Как устроен глушитель автомобиля: конструкция, принцип работы

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.

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.

О выхлопной системе

Агрегат для выведения выхлопов из двигателя состоит из множества элементов, находящихся в связях и отношениях друг с другом. Комплект состоит из выпускного трубопровода мотора, трёхкомпонентного каталитического нейтрализатора с набором датчиков, уплотнительных прокладок, гофры, резонатора и глушителя со всеми деталями для крепления к днищу машины. Крепится это полный набор комплектующих в задней части автомашины.

Кроме того что устройство призвано глушить шум выхлопов, оно выполняет еще одну серьезную функцию – нейтрализацию в отработанных газах токсичных компонентов.

Конструкции многокамерных глушителей звука выстрела расширительного типа.

Зигфридом Хюбнером из фирмы «Карл Вальтер» (Германия) в 1970 году разработана конструкция глушителя, основанная на использовании влияния на внутреннюю газодинамику корпуса глушителя формы задней и передней стенок расширительной камеры большого объема.

Снижение энергии пороховых газов происходит за счет многократного переотражения ударных волн внутри корпуса глушителя и гашения ударной волны встречной волной. Ноу-хау этого глушителя знание газодинамической картины течения в корпусе глушителя и скрупулезный расчет внутренней газодинамики под конкретное ружие и патрон. При замене боеприпаса меняется вся картина внутренних газовых потоков, и эффективность глушения звука выстрела резко падает.

Из каких материалов изготавливаются

Глушители всех типов могут изготавливаться из:

Нержавеющей стали;
Алюминизированной (сплав алюминия со сталью);
Обычной черной стали.

Из нержавеющей стали изделие может прослужить, при активной эксплуатации автомобиля, от 6 до 10 лет, так как наименее подвержено коррозии.

Реализуются на рынке в высоком диапазоне цен, их большой плюс – не смотря на высокую цену, выпускаются массово и можно подобрать к большинству марок автомобилей.

Из алюминизированной стали изделия реализуются в среднем диапазоне цен, они тоже достаточно прочные, но их трудно подобрать к конкретной марке авто, так как выбор на рынке не велик (выпускают только несколько компаний).

В гаражных условиях такой глушитель сделать проблематично. Основное преимущество – большой срок службы до 6 лет, мало подвержены коррозии.

Изделия из черной стали выпускаются массово, так как самые дешевые. Их можно сделать и гаражных условиях для любой марки авто, но вот служить они будут 3, максимум 5 лет, дальше агрессивная среда и ржавчина сделают свое черное дело.

Лямбда-зонд

Его также называют кислородным датчиком. Устанавливается возле катализатора в резьбовое соединение. Являет собой чувствительный элемент, который соприкасается с отработавшими газами.

Задача датчика – определить температуру газов и наличие в них кислорода. На основе считанных данных ЭБУ посылает сигнал на впускной коллектор. При необходимости в цилиндры впрыскивается дополнительная порция топлива. Для чего это нужно? Дело в том, что катализатор полностью работает только при условии повышенных температур (не менее 600 градусов). Если газы будут холоднее, никакой фильтрации и преобразования не произойдет. Поэтому система добавляет больше топлива, дабы температура каталитического стержня находилась в рабочем диапазоне. На расход топлива эта система практически не влияет (при условии ее исправности).

Способы как приглушить звук выхлопа

Перед тюнингом выхлопной системы надо разобраться с причинами, почему со временем звук работы мотора становится громче. Сама по себя работа мотора – это достаточно громкий процесс, но глушитель и другие узлы выхлопной системы отлично подавляют этот сильный шум. Без глушителя же шум мотора очень сильный.

Шум происходит из-за того, что в камере сгорания происходит взрыв топливной смеси, при этом выделяются газы, которые потом выходят в выхлопную трубу. Мы подробно не будем говорить про работу двигателя, об этом можно почитать в другой статье, а здесь мы будет говорить именно про то, как приглушить звук выхлопа.

От взрыва выделяется энергия, которая толкает поршень, а когда поршень ушел на необходимое расстояние, то открывается выпускной клапан, через который выходят отработанные газы и идут дальше через выхлопную систему. Чтобы эффективно поглощать шум используются детали из толстого металла. Так что, чем толще металл используется в выхлопной системе, тем тише будет ездить машина из-за того, что меньше будет вибраций.

Именно поэтому когда едешь на старом ВАЗ 2114, то шум такой, что не слышно, что говорят пассажиры на задних сиденьях, поэтому и появляются мысли о том, как приглушить звук выхлопа.

В выхлопной системе есть еще резонатор, который нужен для снижения скорости газов по выхлопной трубе. А после резонатора идет глушитель. Выхлопные газы, когда проходят через резонатор, теряют долю энергии и дальше идут медленнее.

Самую большую долю своей энергии газы теряют в глушителе. Если рассматривать хороший глушитель, то в нем несколько отдельных корпусов, пройдя которые от шума мало что остается.

Принцип действия глушителя

На определенном промежутке от дула расположена широкая прорезиненная мембрана. Газы движутся между патроном и стенками ствола и останавливаются мембраной, откуда попадают в отсеки, и только после этого выходят в атмосферу с существенно сниженным давлением и температурой. Такой инструмент может прослужить до 200 залпов без замены шайбы. Форма шайбы может быть как прямой, так и изогнутой. В последнем случае пороховые отходы отклоняются к краевой части гасителя и не опережают патрон. Такой же эффект получается при использовании винтообразной перегородкой.

Супрессор является достаточно объемным элементом, который изменяет балансировку оружия и усложняет процесс прицеливания. Этого можно избежать через своеобразное расположение.

Шумоизоляция глушителя автомобиля своими руками

В шумоизоляции глушителя среди водителей нет единого мнения, и это понятно, тут как говорится палка двух концов, с одной стороны шумоизоляция глушителя снизит уровень шумовых колебаний, но с другой стороны создаст перегрев всех частей глушителя.

В основном для шумоизоляции глушителя используют материалы, такие как асбестовая ткань, или более современные жаростойкие и вибростойкие материалы.

Сама шумоизоляции сводится как правило к обматыванию этим жаростойким и звукопоглощающими материалом всех частей глушителя.

Некоторые умельцы даже обматывают и выпускной коллектор глушителя автомобиля, что так же вызывает много вопрос, как по перегреву самого коллектора, так и затруднение охлаждение части двигателя в месте соединения выхлопного коллектора с двигателем. Тут стоит взвесить все за и против такой процедуры. Но то, что будет большой перегрев всего глушителя из-за его обмотки шум изоляционными материалами это сто процентов.

Самостоятельный тюнинг выхлопной системы

Процесс самостоятельного усовершенствования выхлопной системы может производиться в гараже, если автолюбитель на достаточно хорошем уровне владеет необходимым оборудованием: болгаркой, сварочными аппаратами и устройством для сгибания труб. При самостоятельном выполнении данного вида улучшения автомобиля необходимо выполнить смену всей конвейерной и стандартизированной выхлопной системы транспортного средства на прямоточную.

Кроме умения работать с оборудованием, важное условие при самостоятельном выполнении тюнинга выхлопной системы – стопроцентное знание этой системы вашего авто: тип, материал и диаметр глушителя, соотношение технических характеристик. Чтобы усовершенствовать механизм работы выхлопа, избежав неприятных последствий, важно учитывать каждую мелкую деталь. Легче будет совершить собственноручный тюнинг, используя прямоточную оригинальную выхлопную систему, полностью соответствующую структуре и характеристикам автомобиля

Для этого понадобятся инструменты и подъёмник

Легче будет совершить собственноручный тюнинг, используя прямоточную оригинальную выхлопную систему, полностью соответствующую структуре и характеристикам автомобиля. Для этого понадобятся инструменты и подъёмник.

Какие виды тюнинга можно сделать своими руками?

Видеотюнинг. Поскольку он производится лишь для улучшения внешнего вида автомобиля, организовать его самостоятельно не составит труда. Достаточно будет сменить старую насадку на глушитель на новую, которая вас больше устраивает в визуальном плане. Насадки вы можете приобрести в магазине автозапчастей или заказать по интернету.
Аудиотюнинг. Тоже возможен для самостоятельного выполнения, но требует некоторых инструментов и следования инструкции (представлена ниже).
Технический тюнинг рекомендуется выполнять только при особой необходимости и только в специализированных учреждениях – автомобильных салонах, чтобы быть уверенным в безопасности процесса и удовлетворительном конечном результате в виде повышения мощности автомобиля.

Это интересно: Как снять передний бампер Chevrolet Cruze: крепление, пыльник, усилитель

То же самое касается и эффекта «языка дракона» — данный вид тюнинга выполняется при полноценном вмешательстве во внутреннюю структуру выхлопной системы автомобиля и правильное его выполнение напрямую влияет на безопасность.

Необходимые инструменты и оборудование

Для самостоятельного улучшения выхлопной системы своего автомобиля вам понадобятся следующие приборы:

купленный или сваренный новый коллектор (рекомендуется обратить внимание на модель 4.2.1 с тривиальным названием «паук»);
старая или новая последняя доля глушителя;
может понадобиться подъёмник;
дрель;
болгарка;
газовый резак;
может понадобиться аппарат для сварки.

Пошаговая инструкция по тюнингу своими руками

Чтобы правильно организовать тюнинг выхлопной системы собственноручно, следуйте следующим указаниям:

приготовьте все нужные в процессе приборы и инструменты;
выкрутите или высверлите гайки, чтобы произвести снятие прежнего коллектора;
установите новый системный коллектор на место прежнего, в обязательном порядке хорошо после этого закрутив гайки – в процессе работы автомобиля они испытывают предельные температуры и максимальные нагрузки. Рекомендуется их солидолом или обработанным маслом, чтобы устанавливать было удобнее;
точно следя за местом установки, поставьте банку от другого авто на прежний глушитель. Если есть проблема различия диаметров, можно решить её с помощью аппарата для сварки;
попробуйте завести устройство и прислушайтесь к звуку выхлопа при различных оборотах.

Вот таким способом стоит осуществлять тюнинг выхлопной системы. Преимущество такого усовершенствования – возможность автолюбителю самому настроить звук, который он бы хотел слышать при выхлопе.

Отличие прямоточного глушителя от обычного

На схеме видно, что прямоточном глушителе отсутствуют поперечные перегородки Штатный глушитель состоит из довольно сложной системы труб и решёток, в которых гасятся шумы. Частями выхлопной системы на современном автомобиле также являются лямбда-зонд, каталитический нейтрализатор, датчик измерения температуры выхлопных газов. Таким образом, штатный глушитель по сравнению с прямотоком — чуть более сложная система.

Штатный глушитель состоит из сложной системы труб и решеток

Устройство прямоточного глушителя

Для грамотного тюнинга выхлопной системы желательно в сочетании с прямотоком ставить другой, усовершенствованный выпускной коллектор, удалять катализатор и устанавливать приёмную трубу увеличенного диаметра. Ведь в тюнингованной выхлопной системе удалены все препятствия, стоящие на пути выхлопных газов.

Прямоточный глушитель сделан так, чтобы его пропускная способность была выше, чем у глушителя штатного, и он более свободно выносил отработанные газы из двигателя. В результате такого тюнинга улучшается продувка цилиндров, на поршнях и клапанах оседает меньше нагара, что, в свою очередь, увеличивает ресурс силового агрегата. Его мощность повышается примерно на 15%.

Сопутствующим фактором является некоторое ухудшение — по сравнению со штатным глушителем — шумовых показателей

Прямоточный глушитель обладает суровым рыком, который может привлечь внимание ГАИ, стать причиной штрафа или вызывать гнев соседей, когда рано утром у них под окнами прогазовывает тюнингованный автомобиль

При установке усовершенствованной выхлопной системы следует учитывать и эти факторы, иначе тюнинг может стать причиной бессмысленных затрат в дальнейшем. Отсутствие внутренних перегородок и шумопоглощающей набивки делает прямоток относительно простым в изготовлении.

Это интересно: За что автомобиль снимают с гарантии

Глушители штатный и прямоточный с удаленным «лабиринтом» и шумопоглотителями

Что даёт прямоток

Существенное улучшение мощностных показателей автомобиля с установкой прямоточного глушителя происходит тогда, когда силовой агрегат полностью исправен, держит нормальную компрессию, мало изношен, а ещё лучше — если какие-либо его составные части подвергались доработке. Так, прямоток увеличит мощность, если тюнинговалась головка блока цилиндров, система впуска, сам блок цилиндров растачивался под больший объем. Если автовладелец пока не принимался за серьёзные переделки мотора, но желает потратиться на тюнинг выхлопа, то тем самым он все же увеличит мощность силового агрегата, получив в придачу басовитый гул, сделав машину чуть динамичнее.

От характера выпуска отработанных газов зависит наполнение цилиндров топливовоздушной смесью. Впрочем, изменение звучания в «спортивную» сторону иногда достаточно для автолюбителя, так как оно придаёт автомобилю некий стиль. Переходить к любому изменению конструкции авто стоит с максимальной серьёзностью, так как все системы и агрегаты в нём взаимосвязаны. При неграмотной переделке выхлопной системы можно получить сильно ревущий автомобиль, езда в котором станет невыносимой как для водителя, так и для пассажиров.

Ремонт глушителя самостоятельно

Для того, чтобы вам легче было осмотреть глушитель, следует его отсоединить от автомобиля. Это поможет быстрее и качественнее исполнить работу. Если во время визуального осмотра вы не увидели никаких серьезных повреждений, то, скорее всего, поломка находится внутри.

Если же при визуальном осмотре вы обнаружили повреждения (пробитую камнем дыру), то вам понадобится сварочный аппарат. А вот если видны прогоревшие, проржавевшие дыры, то такой глушитель варить не рекомендуется, поскольку он вскоре снова прохудеет, нужна замена глушителя, причем желательно из качественного материала. Часто случается так, что поломка происходит в месте соединения мотора с выхлопной трубой. Этот элемент называется гофра.

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.

Тюнинг глушителя своими руками.

Разобравшись с предназначением, строением и видами глушителей, перейдем к самому больному спору, в котором сломано немало копий.

Можно ли заменой только глушителя увеличить мощность стокового автомобиля?

Наше мнение — однозначно нет. Если вы поставите самую дорогую прямоточную «банку» самого известного производителя на стоковый двигатель, не подвергнувшийся тюнингу впускного и выпускного коллектора (и т.д.), никакой прибавки мощности не будет. Однако это не значит, что установка тюнингового глушителя лишена смысла.

И так, положим, что на непростом пути тюнинга, по тем или иным причинам, Вы все же решили произвести замену стоковой банки. Какими принципами нужно руководствоваться?

2. Низкое сопротивление = минимизация потерь мощности. 1. Легкий вес. Легкое авто — быстрое авто.

3. Снижение уровня шума(иначе мы бы вовсе от него отказались).

4. Стоимость и простота конструкции.

5. Компактный размер (упростит монтаж).

Выходит, что исходя из наших задач, нам наилучшим образом подходит глушитель прямоток. Простота конструкции позволяет задуматься о том, чтобы изготовить прямоток своими руками. Он может быть сварен в новом корпусе, либо в качестве корпуса может быть использована стоковая банка.

Конструкция самодельного прямотока такова: между внешним металлическим корпусом и трубой с отверстиями прокладывается звукопоглощающий материал (например, базальтовая вата, состоящая из длинных волокон), а между трубой и ватой размещается заградительный барьер из очень мелкой металлической сетки, для того чтобы волокна ваты не выдувались наружу. Ресурс прямотока определяется сроком удержания волокон, после истечения которого глушитель перестает выполнять свои функции и начинает звенеть. Минеральная вата хорошо поглощает высокие частоты, а низкие нет, поэтому Вы скорее всего получите низкий, рычащий звук.

Конструктивные особенности

Система отвода отработанных газов автомобиля позволяет не только удалять продукты сгорания топлива, но и увеличить эффективность работы силового агрегата, а также значительно снизить шумовой фон. Для этого в системе используется такой узел, как глушитель, который способен подавлять шум, создаваемый выхлопными газами, и значительно снизить уровень их токсичности. Все эти показатели зависят от того, как устроен глушитель.

Независимо от того, изготавливается ли глушитель в заводских условиях, или же собирается своими руками, в его конструкции должны быть следующие обязательные элементы:

Выпускной коллектор сочленяется непосредственно с двигателем авто через приемную трубу, которая может быть оборудована виброкомпенсатором.
Отработанные газы из приемной трубы попадают в полость катализатора, в котором догорают остатки топлива, и снижается насыщенность углекислого газа.
Из катализатора газовые потоки устремляются в камеру резонатора, где гасятся колебания и уравновешивается воздействие их пульсации.
Затем объем отработанных газовых потоков проходит через камеры заднего глушителя, который призван снижать шум.

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.

(16 голосов, средний: 5,00 из 5)

Конструктивные особенности

Выпускной коллектор сочленяется непосредственно с двигателем авто через приемную трубу, которая может быть оборудована виброкомпенсатором.
Отработанные газы из приемной трубы попадают в полость катализатора, в котором догорают остатки топлива, и снижается насыщенность углекислого газа.
Из катализатора газовые потоки устремляются в камеру резонатора, где гасятся колебания и уравновешивается воздействие их пульсации.
Затем объем отработанных газовых потоков проходит через камеры заднего глушителя, который призван снижать шум.

Виды автомобильных глушителей

Современные глушители делятся на три вида: диссипативные, реактивные и комбинированные.

В свою очередь вышеперечисленные виды делятся на два типа: прямоточные и лабиринтные.

Диссипативные (поглощающий).

Относятся к типу прямоточных глушителей и имеют не сложную конструкцию.

Состоят из:

Корпуса;
Перфорированной трубы;
Впускного и выпускного патрубков;
Специального жаропрочного звукопоглощающего наполнителя;
Стальной сетки;
Все это соединяется цельносварными стыками.

Принцип работы прост – создающие звук выхлопные газы попадают из перфорированной трубы в камеру где поглощаются жаропрочным звукопоглощающим материалом в результате чего энергия звуковых колебаний преобразуются в тепловую энергию. Часто в качестве такого материала используется минеральная вата, металлическая стружка, стекловата.

Преимуществом такого глушителя является то, что, в зависимости от конструкции, он позволяет увеличить мощность двигателя на 5 – 7%, ведь сопротивление для выхода отработанных газов практически отсутствует.

Недостаток – повышенная шумность, поэтому такие изделия прежде всего являются тюнинговыми и редко используются на обычных автомобилях, как правило, только на спортивных.

Конструктивно поглощающие глушители могу быть:

Стронгеры или «louvered core glasspack». Представляют из собой трубу с выдавленными вовнутрь лепестками металла. Считаются мало эффективными в плане продувки и используются редко. Ошибочно ставятся вместо катализатора.
С внутренним диффузором. Не дорогие изделия имеющие свои плюсы и минусы. В плане снижения шумности они эффективнее других аналогов, но вот в плане продувки наоборот. Единственный ощутимый здесь плюс – низкая цена.
С перфорированными конусами имеющие разную длину — относиться к комбинированному решению. Конуса ввариваются в основную перфорированную трубу благодаря чему значительно снижается шумность и при этом проток газов вполне удовлетворяет многих.

Реактивные.

Принцип работы таких глушителей основан на эффекте гашения отражаемых волн друг друга, что и приводит к снижению шумности.

В данной конструкции наполняющий материал не предусмотрен, вместо этого в корпус ввариваются дополнительные трубы, камеры и перегородки хаотично отражаясь от которых звуковые волны гасятся.

Но такие глушители редко можно встретить на тюнинговых и спортивных автомобилях, так как их конструкция не позволяет добиться хороших результатов в плане аэродинамичности, причина — большая турбулентность выхлопных газов.

Также в плане проектирования реактивные аналоги сложны поэтому в основном изготавливаются в заводских условиях.

Схемы и краткие характеристики реактивных глушителей представлены ниже.

Комбинированные.

В данном виде воплощены конструкторские решения от реактивных и диссипативных глушителей. Для примера можно взять устройства с перфорированными конусами (смотрите выше).

Обладают хорошей КПД в плане понижения шумности, но вот в плане протока газов тут показатели низкие.

Принцип устройства глушителей