Глушитель автомобильный: виды, устройство и принцип работы

Для чего нужен автомобильный глушитель

Четыре основных функции этого компонента авто:

  • Уменьшение скорости движения выхлопных газов, чтобы из трубы не сильно дуло и не мешало остальным участникам дорожного движения.
  • Уменьшение шума работающего двигателя. Устройство глушителя позволяет нейтрализовать шум, возникающий при сгорании топлива — оно сгорает с характерными взрывами.
  • Отвод отработанных газов наружу. Система выпуска имеет такое строение, что даже вертикально поднимающиеся газы при отсутствии ветра не скапливаются под дном и не проникают в салон.
  • Уменьшение температуры газов. Если посмотреть, как выглядит глушитель, то из описания можно заметить, что он оканчивается трубой, через которую проходит горячий выхлоп. Пройдя через выхлопную систему, они охлаждаются до безопасного для окружающих уровня.

А теперь рассмотрим, как устроен глушитель в машине и как он работает, чтобы достигать таких результатов.

Почему глушители выходят из строя?

Причина выхода из строя данного оборудования проста – конденсат. Дело в том, что во время работы выхлопная система принимает очень горячий поток воздуха из двигателя, а катализатор и вовсе сталкивается с пламенем. Это приводит к тому, что система нагревается, а при остановке двигателя быстро остывает. Это становится причиной образования конденсата. Если автомобиль эксплуатируется каждый день и не простаивает, риски повреждения глушителя коррозией минимальные. Но если речь идет о длительном простое, глушитель сразу же начинает гнить.

Причин разрушения металла множество:

  • конденсат оседает в нижней части сегментов глушителя и не уходит, из-за чего быстро уничтожает любые защитные покрытия металла и вызывает агрессивную быструю коррозию;
  • также высокая температура уничтожает любую покраску и прочие защитные покрытия, предусмотренные производителем, ни один вид антикоррозийной защиты не способен защитить данные детали от ржавчины;
  • длительный простой – самый большой враг автомобильного глушителя, он запускает процесс покрытия внутренней части изделия ржавчиной, и этот процесс уже невозможно будет остановить;
  • вмятины и царапины от камней и металлических преград на дороге – это очень актуально для машин с низким клиренсом, механические повреждения и микротрещины ускоряют процесс коррозии;
  • также низкое качество и малая толщина металла являются фактором быстрого выхода из строя частей выхлопной системы, и это нужно учитывать при выборе запасных частей для ремонта устройства.

Нужно признать, что факторов разрушения достаточно много. Глушители не служат очень долго даже в идеальных условиях, поскольку они работают в экстремальных температурах и вынуждены постоянно бороться с резкими перепадами. Любой металл сдается достаточно быстро в таких условиях. При поломке глушителя придется менять сегмент. Сварка – достаточно сомнительный метод восстановления, учитывая в каких условиях приходится трудиться металлу. Сварные швы в таких условиях ходят непредсказуемо мало и могут вызвать проблемы уже на следующий день после ремонта.

Основные элементы системы выхлопа

Резонатор глушителя устанавливается сразу после приемной трубы и катализатора, а в задачи его входит нивелирование пульсаций потока газов. В разрезе он выглядит, как перфорированная труба, помещенная внутрь металлической камеры большего диаметра. Труба может изменять сечение на пути от входа до выхода газов.

Главный глушитель может иметь конструкцию посложнее и на нем лежит основная функция по шумоподавлению. Современные системы могут иметь в устройстве задней банки глушителя практически все схемы реализации шумоподавления. Камера, через которую проходит основная труба, может иметь несколько секций, в каждой из которых происходит шумоподавление на своем уровне. Как правило, эти камеры заполнены термостойким волокнистым материалом, что еще больше демпфирует вибрации и поглощает звуковые колебания.

Конструкция автомобильного глушителя постоянно развивается, а мы стараемся следить за новостями из конструкторских бюро самых прогрессивных автопроизводителей и тюнинг-ателье. Оставайтесь с нами, и пускай ваши глушители только ласкают слух заядлых автомобилистов. Удачных всем дорог!

Точность

Как я уже писал ранее, глушитель немного ускоряет пулю, но много где в играх до сих пор ухудшает характеристики оружия. Тенденция на присваивание глушителю вредных качеств понемногу сходит на нет в современных шутерах, сейчас уже сложно встретить игру где из-за глушителя теряется точность стрельбы или понижается урон, при этом не обусловлено использование дозвуковых боеприпасов.

Так вот на самом деле глушитель не должен негативно влиять на кучность и точность, он может влиять позитивно, так как глушитель снижает отдачу (заметно хуже чем дульный тормоз, но сильно лучше чем пламегаситель). Глушитель так же может увеличить кучность длинноствольного оружия выступая в роли маятника на конце ствола, но это отдельная тема целой лекции. Снайпера и спортивные стрелки высокоточной стрельбы часто выбирают глушители вместо дульного тормоза для своих винтовок.

Написать статью и не вставить свое фото грешно

Звучит слишком красиво что бы быть правдой, тогда бы все бегали с глушителями? И да и нет. Первый минус качественного глушителя который будет и надежным и хорошо понижать уровень шума это его цена, они дорогие.Далее идет вес и увеличение габаритов оружия. Что касается военных и полиции — первым хотелось бы, вторым то и не нужно. Тем не менее силы специальных операций вероятно всех стран в мире постоянно используют глушители для всех задач, даже где не надо быть скрытными. Корпус Морской Пехоты США проводит закупки глушителей что бы вооружить или всех своих солдат, а полиция просто не проводит скрытые операции.

Солдат КМП на полигоне

Взаимодействие узлов и деталей системы, отвод отработанных газов

 	Работа выхлопной системы представляет собой взаи

Работа выхлопной системы представляет собой взаимодействие многих элементов, а сама схема выхлопной системы функционирует по следующему алгоритму:

  • Открытие клапанов выпуска с выходом ОГ с элементами горючего в коллектор выпуска.
  • Объединение газов со всех цилиндров в единый поток.
  • Прохождение по выхлопной трубе и попадание в датчик кислорода, который фиксирует объем воздуха в газах и дает сигнал в ЭБУ. Последний проводит анализ с дальнейшим обогащением / обеднением топливной смеси.
  • Попадание газов в каталитический нейтрализатор с последующим вступлением в реакцию с металлами окислителями / восстановителями. В первом случае применяется платина и палладий, а во втором — родий.
  • Выход из катализатора и прохождение второго лямбда-зонда, который контролирует исправность нейтрализатора.
  • Поступление очищенных ОГ в резонатор, где происходит их разделение и замедление скорости.
  • Переход через глушитель с преобразованием выхлопа и уменьшением звука. От эффективности работы этого элемента зависит тишина в салоне.
  • Выход в атмосферу.

В случае с дизельным двигателем грузовика система выхлопа имеет ряд особенностей:

  • После выхода из двигателя ОГ направляются к коллектору выпуска и имеют температуру от 500 до 700 градусов Цельсия.
  • Далее они направляются в турбокомпрессор, обеспечивающий повышение мощности.
  • На следующим этапе отработавшие газы попадают в кислородный датчик, а далее в сажевый фильтр, где удаляются опасные элементы.
  • В конце выхлопные газы проходят через глушитель и выбрасываются в воздух.

Из чего состоит выхлопная система

Конструктивно система выхлопных газов состоит из нескольких элементов, выполняющих функции отвода выхлопа, его очистки и снижения уровня шума. Кратко рассмотрим особенности каждого из элементов.

Приемная труба

 	Приемная / коллекторная труба — устройство

Приемная / коллекторная труба — устройство, которое принимает отработавшие газы из силового агрегата и выдерживает максимальную температуру до 600 градусов Цельсия.  При изготовлении этого элемента используется прочный материал, сделанный из огнестойкого металла.

Чаще всего используется обычное железо, но в более дорогих моделях применяется нержавейка. При большом литраже цилиндров может предусматриваться две и более таких труб. Это делается для снижения сопротивления и сохранения высокой мощности двигателя.

Резонатор

 	В задачу элемента входит выравнивание звуковых в

В задачу элемента входит выравнивание звуковых волн, что особенно важно для НЧ колебаний. В результате уменьшается уровень вибрации, и повышается комфортабельность поездки. Резонатор имеет вид цилиндра, через который проходят выхлопные газы с разделением общего потока и замедлением его скорости.

При изготовлении этого элемента, как и в случае с приемной трубой, применяется огнестойкий материал. Если убрать резонатор, повышается громкость работы выхлопной системы, увеличивается расход горючего, а сам глушитель быстрее выходит из строя.

Кроме того, двигатель теряет в мощности. В современных автомобилях устанавливаются более совершенные модели, имеющие дополнительную теплоизоляцию. Благодаря ей, кузов автомобиля дополнительно защищен от перегрева.

Глушитель

 	Отработанный газ после очистки проходит на выход

Отработанный газ после очистки проходит на выходе через глушитель. В задачу этого элемента входит уменьшение уровня звука. Конструктивно узел состоит из следующих компонентов:

  • труба, которая соединяет с резонатором;
  • сам глушитель;
  • выхлопная труба, из которой отработавшие газы выходят в атмосферу;
  • наконечник.

Корпус глушителя делается с применением нержавейки, ведь обычная сталь служит не менее шести лет, а нержавеющая — около 15. Внутри глушителя предусмотрено несколько камер со множеством отверстий, обеспечивающих снижение уровня шума. Из глушителя газы переходят в выхлопную трубу.

Количество труб зависит от мощности двигателя и может составлять от одной до четырех. Наконечник может изготавливаться из хромированной стали, что сделано для повышения привлекательности и не несет функциональной нагрузки.

Гофра

Обязательным элементом является гофра выхлопной системы. В ее функции входит создание эластичного соединения и гашение вибраций при работе двигателя. Такой узел нередко называют гофро-элементом, компенсатором и т. д. Применение гофры позволяет уменьшить нагрузку на узлы выхлопной системы и тем самым продлить их срок службы.

В целом, гофра предназначена для решения трех базовых задач:

  • Обеспечение эластичного соединения между разными элементами системы выхлопа.
  • Снижение вибраций, которые возникают при работе силового узла.
  • Уменьшение колебаний, возникающих в момент начала движения автомобиля.

Сажевый фильтр

 	В задачи элемента входит фильтрация и очистка от

В задачи элемента входит фильтрация и очистка отработанных газов от вредных элементов. Он применяется на дизельных двигателях и бывает двух типов — закрытого типа и с автоматической очисткой. В первом виде устройства не предусмотрена опция регенерации, а во втором она есть.

Конструктивно сажевый фильтр — это блок, созданный из нержавейки и оборудованный внутри квадратными каналами. Последние с одной стороны открыты, а с другой имеют заглушки, смонтированные в шахматном порядке. Отработавшие газы проходят через поры устройства, а сажа оседает и не попадает в атмосферу. 

Для усиления эффекта на стенках может наноситься вещество-катализатор, предназначенное для удаления СО и других вредных элементов. В современных устройствах могут предусматриваются датчики, контролирующие давление, температуру и кислород.

В случае загрязнения сажевого фильтра происходит падение мощности, из-аз чего двигатель начинает плохо работать или вовсе не заводится. По этой причине во многих устройствах предусмотрена пассивная очистка при температуре около 500 градусов Цельсия, которая происходит в автоматическом режиме.

Соединительные трубы

 	В задачу элементов входит соединение группы узло

В задачу элементов входит соединение группы узлов в единую выхлопную систему грузовика. Так, приемная труба ставится между коллектором выпуска и каталитическим нейтрализатором. Для глушителя и резонатора используется средняя труба, повторяющая конфигурацию днища грузовика с учетом расположения иных узлов и элементов ходовой.

Катализатор и лямбдазонд

В систему отработавших газов также входит еще два важных элемента:

  1. Катализатор — снижает негативное воздействие выхлопа из двигателя, выходящего в атмосферу. Это выполняется посредством преобразования опасных газов в менее вредные. Нейтрализаторы бывают восстанавливающими и окислительными. В обоих случаях нейтрализатор — это неразборный элемент, внутри которого много сот со специальным напылением. Сама конструкция изготовлена из огнеупорного материала, способного выдерживать большие температуры. Средний срок службы таких устройств составляет 150 000 км. Главными причинами преждевременной поломки может быть появление ржавчины, оплавление или загрязнение.
  2. Лямбда-зонд — датчик, контролирующий объем кислорода в выхлопных газах. По его команде принимается решение о добавлении или уменьшении объема воздуха в горючем при его подаче в камеру сгорания. Устанавливается перед каталитическим нейтрализатором.  По принципу действия бывает узкополосным и широкополосным. Главной особенностью второго варианта является наличие внутри сенсорных и накачивающих ячеек. В остальном принцип действия идентичный. 

На что влияет выхлопная система

Система отвода выхлопных газов в грузовом или легковом автомобиле как бы «подавляет» мощность двигателя и снижает этот параметр. Это происходит за счет появления множества препятствий на пути ОГ. Задача производителя в том, чтобы добиться нужной экологичности на выходе, но при этом не сильно влиять на параметры мотора.

От правильности работы выхлопной системы зависят и другие параметры:

  • Уровень звука и вибраций. В любой подобной системе имеется катализатор, резонатор и глушитель. При наличии пробоины или проблем в любом из этих элементов степень комфорта в салоне снижается. Кроме того, повышаются вибрации в салоне, которые напрямую зависят от степени повреждений.
  • Экологичность. Многие автовладельцы в процессе тюнинга выхлопной системы убирают катализатор для повышения мощности. В таком случае степень очистки выхлопных газов снижается.

Ключевое значение имеет и целостность выхлопной системы, ведь при повреждении любого из элементов отработавшие газы будут попадать в салон. Как результат, эксплуатация грузовика становится небезопасной.

Технологии звукопоглощения

Выхлопная система, а в частности глушитель, может использовать одну или сразу несколько технологий звукопоглощения:

  • изменение сечения потока газов;
  • изменение направления движения газов;
  • поверхностное поглощение звуковой волны.

В зависимости от того, какие частоты преобладают в спектре звука выхлопа двигателя, такой метод звукоподавления и применяют. У примеру, для подавления низких частот эффективно применение нескольких резонаторных разнообъемных резонаторных камер. Применение разного сечения входных и выходных труб хорошо борются с высокими частотами. А в принципе, глушитель, как хороший музыкальный инструмент, настраивается исключительно под конкретную марку двигателя. Тогда и эффективность шумоподавления гораздо выше, и меньше падения мощности.

Форма, размер и износ

Глушитель это по факту стальная банка с переборками внутри, в США у глушителей есть даже сленговое название «can» — жестяная банка. И пока соблюден принцип «чем мощнее патрон = тем больше объем глушителя», не очень важно какого сечения эта банка: круглого, квадратного или треугольного… дырке под пулю даже не обязательно быть по центру. А банке не обязательно быть стальной, в ход сейчас идут титан, алюминий, карбон и множество сплавов.

Но к примеру такой глушитель у Deser Eagle из Modern Warfare равносилен его полному отсутствию. На втором фото показано какой он должен быть для такого калибра.

Как и сталь ствола которая понемножку износится при каждом выстреле, так и глушители не вечны. Есть те которые прослужат невероятно долго из за того что сделаны из прочной стали и имеют толстые стенки и переборки. Срок жизни глушителя зависит от материала изготовления и интенсивности стрельбы. Что бы проще показать — вот что бывает со стальным глушителем если стрелять непрерывной очередью 700 выстрелов.

При очень интенсивном или автоматическом огне глушитель безумно нагревается. Даже нескольких выстрелов хватает что бы к нему нельзя было прикоснутся без ожога кожи.

Данная особенность использована в игре Metal Gear Solid V, после того как вы открываете глушитель на оружие, вы можете прокачивать его прочность. Изначально глушителя хватает на полтора-два магазина патронов, но в игре можно открыть и «бесконечный глушитель». Но конечно же глушители первых уровней в MGS V сгорают экстремально быстро)

MGS 5, слева от счетчика патронов состояние глушителя

Схемы глушителей автомобилей

Устройство глушителя автомобиля в разрезе позволяет проследить, как именно реализована функция звукоподавления в каждом конкретном глушителе. В прямоточных, к примеру, никогда не применяется метод изменения направления движения газов, а стандартный глушитель использует повороты от 90 до 360 градусов. Изменение амплитуды колебаний звуковой волны реализовано за счет перфорирования внутренних труб. Именно этими внутренними трубами, их диаметром, диаметром и частотой расположения отверстий, можно заглушить шум практически во всем спектре частот.

Но только комплексное использование этих методов может гарантировать высокую эффективность работы всей системы выпуска в целом. Поэтому в современных автомобилях применяют от одного до шести разных глушителей. Основные — это резонатор и главный 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.