается, создавая акустическое сопротивление, а сразу за сужением большой объем емкости корпуса глушителя. Продавливаясь через сопротивление на сужении трубы, звуковые колебания на выходе сглаживаются объемом. Энергия начинает рассеиваться в в дросселе, нагревая газ. Получается, что чем меньше отверстие (дроссель) тем больше сопротивление, а стало быть более эффективное сглаживание. Однако это создает серьезное сопротивление потоку и как глушитель, это неподходящий вариант. Хотя как предварительный глушитель – весьма распространенная конструкция.

Резонаторы

В глушителях резонаторного типа применяют замкнутые пространства, расположенные рядом с трубой и соединенные с ней несколькими рядами отверстий. Зачастую в одном корпусе выполняется два разных по объему отделения, разделяемых глухой переборкой.

Получается, что каждое из отверстий в глухой полости представляет собой резонатор, который возбуждает колебания собственной частоты. Резонансная частота резко гасится благодаря изменению условий ее распространения вследствие трения частиц выхлопного газа в отверстии. Подобные устройства глушителя автомобиля эффективно гасят низкие частоты и применяются в основном как предварительные, стоящие первыми в системе выпуска. Они не оказывают сопротивление потоку в большой степени,та к как не уменьшаю сечение.

Отражатели

В корпусе глушителя помещается несколько пар акустических зеркал, от которых отражаются звуковые волны. Если сделать своеобразный лабиринт из подобных зеркал, то в итоге рассеется вся энергия звуковых колебаний и на выходе будет лишь чуть слышимый звук.

Подобным образом устроен пистолетный глушитель. Это уже более совершенная конструкция глушителя, хотя она и создает определенное сопротивление выхлопным газам. В основном нашла применение в стандартных системах как оконечный глушитель.

Поглотитель

Принцип действия такого глушителя основан на поглощении акустических колебаний каким –либо пористым материалом. Скажем направив звук в минвату, он вызовет колебания ее волокон и их трение друг о друга. Произойдет преобразование звуковых колебаний в тепло.

Применение поглотителей позволяет выполнить устройство глушителя автомобиля не уменьшая сечения трубопровода, просто окружив трубу с просверленными в ней отверстиями слоем поглотителя. Сопротивление потоку в таком глушителе будет минимальным, но и снижение шума будет также минимальным.

Поэтому в заводских глушителях применяют в основном комбинированные системы, добиваясь существенного снижения шума при минимальном сопротивлении потоку.

← Вернуться