Из чего состоит глушитель автомобиля? Частые неисправности

Роль глушителя в выпускной системе

Работа любого двигателя сопровождается не только получением и преобразованием энергии, но также выпуском отработанных газов и громкими звуковыми волнами. Основным источником шума являются камеры сгорания. Ежесекундные мини-взрывы создают непрерывный рокот, звуки которого не могут пройти сквозь сплошной металл стенок, а потому вырываются наружу вместе с газами. Для снижения шумовой завесы в системе выхлопа был обозначен такой элемент, как глушитель. Он представляет собой конструкцию, позволяющую «распылять» эти волны, а современные технологии производства наделили его дополнительными полезными функциями.

Как устроен глушитель в разрезе. Принципы работы

На бензиновых авто глушитель находится сразу после катализатора, на дизельных — размещается после сажевого фильтра. Он представляет собой округлый или овальный бочонок и может быть двойным. Сперва идет предварительную систему выхлопа (другое название — резонатор), которая подавляет первый и наиболее агрессивный шум движка. Ее роль — распределить остаточные пары. Затем следует основной глушитель. Он «добивает» остатки шумовой волны.

Структура выхлопа устроена следующим образом:

• сразу после выпускного коллектора находится гофра, изолирующая вибрации и сглаживающая колебания от происходящих процессов в моторе;
• после прохождения гофры, газы и грохот переходят в каталитический нейтрализатор, сжигающий паровые остатки и не допускающий их попадания в окружающую среду. Нейтрализатор состоит из многочисленных керамо-сот, поглощающих и рассеивающих шум;
• затем выхлоп направляется в камеру резонатора, где происходит первичная обработка и подавление излишней акустики;
• последним этапом, полностью рассеивающим рокот двигателя, выступает основной глушитель.

Главными узлами выхлопной цепи считаются гофра, катализатор, резонатор, основной глушитель и выхлопная труба. Само строение выхлопной системы продумано до мелочей. Наличие камер с различным сечением в данной цепи позволяет производить преобразование потока остаточных газов. Их поток сперва сужается, создавая сопротивление акустики, потом расширяясь, рассеивается. Благодаря многочисленным перегородкам в протоках и их смещению происходит перенаправление потоков и гашение высокочастотных шумов. Также гашение рокота различных частот происходит за счет перфорированных трубок в бачке. Ко всему прочему, для его изготовления используются звукопоглощающие материалы, которые способствуют их большему поглощению.

 

 

Четыре способа звукового погашения

В принцип функционирования легли 4 главных способа звукового погашения: ограничение звука, его отражение, подавление звуковых волн с помощью резонанса и поглощение.

Ограничивающий тип самый простой в своей конструкции: выполнен в виде сужающейся трубы, помещенной в металлический бак. Этот тип подавляет шум частично, существенно снижает мощность мотора и устанавливается на простейшей агропромышленной технике.

Зеркальное изменение направления акустического потока используется в установке на скутеры и мотоциклы. Происходит приглушение колебаний, за счет чего рокот заметно уменьшается. Использование данного варианта возможно только на двухтактных движках, ввиду малой мощности.

Третий вариант применяется на автомобилях. Внутри резонатора устанавливается несколько перегородок, образующих полости, которые соединены в свою очередь полыми прутьями из стали. Здесь в поглощение звука играют роль два фактора:

• звуковые волны и пары меняют направление своего движения несколько раз за счет зеркальных перегородок;
• частота акустических колебаний совпадает, благодаря точным расчетам размеров резонансных камер и трубок. Созданный резонанс подавляет грохот и рокот.

С учетом многообразия двигателей и их мощностей под каждый разрабатывается свой глушитель подобного типа.

Поглощающий образец по своей конструкции напоминает подавление шумовых волн, с той разницей, что трубы у него имеют многочисленные отверстия разного диаметра. По бокам данных перегородок помещен термостойкий материал, например, каолиновая или базальтовая вата, способная вытерпеть температуру до 700 градусов по Цельсию. Акустический поток рассеивается, накладывая свои волны друг на друга после сквозных прохождений. Оставшаяся часть уходит в наполнитель, а остатки — сглаживаются

• каналы выпуска и впуска;
• корпус с герметикой;
• перфорированная трубка;
• мате
• перегородками и изменением направления.

Виды

В настоящее время популярностью пользуются резонансный и прямоточный глушители. Оба допускают установку в комплекте с резонатором. На некоторых автомобилях вместо переднего прямоточный агрегат.

Устройство резонатора состоит из следующих элементов:

• корпуса цилиндрической формы;
• термостойкого материала для теплоизоляции;
• сплошной перегородки для разворота газового потока;
• перфорированной трубки;
• дросселя, позволяющего менять направление потока переработанных паров.

В принципе, его «анатомия» сложнее предварительного аналога. Главная часть включает в себя переднюю и заднюю перфорированные каналы, впускную трубу, переднюю, среднюю и заднюю перегородки, а также канал выпуска и сам корпус. В своем производственном процессе резонансный глушитель использует все принципы звукового преобразования.

Поскольку вышеописанный образец создает эффект противоборствующих давлений, в тюнинге используют замену части конструкции на прямоточный аналог. Сам он состоит из таких деталей, как:

• каналы выпуска и впуска;
• корпус с герметикой;
• перфорированная трубка;
• материал со свойствами шумоизоляции и повышенной термостойкостью.

По сути прямоточное приспособление проводит через все свои камеры одну перфорированную трубу. Здесь отметаются способы преобразования с помощью изменения движения газов и звуковых волн. В ход вступают интерференция и поглощение. Они приводят к уменьшению противостояния возникающего давления, но на мощности двигателя это сказывается совсем незначительно (3-7% в прибавке). Зато это обеспечивает «спортивное» звучание мотора, потому для владельца машины, передвигающейся в черте города и имеющий такой прямоточный узел, неминуемо наказание в виде административного штрафа за превышение норм шума и возможного приказа демонтажа глушителя.

Частые неисправности

Поскольку главная функция глушителя заключается в постоянном контакте с выхлопными отходами, самая частая поломка — пригорание металлического корпуса. Как правило, оно проявляет себя в виде рокота из-под днища автомобиля.

Если глушитель был сделан из дешевого черного металла, то срок его службы будет измеряться в пробеге в 20-30 тысяч километров. Тогда как счастливые обладатели устройства из нержавеющего сплава не будут сталкиваться с этой проблемой до 100 тысяч км. Зато при таком длительном использовании высока вероятность выгорания внутренних элементов, первые признаки которого — повышение уровня шума.

Для решения этого вопроса достаточно будет либо полностью заменить, либо подкорректировать его посредством сварочных работ. Сама сварка возможна и при использовании заплаток. Ремонт любых дыр без сварки невозможен. Заклеить или заделать поврежденную систему также не представляется возможным. Однако, если выгорели внутренние детали, поможет только полная замена этой части.

Для продления срока службы некоторые автовладельцы просверливают дырки, чтобы скопившийся конденсат мог беспрепятственно выходить наружу и глушитель не ржавел. Достаточно одного отверстия. Также стоит окрашивать его специальной термостойкой краской, чтобы защитить от ржавчины и замедлить износ металла вследствие высокого температурного режима. Из всего чем можно покрасить эту часть хорошо зарекомендовала краска на силиконовой основе. Ее нужно наносить в несколько слоев с интервалами для полного высыхания. И предварительной грунтовки поверхности эта продукция не требует. Единственный нюанс: после нанесения краски поверхность нужно разогреть до 170-200 градусов по Цельсию. Только при такой температуре она затвердеет. Для этой процедуры лучше всего использовать фен или духовку в течение 20 минут.

Альтернативный способ решения

Также экономный и проверенный вариант — серебряная эмаль. Однако, данный способ требует предварительной зачистки поверхности. Зачистку можно провести с помощью металлической щетины, очищающими кругами дрели. Сквозные дыры необходимо замазать шпаклевкой. Если требуется, смойте предыдущую краску специальной смывкой. После очистки и шпаклевки рекомендуется отшлифовать обработанный участок.

Несмотря на надежность и прочность глушитель, как и любая другая часть машины, требует надлежащего и бережного ухода для долгой работы.

Также читайте:

Что такое VIN CODE ? Как расшифровать вин код автомобиля Мерседес

Компрессор Мерседес: Виды компрессоров Плюсы и Минусы

Самый первый в мире автомобиль от Carl Benz. Начало истории Карла Бенца

Даймлер Бенц: История Успеха

Вильгельм Майбах — человек с большой буквы

promercedes.ru

Резонаторы и глушители моего производства. Небольшой ликбез. — DRIVE2

Приветствую!

Для большинства моих подписчиков не секрет что я специализируюсь на изготовлении элементов выхлопной системы, а именно на изготовлении резонаторов и глушителей.

К написанию данной записи побудил очередной вопрос «почему так дорого?». Вопрос символический или риторический я не знаю, но так как это я слышу не в первый раз то решил немного разжевать эту тему.

Начнем с резонатора.
Сначала внесу небольшую выдержку из Википедии:
Пламегаситель или «предварительный глушитель» (также известный как «резонатор») — обеспечивает отражение волн выхлопа (отсюда название «резонатор») и первую ступень снижения шума и пульсаций газов.

Приведу

основные критерии тишины выхлопной системы и ее элементов:
— Диаметр трубы. Чем больше тем громче, но это не значит что лучше. Всему есть свои разумные размеры. Сюда же можно отнести и изгибы самой трубы, но они уже влияют на громкость в меньшей степени.
Поток выхлопного газа должен иметь скорость на выходе, а не свободно метатться по трубе.
Тут принцип «пацаны одобряют» или «говорят что сразу полетит» при выборе диаметра не подойдет, лучше посмотрите графики чуть ниже. Придумано не мной, а проверенно многочисленными замерами.

График из книги Корки Белла

— Объем резонаторов/глушителей и их количество. Тут все наоборот нежели с диаметром трубы, чем больше — тем тише. Если нет возможности сделать большой резонатор/глушитель, то можно установить два поменьше.

Чем больше объем тем лучше, но нужно использовать этот объем с умом, потому что чем больше волна преломляется тем тише. То есть чем ниже скорость потока выхлопных газов, тем тише звук выхлопа.

Внутренняя набивка резонаторов глушителей должна держать температуру выхлопных газов и не должна вылетать со временем (для справки: температура выхлопных газов атмосферного/турбированного автомобиля обычно не превышает 800 градусов, выше только при использовании спортивного топлива).

Вернемся к моему процессу изготовления. Для меня изготовление резонаторов обкатано и каких либо радикальных изменений в его конструкции уже не будет.
Конструкция проста: перфорированная труба и набивка.
Естественно все делается не ТЯП ЛЯП. Изначально труба расчеркивается по лекалу, далее устанавливается на специальное приспособление и сверлится. Все это нужно что бы ряды и отверстия были ровными и в необходимом количестве.

После сверления трубу необходимо обработать с внутренней стороны для удаления заусенций образовавшихся в процессе сверления, которые в последствии могут испортить звук своим свистом.

Основная часть готова, укладываем звукопоглощающий материал (набивку). Я использую стеклорогожу или по простому крупная, плетенная стеклоткань.
Данная стеклорогожа не плавится в печи на раскаленных углях, а плетенная структура предотвращает ее вылетание через отверстия. Так же проверял ткань после использования резонатора на автомобиле, даже цвет не поменяла.

Уложили ткань, зафиксировали и закрываем корпус.

На днях было изготовлено два резонатора на 50 и 60мм трубе.

Единственно над чем еще стоит поработать это «внешность» моей продукции. Все таки качество качеством, а красота играет тоже не маловажную роль.

Заварили корпус, почистили, протерли и красим. Краска высокотемпературная, до 650 градусов. На Волге после 4000 км. краска все так же сидит на трубе и глушителях с резонаторами, лишь на коллекторах места ошелушилась, но там и температура выше.

www.drive2.ru

Устройство глушителя автомобиля в разрезе

Дата публикации: 31 октября 2016.
Категория: Автотехника.

Если бы не созданный французской компанией Panhar-Levassor первый в мире глушитель, то возможно сегодня бензиновых автомобилей не было бы. Выхлопная система позволила «успокоить» ДВС и дать этому мотору «вторую жизнь».

Первоначально глушители выполняли не много функций и считались больше вспомогательной составляющей, нежели важной, как другие агрегаты. Однако с течением времени выхлопные системы начали играть более значительную роль. Сегодня благодаря глушителям удается не только значительно снижать уровень шума от работающего мотора, но и уменьшать температуру выхлопных газов, выводить отработанные газы за пределы авто и уменьшать уровень вредных выбросов в окружающую среду.

Исходя из этого, стоит обратить внимание на строение глушителя, а также на его разновидности.

Основные элементы выхлопной системы

Конструкция выхлопной системы становится более сложной, но с каждой новой моделью машины она включает в себя все те же элементы.

Коллектор

Приемная труба является промежуточным звеном между двигателем машины и нейтрализатором (катализатором). Коллектор отвечает за вывод газов. Так как в этом случае идет очень сильная механическая и температурная нагрузка, которая может доходить до 1000 градусов, то к этой части глушителя предъявляются довольно строгие требования. Поэтому при изготовлении приемной трубы используют только самые лучшие сплавы чугуна и стали.

Также на этой детали иногда устанавливают вибро-компенсатор (гофру), благодаря которому вибрация двигателя гасится и не переходит дальше по выхлопной системе.

Нейтрализатор

В каталитическом нейтрализаторе (или катализаторе) происходит «дожиг» несгоревших остатков топлива и переработка окиси углерода. Этот элемент выхлопной системы представляет собой специальную камеру или бачок, в котором расположен керамический или металлический элемент в виде сот. Благодаря этим сотам газовые смеси очищаются за счет химических реакций.

Сейчас производители начали изготавливать многосекционные нейтрализаторы, отвечающие всем международным стандартам, которые производят обработку большего спектра вредных веществ.

Передний глушитель (резонатор)

Резонатор – по сути, является одной из тех деталей, которые принято называть глушителями. Этот элемент выполняет функцию снижения шума, но никак не очистки выхлопных газов. Когда газы проходят через резонатор, создается много шума. Поэтому внутренняя «начинка» переднего глушителя представляет собой многочисленные решетки и отверстия, которые позволяют снизить скорость вырывающихся газов, а также вибрацию. По большому счету резонатор – это бак с перфорированной трубой.

Передние глушители бывают:

• Активными. Такие глушители изготавливаются из специальных звукопоглощающих материалов, а их конструкция отличается простотой.
• Реактивными. В глушителях этого типа используются комбинации из расширительных, а также резонаторных камер.

Не стоит путать резонатор с задним глушителем, так как их конструкция сильно отличается.

Задний глушитель

Когда мы говорим «глушитель» то чаще всего в виду имеется именно задняя часть выхлопной системы. Этот элемент производит окончательное поглощение шума, а также осуществляет завершающий вывод газов.

В отличие от резонатора, внутренняя «начинка» заднего глушителя неоднородна. Внутри него установлено несколько камер со специальными наполнителями. Благодаря пористой структуре, системе перегородок и воздуховодам удается не только избавиться от сильного шума, но снизить температуру в системе.

Говоря о снижении шума, нельзя обойти стороной другой тип системы, который снижает повышенный шум в выхлопной трубе.

Прямоточный глушитель

В обычных глушителях в процессе сопротивления отработанным выхлопным газам, теряется часть мощности мотора. Хоть этот расход и незначительный, многие автолюбители ищут способы, как сделать глушитель тише без потери мощностей двигателя. Для этих целей производители разработали специальные прямоточные модели.

Устройство такого глушителя отличается от привычной схемы. В отличие от штатных моделей, в прямоточных агрегатах мощность двигателя не только снижается, но и повышается, за счет использования энергии выходящих газов.

Суть работы «прямотоков» заключается в том, что при выходе газов из коллектора требуется меньшее сопротивление. Благодаря этому мотору не приходится затрачивать лишней энергии, чтобы преодолеть давление. Полученная разница преобразуется в полезную мощность движения.

Сам прямоточный глушитель представляет собой прямую трубу с перфорированной поверхностью. По большому счету она заключена во внешний кожух. Внутри глушителя также есть разделители и камеры, просто их меньше, чем у штатных систем. Благодаря такой конструкции, отработанные выхлопные газы движутся по прямой и не встречают сильного сопротивления. В то же время, благодаря перфорированной поверхности они расширяются и свободно выходят.

Внешний кожух прямоточного глушителя покрыт специальным поглощающим составом, за счет чего газы, находящиеся внутри, не резонируют, а звук мотора не превышает допустимых пределов. Таким образом, уровень шума сводится к минимуму.

Чтобы усилить эффект некоторые автовладельцы используют дополнительные внешние сегменты.

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.

В заключении

Конструкция автомобильных глушителей постоянно претерпевает изменения, хоть общий принцип работы и сама конструкция остается неизменной уже много десятков лет. Сегодня это не обычная металлическая «банка» а полноценная система, которая обеспечивает правильную работу двигателя автомобиля. Именно поэтому, если из глушителя начинает идти пар или раздаются хлопки, необходимо незамедлительно производить диагностику и ремонт этого немаловажного узла.

avto-moto-shtuchki.ru

Drymar › Блог › #обзор запчастей. Задний и средний глушители выхлопных газов Asso 34.7029 и 34.6007 соответственно.

Добавлено 07.09.2018

Не рекомендую покупать компоненты выхлопной системы данного производителя!
Причины описаны тут, и тут)

!ВНИМАНИЕ!
Данные фото предоставил мне драйвовчанин AKosarev, за что ему большое спасибо!
Размеров, диаметров, к сожалению, нет. Поэтому будут только фото с небольшими моими комментариями.

Задний глушитель Asso 34.7029 по каталогу производителя подходит для Opel Astra G в кузове F08/F48 (3-ех и 5-ти дверные хетчбеки) со следующими моторами:

— C16SEL;
— C20SEL;
— X14XE;
— X16SZR;
— X16XEL;
— X18XE1;
— X20XEV;
— Z14XE;
— Z16SE;
— Z16XE;
— Z16XEP;
— Z18XE;
— Z22SE;
— X17DTL;
— Y17DT;
— X20DTL;
— X20DTH;
— Y20DTL;
— Y20DTH.

Поразительная гибкость!
Не то, что инженеры Opel… Наплодили глушителей…
Странно, что нет Z20LET и X20XER))

Теперь фото.

Полный размер

Наклейки и оттиск на металле. Гордая надпись про итальянские корни изготовления.

Полный размер

Половинки корпуса не сварены, а вальцованы, что хорошо. Выхлопная труба немного криво приварена, как и крепежные крюки. Швы не прокрашены.

Полный размер

Верхняя сторона. Крепежные крюки приварены с двух сторон, что хорошо.

Полный размер

Видно качество шва. Задняя пара крепежных крюков имеет оконечные ограничители для резиновых подвесов.

Полный размер

Фланец обварен по кругу, и отверстия под крепежные болты сделаны большие, дабы можно было легко выставить задний глушитель относительно среднего.

Полный размер

Фланец имеет хорошую толщину. Долго будет ржаветь)

Средний глушитель (резонатор) Asso 34.6007 по каталогу производителя подходит для Opel Astra G в кузовах F08/F48 (3-ех и 5-ти дверные хетчбеки), F69 (седан), F67 (кабриолет), F35 (универсал), F70 (фургон), со следующими моторами:

— C16SEL;
— C20SEL;
— X16SZR;
— X16XEL;
— X18XE1;
— X20XEV;
— Z16SE;
— Z16XE;
— Z16XEP;
— Z18XE;
— Z22SE.

Тут уже охват моторов таки меньше)
Уже больше похоже на хороший подход!

Теперь фото.

Полный размер

Оттиск и наклейка. Производство, ессесно, Италия)

Полный размер

Половинки корпуса так же завальцованы. Видно, что крепежные крюки приварены немного криво.

www.drive2.ru

Лучшая статья о принципах работы выхлопной системы 1 — DRIVE2

Журнал ТЮНИНГ
Текст Александр Пахомов.

Едва ли не самая популярная тема во всех «курилках», так или иначе связанных с тюнингом автомобилей, — выпускные системы двигателей. По крайней мере, я чаще отвечаю на вопросы о выхлопе, чем о клапанах, головках, коленвалах и прочих составляющих настройки двигателей. Причем диапазон вопросов примерно следующий: от «скажите, а как применить формулу для вычисления резонансной частоты (приводится соотношение для резонатора Гельмгольца) к четырехдроссельному впуску?» до «мне друг подарил «паук» со своего спортивного «гольфа». Сколько прибавится лошадиных сил, если я его установлю на свой автомобиль?» или » я строю себе мотор. Какой глушитель купить, чтобы было больше мощности?», или «сколько лошадиных сил прибавится, если я вместо катализатора установлю резонатор?». Причем во всех вопросах красной линией проходит добавочная мощность.

ТАК ДАВАЙТЕ ДЛЯ НАЧАЛА РАЗБЕРЕМСЯ, ГДЕ ЖЕ ЛЕЖИТ ЭТА ДОБАВОЧНАЯ МОЩНОСТЬ. И ПОЧЕМУ ВЫПУСКНОЙ ТРАКТ ВЛИЯЕТ НА РАБОТУ МОТОРА.

Если мы все дружно понимаем, что мощность есть произведение вращающего момента на скорость вращения коленчатого вала (обороты), то понятно, что мощность — зависимая от скорости величина. Рассмотрим чисто теоретический двигатель (не важно, электрический он, внутреннего сгорания или турбореактивный), который отдает постоянный вращающий момент на оборотах от 0 до бесконечности. (кривая 2 на рис. 1) Тогда его мощность будет линейно расти с оборотами от 0 до бесконечности (кривая 1 на рис. 1). Предмет нашего интереса — четырехтактные многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания в силу конструкции и процессов, в них происходящих, имеют рост момента с увеличением оборотов до его максимальной величины, и с дальнейшим увеличением оборотов момент сновападает (кривая 3 на рис. 1). Тогда и мощность будет иметь аналогичный вид (кривая 4 на рис. 1). Важным обстоятельством для понимания функций выпускной системы является связь вращающего момента с коэффициентом наполнения цилиндра.

Рис. 1

Полный размер

Давайте себе представим процесс, происходящий в цилиндре в фазе впуска. Предположим, коленчатый вал двигателя вращается настолько медленно, что мы можем наблюдать движение топливовоздушной смеси в цилиндре и в любой момент времени давление во впускном трубопроводе и цилиндре успевает выравниваться. Предположим, что вверхней мертвой точке (ВМТ) давление в камере сгорания равно атмосферному. Тогда при движении поршня из ВМТ в нижнюю мертвую точку (НМТ) в цилиндр попадет количество свежей топливовоздушной смеси, точно равное объему цилиндра. Говорят, что в таком случае коэффициент наполнения равен единице. Предположим, что в вышеописанном процессе мы закроем впускной клапан в положении поршня, соответствующем 80% его хода. Тогда мы наполним цилиндр только на 80% его объема и масса заряда составит соответственно 80%. Коэффициент наполнения в таком случае будет 0.8. Другой случай. Пусть некоторым образом нам удалось во впускном коллекторе создать давление на 20% выше атмосферного. Тогда в фазе впуска мы сможем наполнить цилиндр на 120% по массе заряда, что будет соответствовать коэффициенту наполнения 1.2. Так, теперь самое главное. Вращающий момент двигателя совершенно точно на кривой момента соответствует коэффициенту наполнения цилиндра. То есть вращающий момент там выше, где коэффициент наполнения выше, и ровно во столько же раз, если, конечно, мы не учитываем внутренние потери в двигателе, которые растут со скоростью вращения. Из этого понятно, что кривую момента и, соответственно, кривую мощности определяет зависимость коэффициента наполнения от оборотов. У нас есть возможность влиять в некоторых пределах на зависимость коэффициента наполнения от скорости вращения двигателя с помощью изменения фаз газораспределения. В общем случае, не вдаваясь в подробности, можно сказать, что чем шире фазы и чем в более раннюю по отношению к коленчатому валу область мы их сдвигаем, тем на больших оборотах будет достигнут максимум вращающего момента. Абсолютное значение максимального момента при этом будет немного меньше, чем с более узкими фазами (кривая 5 на рис. 1). Существенное значение имеет так называемая фаза перекрытия. Дело в том, что при высокой скорости вращения определенное влияние оказывает инерция газов в двигателе. Для лучшего наполнения в конце фазы выпуска выпускной клапан надо закрывать несколько позже ВМТ, а впускной открывать намного раньше ВМТ. Тогда у двигателя появляется состояние, когда в районе ВМТ при минимальном объеме над поршнем оба клапана открыты и впускной коллектор сообщается с выпускным через камеру сгорания. Это очень важное состояние в смысле влияния выпускной системы на работу двигателя. Теперь, я думаю, пора рассмотреть функции выпускной системы. Сразу скажу, что в выпускной системе присутствует три процесса. Первый — сдемпфированное в той или иной степени истечение газов по трубам. Второй — гашение акустических волн с целью уменьшения шума. И третий — распространение ударных волн в газовой среде. Любой из названных процесс

www.drive2.ru

Теория выхлопа. Познавательно — DRIVE2

Задался вопросом про выхлоп. Нашел в нете очень разъясненную статью.

Едва ли не самая популярная тема из связанных с тюнингом автомобилей, — выпускные системы двигателей. По крайней мере, чаще обсуждают вопросы о выхлопе, чем о клапанах, головках, коленвалах и прочих составляющих настройки двигателей.
Причем диапазон вопросов примерно следующий: от “скажите, а как применить формулу для вычисления резонансной частоты (приводится соотношение для резонатора Гельмгольца) к четырехдроссельному впуску?” до “мне друг подарил “паук” со своего спортивного “гольфа”. Сколько прибавится лошадиных сил, если я его установлю на свой автомобиль?” или “я строю себе мотор. Какой глушитель купить, чтобы было больше мощности?”, или “сколько лошадиных сил прибавится, если я вместо катализатора установлю резонатор?”. Причем во всех вопросах красной линией проходит добавочная мощность.
ПОЧЕМУ ВЫПУСКНОЙ ТРАКТ ВЛИЯЕТ НА РАБОТУ МОТОРА.
Если мы все дружно понимаем, что мощность есть произведение вращающего момента на скорость вращения коленчатого вала (обороты), то понятно, что мощность — зависимая от скорости величина. Рассмотрим чисто теоретический двигатель (не важно, электрический он, внутреннего сгорания или турбореактивный), который отдает постоянный вращающий момент на оборотах от 0 до бесконечности, (кривая 2 на рис. ниже) Тогда его мощность будет линейно расти с оборотами от 0 до бесконечности (кривая 1 на рис. ниже). Предмет нашего интереса — четырехтактные многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания в силу конструкции и процессов, в них происходящих, имеют рост момента с увеличением оборотов до его максимальной величины, и с дальнейшим увеличением оборотов момент снова падает (кривая 3 на рис. ниже). Тогда и мощность будет иметь аналогичный вид (кривая 4 на рис. ниже).

Важным обстоятельством для понимания функций выпускной системы является связь вращающего момента с коэффициентом наполнения цилиндра. Давайте себе представим процесс, происходящий в цилиндре в фазе впуска. Предположим, коленчатый вал двигателя вращается настолько медленно, что мы можем наблюдать движение топливовоздушной смеси в цилиндре и в любой момент времени давление во впускном трубопроводе и цилиндре успевает выравниваться. Предположим, что в верхней мертвой точке (ВМТ) давление в камере сгорания равно атмосферному. Тогда при движении поршня из ВМТ в нижнюю мертвую точку (НМТ) в цилиндр попадет количество свежей топливовоздушной смеси, точно равное объему цилиндра. Говорят, что в таком случае коэффициент наполнения равен единице. Предположим, что в вышеописанном процессе мы закроем впускной клапан в положении поршня, соответствующем 80% его хода. Тогда мы наполним цилиндр только на 80% его объема и масса заряда составит соответственно 80%. Коэффициент наполнения в таком случае будет 0,8. Другой случай. Пусть некоторым образом нам удалось во впускном коллекторе создать давление на 20% выше атмосферного. Тогда в фазе впуска мы сможем наполнить цилиндр на 120% по массе заряда, что будет соответствовать коэффициенту наполнения 1,2. Так, теперь самое главное. Вращающий момент двигателя совершенно точно на кривой момента соответствует коэффициенту наполнения цилиндра. То есть вращающий момент там выше, где коэффициент наполнения выше, и ровно во столько же раз, если, конечно, мы не учитываем внутренние потери в двигателе, которые растут со скоростью вращения. Из этого понятно, что o кривую момента и, соответственно, кривую мощности определяет зависимость коэффициента наполнения от оборотов. У нас есть возможность влиять в некоторых пределах на зависимость коэффициента наполнения от скорости вращения двигателя с помощью изменения фаз газораспределения. В общем случае, не вдаваясь в подробности, можно сказать, что чем шире фазы и чем в более раннюю по отношению к коленчатому валу область мы их сдвигаем, тем на больших оборотах будет достигнут максимум вращающего момента. Абсолютное значение максимального момента при этом будет немного меньше, чем с более узкими фазами (кривая 5 на рис. выше). Существенное значение имеет так называемая фаза перекрытия. Дело в том, что при высокой скорости вращения определенное влияние оказывает инерция газов в двигателе. Для лучшего наполнения в конце фазы выпуска выпускной клапан надо закрывать несколько позже ВМТ, а впускной открывать намного раньше ВМТ. Тогда у двигателя появляется состояние, когда в районе ВМТ при минимальном объеме над поршнем оба клапана открыты и впускной коллектор сообщается с выпускным через камеру сгорания. Это очень важное состояние в смысле влияния выпускной системы на работу двигателя.
Теперь, я думаю, пора рассмотреть функции выпускной системы. Сразу скажу, что в выпускной системе присутствует три процесса. Первый — сдемпфированное в той или иной степени истечение газов по трубам. Второй — гашение акустических волн с целью уменьшения шума. И третий — распространение ударных волн в газовой среде. Любой из названных процессов мы будем рассматривать с позиции его влияния на коэффициент наполнения. Строго говоря, нас интересует давление в коллекторе у выпускного клапана в момент его открытия. Понятно, что чем меньшее давление, а лучше даже ниже атмосферного, удастся получить, тем больше будет перепад давления от впускного коллектора к выпускному, тем больший заряд получит цилиндр в фазе впуска.

www.drive2.ru

ВЫХЛОП ДЕЛАЛИ ИСХОДЯ ОТ ДАННОЙ ИНФОРМАЦИИ — BMW 3 series, 1.6 л., 1997 года на DRIVE2

Спортивный прямоточный глушитель — неизменный атрибут тюнинга, одинаково часто встречающийся и на серьезно заряженных машинах, и на экземплярах с цветными брызговиками и светящимися форсунками омывателя. А какой эффект дает прямоточный глушитель на самом деле? Чтобы выяснить это, мы провели инструментальные испытания нескольких популярных спортивных, прямоточных глушителей.

Прямоточная выхлопная система.

Сначала немного теории. Для чего предназначена и как работает система выпуска? Вопрос этот кажется элементарным только на первый взгляд. Начнем с того, что система выпуска отработанных газов выполняет несколько задач одновременно. Первая и самая простая — отвод выхлопных газов за пределы кузова автомобиля. Вторая задача выпуска — обеспечение наилучшего наполнения цилиндров топливовоздушной смесью.

В современных моторах фазы впуска и выпуска заметно перекрываются и в момент, когда открыты оба клапана, важно создать за выпускным клапаном разрежение, благодаря которому отработанные газы будут активнее покидать цилиндр, освобождая место для свежей порции смеси. Чтобы этого добиться, используют инерцию и неравномерность истечения выхлопных газов из двигателя. Дело в том, что после закрытия выпускного клапана, в коллекторе образуется зона пониженого давления, двигающаяся по трубе со скоростью звука.

Если создать на пути этой волны препятствие, она отразится и, при правильном расчете соотношения между оборотами двигателя и расстоянием до этого препятствия, окажется у выпускного клапана в момент, когда он будет снова открыт. Для автомобильного двигателя это расстояние оказывается очень большим, поэтому фронт разрежения от одного цилиндра возвращают к двигателю в момент открытия клапана другого. Этот процесс организуется с помощью настроенного выпускного коллектора (так называемый «паук») с трубами равной длины, а препятствием для волны служит соединение этих труб в одну.

Наконец, третьей задачей выпускной системы является собственно глушение шума. Ни простая труба, ни настроенный выпускной коллектор справиться с ней не в состоянии — требуется глушитель. Правда, на гоночных автомобилях встречаются системы, по сути, без глушителей, но, как правило, только на турбированных моторах, где турбина, «перемалывая» поток выхлопных газов, сама снижает его энергию и сглаживает колебания. Итак, чтобы снизить шум, требуется глушитель.

Они бывают нескольких типов. Первый тип глушителя — резонатор, состоящий обычно из перфорированной трубы и окружающей ее камеры. За счет резонанса, возникающего в камере, такой глушитель эффективно гасит звук определенной частоты. Как правило, современные резонаторы имеют несколько камер различного размера и при скромных габаритных размерах неплохо гасят низкочастотные шумы.

Стандартный оконечный глушитель обычно представляет собой лабиринт из перегородок, при отражении от которых часть энергии газа переходит в тепло, а звук затихает. Кроме того, за счет установки внутри глушителя перфорированных труб, в нем также как в резона­торе применяется эффект подавления звука определенных частот.

Спортивный глушитель во многом похож по конструкции на резонатор. Отличие лишь в том, что между корпусом и трубой с отверстиями у него проложен звукопоглощающий материал. Как правило, это базальтовая вата, состоящая из длинных минеральных волокон. Чтобы волокна не выдувались потоком газа наружу, между трубой и ватой разм

www.drive2.ru