Глушители: Тихий «выдох» сотни лошадей

13 жовтня 2003, 00:00
no image

Двигатели внутреннего сгорания, как известно, работают

не совсем тихо, а иногда и слишком громко. Решить эту проблему пытаются

на протяжении всей истории автомобилестроения. Снизить громкость «рычания»

мотора удается с помощью глушителя.

Компактная система, объединяющая в одном корпусе глушитель и катализатор. Перед катализатором устроена дополнительная отражающая камера. Глушитель с классическими способами шумопоглощения. Основные типы глушителей: 1 ограничительный, 2 отражательный (зеркальный), 3 резонаторный, 4 поглотительный. Выхлопная система автомобиля

Двигатели внутреннего сгорания, как известно, работают

не совсем тихо, а иногда и слишком громко. Решить эту проблему пытаются

на протяжении всей истории автомобилестроения. Снизить громкость «рычания»

мотора удается с помощью глушителя.

Глушитель предназначен

для снижения уровня колебаний воздуха – акустических волн, возникающих

в результате сгорания топливо-воздушной смеси в цилиндрах мотора. От этого

узла также зависит ряд других характеристик – мощность двигателя, токсичность

отработавших газов, ресурс.

Как правило, за снижение шума в каждом автомобиле отвечает основной глушитель

и один или несколько дополнительных меньшего размера. Кроме того, в большинстве

современных машин эту функцию частично выполняет и каталитический нейтрализатор

отработавших газов.

Теория тишины

Глушение звука выхлопа происходит следующим образом. Звуковые колебания

разной амплитуды и частоты посредством тех или иных конструктивных приемов

«разбиваются» о стенки нескольких камер и сглаживаются в множестве отверстий

определенной формы. При этом энергия волн превращается в тепло. Естественно,

что колебания каждого диапазона (низко-, средне-, высокочастотные) при

разных оборотах двигателя требуют строго «индивидуального» подхода.

На мощность и акустические показатели напрямую влияют геометрия и размеры

выхлопной системы, количество и диаметр калиброванных отверстий в глушителе,

число камер в нем, длина и поперечное сечение выпускных и соединительных

труб. При этом возникает некое противоречие. Чем больше в выпускной системе

всех этих элементов, тем эффективнее гасятся акустические волны. Но любые

элементы создают дополнительное сопротивление потоку отработавших газов.

Из-за этого ухудшается продувка цилиндров, и часть газов остается внутри

них, что приводит к снижению наполняемости камеры сгорания свежим зарядом.

А это, в свою очередь, способствует снижению мощности двигателя. Исходя

из этого определили, что оптимальный общий объем глушителей легкового

автомобиля должен быть в 3 – 8 раз больше его двигателя.

Параметры элементов системы глушения, помимо прочего, зависят от частоты

вращения коленвала двигателя, поэтому расчет глушителя для конкретного

автомобиля производится на основе усредненных режимов работы мотора. При

проектировании также принимают во внимание «спектральный» анализ звука,

поскольку его составляющие по-разному влияют на организм человека. Так,

при одинаковом общем уровне шума в салоне водитель больше устает в том

автомобиле, где выхлопная система «басит» на низких частотах (50 – 300

Гц).

Все средства хороши

Снижение уровня шума базируется на двух физических явлениях: резонансе

и звукопоглощении. На них и построен принцип действия основных типов глушителей

– ограничительных, зеркальных, резонаторных и поглотительных.

Простейший из них работает по принципу ограничения. Суть его

– «задавить» поток пульсирующего газа ограниченным проходным отверстием

и погасить колебания в расположенной за ним камере. Уменьшение диаметра

данного отверстия повышает эффективность устройства, но заметно снижает

мощность двигателя.

Чаще встречаются «зеркальные» глушители, работающие по принципу

так называемых акустических зеркал. Отражаясь от стенок камеры, звуковые

волны расходуют свою энергию на нагрев поверхности и в «организованных»

зеркальных «лабиринтах» вследствие интерференции. Данный способ гашения

звука эффективнее, более того, сопротивление выхлопным газам у таких конструкций

намного меньше, следовательно, потери мощности ниже. По такому принципу

устроены глушители популярных отечественных машин.

В качестве вспомогательного глушителя (обычно он стоит первым) используют

так называемые резонаторы. В конструкцию узлов резонаторного типа

входят от одной до четырех замкнутых камер, которые сообщаются между собой

трубопроводами с проделанными в них отверстиями. Последние составляют

с камерами резонансные пары с собственной частотой, которая не совпадает

с колебаниями выхлопа. Это и обеспечивает сглаживание акустических колебаний,

т. е. снижение шума. В многокамерных резонаторах шум гасится также за

счет отклонения потока газов и того, что у труб и камер сечения разные

(особенно в диапазоне низких частот). Для снижения шума в области собственных

колебаний применяются резонаторные каналы сквозного типа – без разрыва

потока газов.

Принцип работы поглотительных систем основан на поглощении акустических

волн определенным звукоизолирующим материалом. Такой глушитель представляет

собой заполненную шумопоглощающим материалом камеру, через которую проходит

перфорированная труба. Сквозь ее отверстия газы попадают в массу базальтовой

ваты и расходуют свою энергию на взаимное трение волокон этого материала,

преобразуясь все в то же тепло. Конструкция простая, работает во всем

диапазоне частот, однако в целом эффективность ее невысока.

На данном этапе развития выхлопных систем для снижения веса и повышения

эффективности шумоподавления производители объединяют несколько типов

конструкций глушителей в одном корпусе.

Материалы – не последнее дело

Условия, в которых работает глушитель, можно назвать адскими: высокие

давление и температура, химически агрессивные газ с одной стороны и снежно-соляная

ванна – с другой. А еще добавьте сюда вибрации и риск механических повреждений

о неровности дороги. Чтобы все это выдержать, данный узел должен быть

выполнен из качественных материалов с использованием специальных технологий.

Сегодня с точки зрения конструкционных материалов глушитель выглядит

так. Завальцованный (редко – сварной) корпус сложной пространственной

формы сделан из стали. Внутренние перегородки и резонаторные трубки –

из того же материала, тщательно проваренные. Чтобы максимально сохранить

структуру металла, производители стараются применять контактную электросварку

с электродами в виде роликов-вальцов.

Во многих современных основных глушителях последняя камера заполнена

жаростойким шумопоглотителем из волокон на основе базальта или силиката.

Для увеличения ресурса глушителей их иногда делают из оцинкованной или

нержавеющей стали. Но если учитывать стоимость этих материалов, то цена

такой долговечности иногда бывает неоправданно высокой, что приводит к

удорожанию машины.

Место под днищем

Работа глушителей будет эффективнее, если они правильно размещены в автомобиле.

Стремясь избежать возбуждения резонансных колебаний кузова и воздействия

на него высоких температур, систему выхлопа стараются максимально, но

в допустимых пределах, удалить от днища. Поскольку в современных легковушках

с малым клиренсом выполнить это условие бывает нелегко, в некоторых случаях

стенки глушителей делают двойными, заполняя зазор асбестом или более безвредным

материалом, по характеристикам близким к асбесту. Таким образом обеспечиваются

необходимая теплоизоляция и гашение вибраций корпуса.

По той же причине «тесноты» в зоне днища корпусы глушителя все чаще делают

в виде сплюснутых и растянутых емкостей неправильной формы. Конструкторы

научились придавать хорошие шумоподавляющие качества и таким сложным для

расчета корпусам. Кстати, их аэродинамическое сопротивление ниже, чем

у «бочкообразных» конструкций.

Любой из систем глушения необходима также правильная подвеска, которая

защитит кузов от колебаний и в то же время не допустит нарушения герметичности

соединительных трубопроводов. По этой причине в некоторых случаях в трубопроводах

используют гибкие элементы – довольно дорогостоящие узлы, позволяющие

подвешенной к кузову на резиновых креплениях выхлопной системе «плавать»

и колебаться независимо от двигателя.

Выхлопные системы современных автомобилей продолжают совершенствоваться.

Уже сегодня очевидно, что кроме обеспечения комфорта, они все в большей

мере будут отвечать за чистоту выхлопа. Но это тема отдельного разговора.

 Критические

отметки внешнего шума*

1974 г. 82 dB
1980 г. 80 dB
1988 г. 77dB
1995 г. 74dB
Законодательно принятые в Германии

Игорь Широкун

Фото фирм-производителей

Читати наступну статтю
Статті по темі
  • Підсумки травня: падіння продажів та найкраща «десятка»
    Подія 23 червня 2026 13:30
    Підсумки травня: падіння продажів та найкраща «десятка»
    Український ринок нових легкових автомобілів за підсумками травня 2026 року продемонстрував помітне уповільнення динаміки. За даними профільної асоціації «Укравтопром», минулого місяця в країні було реалізовано близько 5,5 тисяч нових легкових машин. Цей результат виявився на 18% нижчим за показник аналогічного періоду минулого року, а також продемонстрував 11-відсоткове падіння порівняно з квітнем поточного року. Аналітики пов'язують такий спад із сезонними коливаннями попиту та загальною стабілізацією вторинного ринку, який продовжує відтягувати на себе частину покупців.У заліку автомобільних марок перше місце в національному рейтингу впевнено утримує японська Toyota з результатом 745 проданих автомобілів за місяць. На другу позицію піднялася чеська Skoda, яка продемонструвала відмінну стійкість попиту і зафіксувала 516 реєстрацій. Трійку лідерів травня замикає французький бренд Renault, що реалізував на українському ринку 485 нових машин. Слідом за лідерами в першій п'ятірці брендів розташувалися Volkswagen (380 од.) та BMW (320 од.).Характерною рисою українського ринку залишається беззастережне домінування кросоверів та позашляховиків, які сформували абсолютну більшість споживчих уподобань. У десятці найпопулярніших моделей травня лише один автомобіль представляє класичний легковий сегмент.Топ-10 найпопулярніших моделей нових легкових авто в Україні за травень виглядає так:•    Renault Duster – 426 авто;•    Hyundai Tucson – 214 авто;•    Mazda CX-5 – 186 авто;•    Skoda Kodiaq – 182 авто;•    Toyota RAV4 – 170 авто;•    Volkswagen Touareg – 153 авто;•    Toyota Land Cruiser Prado – 130 авто;•    Toyota Yaris Cross – 127 авто;•    BMW 3 Series – 126 авто;•    Nissan X-Trail – 125 авто.Основними драйверами ринку продовжують виступати компактні та середньорозмірні кросовери. Очікується, що в літні місяці активність покупців почне поступово відновлюватися завдяки появі нових планових надходжень від офіційних імпортерів.
  • Новий Renault Megane E-Tech electric: радикальний рестайлінг та спортивний характер
    Новинка 23 червня 2026 13:00
    Новий Renault Megane E-Tech electric: радикальний рестайлінг та спортивний характер
    Французький автовиробник Renault розкрив детальну інформацію про масштабне оновлення свого популярного компактного електромобіля Megane E-Tech electric. Дебютувавши у 2022 році як первісток нової електричної ери бренду, хетчбек встиг завоювати високу популярність у Європі. Тепер, на тлі стрімких змін та посилення конкуренції в сегменті EV, компанія провела глибоку модернізацію моделі, яка зачепила дизайн, архітектуру кузова та бортові технології. Візуальні зміни передньої частини автомобіля виявилися кардинальними: інженери та дизайнери замінили всі елементи, окрім головних фар. Бампер отримав масивнішу секцію, пофарбовану в колір кузова, що додало зовнішності спортивної агресії. Замість колишніх бокових повітрозабірників з'явилися оригінальні денні ходові вогні, які складаються з восьми ромбоподібних елементів, розташованих у шаховому порядку. Закрита решітка радіатора отримала глянцево-чорне оздоблення, а оновлений логотип Renault змістився безпосередньо під лінію капота. Ззаду електрокар виділяється новими тривимірними ліхтарями без зовнішнього захисного скла. Завдяки встановленню модернізованої акумуляторної батареї загальна висота машини збільшилася на 20 мм, що також додало їй більш впевненої та широкої стійкості на дорозі. Лінійку модифікацій суттєво спростили та скоротили до двох чітко розмежованих комплектацій:•    Techno: пропонує передній бампер у колір кузова, нові 19-inch легковажні диски, покращене оздоблення передньої панелі штучною шкірою TEP та опціональні крісла в сірому чи титаново-чорному виконанні.•    Esprit Alpine: топове спортивне виконання, яке хизується ексклюзивними 20-дюймовими колесами, особливим декором кузова, а також стильними картами дверей із градієнтним переходом кольору від темно-сірого до синього. Палітра кузовних емалей поповнилася новим ексклюзивним матовим відтінком Satin Blue Slate, при цьому покупці можуть замовити двоколірний варіант із дахом чорного або сірого кольору. Новинка повністю зберегла свої ключові козирі: велику колісну базу, висувні ручки дверей та цифрову систему підсвічування салону, яка автоматично адаптується до умов руху.
  • Сто років швидкості: Maserati запускає медійний проєкт Trident Stars на честь ювілею фірмового тризуба
    Подія 23 червня 2026 12:00
    Сто років швидкості: Maserati запускає медійний проєкт Trident Stars на честь ювілею фірмового тризуба
    Легендарна італійська марка Maserati оголосила про запуск масштабного глобального проєкту Trident Stars. Ця масштабна медійна ініціатива приурочена до визначної історичної дати – рівно 100 років тому, у 1926 році, на кузові гоночного автомобіля Maserati вперше з'явився знаменитий логотип у вигляді тризуба. Новий цифровий проєкт покликаний об'єднати багатшу сторічну спадщину бренду із його сучасним вектором розвитку, де головна роль відведена інноваційним електричним технологіям. Проєкт Trident Stars побудований як інтерактивне сузір'я, де кожна зірка символізує ключову віху в історії бренду, культову модель або видатну особистість, яка вплинула на розвиток компанії з Модени. Медійна платформа детально розповідає про легендарних гонщиків минулого, таких як Хуан-Мануель Фанхіо, котрий здобув для марки історичні перемоги у Формулі-1, а також про видатних інженерів та дизайнерів, які створювали унікальний стиль італійських спорткарів. Сучасна епоха «сузір'я» Maserati фокусується на двох головних напрямках:•    Суперкари лінійки MC20: флагманські середньомоторні купе та спайдери, які повернули бренд у великий міжнародний автоспорт.•    Електрична лінійка Folgore: перші повністю електричні серійні моделі марки, серед яких розкішне купе GranTurismo Folgore, середньорозмірний кросовер Grecale Folgore та ексклюзивний відкритий гран-туризмо GranCabrio Folgore.Завдяки проєкту Trident Stars компанія планує залучити нове покоління автомобільних ентузіастів та клієнтів. Спеціально розроблений цифровий хаб пропонуватиме унікальні архівні відеоматеріали, інтерв'ю з сучасними розробниками та ексклюзивний інтерактивний контент, який демонструє еволюцію фірмового стилю та філософії бренду від перших трекових болідів до безшумних надпотужних електромобілів майбутнього.Довідка «АЦ»Знаменитий логотип Maserati у вигляді тризуба був створений Маріо Мазераті – єдиним із братів-засновників компанії, який не захоплювався автомобільною інженерією, а обрав шлях професійного художника. Натхненням для логотипу став знаменитий фонтан Нептуна, розташований на площі Пьяцца Маджоре у Болоньї (саме в цьому місті спочатку базувалася майстерня братів, перш ніж переїхати до Модени). Маріо використав тризуб як символ сили, енергії та панування над стихією швидкості. Вперше цей знак прикрасив капот гоночного автомобіля Maserati Tipo 26, який дебютував у легендарній сицилійській гонці Тарга Флоріо у 1926 році, де за кермом сидів Альф'єрі Мазераті.
Гортайте до низу щоб побачити більше статтей подвійна стрілка вниз