Выхлопная система — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 20 августа 2013; проверки требуют 9 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 20 августа 2013; проверки требуют 9 правок.
Дым из выхлопных труб дизельного грузовикаВыхлопная система — система выпуска отработанных газов. Включает выпускной коллектор, каталитический конвертер (на современных машинах) и глушитель.
Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя с контурной продувкойТакие ядовитые газы, как углеводород, окись углерода и оксид азота[2] могут быстро заполнить замкнутое пространство, к тому же они имеют довольно-таки высокую температуру. Поэтому выпускной коллектор изготавливается из термостойких материалов. Хорошо продуманные выпускные коллекторы обладают эффектом очистки отработанных газов, многие страны мира устанавливают определенные стандарты в этой области.
Как устроен глушитель автомобиля
В этой статье мы рассмотрим тему глушитель в автомобиле назначение и устройство, наверняка все водители понимают, что рецепт тихой или бесшумной работы двигателя заключается именно в качестве и методе реализации глушителя в автомобиле. А вот как это все работает и какие, ещё дополнительные функции выполняет глушитель автомобиля мы и поговорим ниже.
Какую же основную функцию выполняет глушитель – он отводит отработанные выхлопные газы из двигателя автомобиля и при этом одновременно снижает звук работы двигателя и звук выхода выхлопных газов, посредством преобразование звуковой энергии в тепловую.
Устройство глушителя автомобиля
Устройство всех глушителей примерно схоже и включает в себя обязательные элементы:
- Расширение и сужение потоков выходящих газов, так называемое дросселирование, из за чего изменяется и скорость выходящих газов и частота звуковых волн
- Наложение звуковых волн друг на друга из-за чего изменяется их амплитуда – интерференция
- Поглощение и рассеивание звуковых волн – происходит преобразование звуковой энергии в тепловую за счет чего наступает очень существенное снижение звука выходящего выхлопа
- Многоразовое изменение потока выходящих газов, так называемый лабиринт, так же служит для снижения скорости выхода газа, его энергии и преобразование в тепловую энергию
Глушитель в разрезе
Давайте посмотрим устройство глушителя автомобиля в разрезе на этом фото,
Тут мы видим, обязательны элементы глушителя или так сказать из чего состоит глушитель автомобиля:
- Выпускной коллектор (в народе получил название штаны или паук за схожесть в конструкции)
- Пламегаситель или резонатор
- Соединительные трубы между камерами глушителя
- Основной каркас глушителя
- И собственно сама выхлопная труба
- Выпускной коллектор – это трубы, которые непосредственно прикреплены к выводам двигателя для активного отбора выхлопных газов напрямую из цилиндров автомобиля, поэтому температуры в месте соединения коллектора и двигателя могут достигать значений в 1000 градусов по Цельсию
- Поэтому требование к выпускному коллектору всегда высокое это обязательная термоустойчивость материала и крепость по отношению к механическим нагрузкам, из за чего коллектор часто изготавливается и чугуна или жаропрочной стали.
- Резонатор глушителя как правило представляет из себя трубу с просверленными в ней отверстиями разного диаметра которая находится в закрытой камере из-за расширения и выхода газов через отверстия этой трубы и происходит их резонирование по сути затухание колебания и изменения колебательного контура звуковой волны
- Основной глушитель это по сути как многокомнатная квартира только комнаты соединяются там не дверями и полыми трубками и иногда чтоб попасть в другую комнату выхлопным газам приходится несколько раз проходить по трубам из других комнат туда и обратно– сделано это для гашения энергии газа и преобразования его в тепловую энергию, из за этого преобразования энергии и происходит снижение звуковой волны
Ну, думаю, что на вопрос глушитель в автомобиле назначение и устройство мы ответили и теперь вы имеете хотя бы представление о его устройстве.
Ремонт глушителя автомобиля
Как правило ремонт глушителя автомобиля хендай санта фе или любого другого авто сводится к заварке прогнивших дыр в основном глушителе, переваривать внутренние части как правило берутся только лютые энтузиасты. Да и смысла переварки внутренностей на старом глушителе как такового и нет. Потому как метал уже от звука и температур устал и стал так сказать сыпучим и трухлявым, потому проще купить новый глушитель. Но, а там каждый смотрит, конечно, по своим финансовым возможностям и настроению души.
Вот еще одно фото схема глушителя автомобиля так сказать для полноты понимания, тут хорошо видны два типа глушителя обычный глушитель и прямоточный глушитель, как вы понимаете в прямоточном из за его устройства звук будет намного громче, так как в нем отсутствуют гасительные камеры для звука
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.
Чем покрасить глушитель автомобиля
Иногда некоторые автовладельцы задаются вопросом, чем покрасить глушитель автомобиля, связанно это, как правило с двумя причинами
- Желанием скрыть ржавчину на глушителе
- Придать красивый стильный вид автомобилю
В любом случае, краска для такого вида работы будет очень дорогой, так как основное требование к таковой краске будет огромная термоустойчивость и способность выдерживать большие температурные перепады, 
и даже при покупке такой краски если её использовать в районе коллектора где температура 1000 градусов Цельсия, то мало вероятно, что если она и устоит, то не изменит свой цвет от таких высоких температур. Поэтому сама идея покраски глушителя имеет место быть, но как говорится на ваше усмотрение.
Наш пост глушитель в автомобиле назначение и устройство подошел к концу, надеемся, эта статья внесла некоторую ясность в понимание устройства выхлопной системы каждого автомобиля, конечно если у вас электромобиль, то у вас попросту нет глушителя в виду того, что и нет выхлопных газов.
Глушитель автомобиля – устройство, функции, из чего состоит
Еще недавно выхлопная система служила для отвода отработанных газов и снижения уровня шума во время езды. Она воспринималась как вспомогательная и не столь важная, как другие агрегаты. Сейчас устройство глушителя автомобиля играет гораздо большую роль, чем раньше. В первую очередь – повышение эффективной работы двигателя.
Схема глушителя простым языком
Выхлопная система автомобиляВыхлопная система с каждой новой моделью авто усложняется и более сильно влияет на характеристики машины. Но, принципиальной разницы в конструкции глушителя пока не существует.
Традиционный глушитель автомобиля можно разделить на четыре части:
- приемную трубу,
- катализатор,
- резонатор,
- заднюю часть, собственно – глушитель.
Приемная труба играет промежуточную роль, отводя газы из выпускного коллектора в катализатор. На ней может быть установлен виброкомпенсатор, в народе называемый «гофрой», который принимает на себя вибрацию двигателя и не дает ей передаваться на выхлопную систему.
После приемной трубы расположен катализатор, в котором дожигаются несгоревшие остатки бензина, а окись углерода переходит в менее вредную фазу. Этот элемент системы представляет бачок, внутри которого находятся керамический или металлический элемент, выполненный в виде сот. Проходя через них выхлопные газы преобразуются за счет химической реакции.
За катализатором расположены резонатор и, собственно, глушитель. Они имеют различную внутреннюю конструкцию и снимают шум не только за счет того что гасят его, но и за счет сглаживания тактов работы двигателя. Резонатор по своей структуре прост, он представляет бачок с перфорированной трубой, ну, а устройство глушителя гораздо сложнее. Именно он выполняет основную функцию по снижению уровня шума выходящих выхлопных газов.
Как устроен глушитель и как он работает?
Принцип работы глушителя прост – он призван замедлить поток газов, чтобы сгладить отдельные такты работы двигателя. Нет каких-либо определенных стандартов по его внутреннему строению, поэтому каждый производитель ищет свои решения. Любой глушитель в разрезе может отличаться от аналогичной детали других производителей.
Немалую роль играет то, как спроектирована выхлопная система автомобиля. Например, если объем резонатора невелик, он не сможет в достаточной мере сглаживать поток выхлопных газов. Соответственно, большая нагрузка приходится на глушитель, он должен иметь немалый объем и соответствующее строение. Глушитель в разрезе напоминает нагромождение трубок с перфорацией и перегородок, но в нем все спроектировано таким образом, чтобы максимально эффективно использовать его объем.
Через отверстия в трубках нагретые газы быстро расширяются и заполняют пространство бачка глушителя, а перегородки отражают их в обратном направлении, чтобы сгладить неравномерность поступления выхлопных газов. Жаропрочная минеральная вата сдерживает ударные волны газов, предохраняя стенки бачка, чтобы избежать лишних шумов.
Почему изнашивается глушитель автомобиля?
Основная причина, по которой глушитель приходит в негодность – прогар сварочных швов. Устройство автомобильного глушителя таково, что в местах соединения и крепления трубок и перегородок, используется обычная сварка, которая более подвержена влиянию температуры и влаги (особенно это касается автомобилей, работающих на бензине).
Она и является слабым местом любого глушителя. Когда на шве появляется небольшая трещинка, она начинает увеличиваться за счет вибрации выхлопной системы, неизбежной при езде. Как результат – трубки обрываются, перегородки отделяются от стенок, и появляется нежелательный шум.
Но есть и вторая причина, по которой глушитель может работать громко – выгорание минеральной ваты. Выхлопные системы дешевых производителей грешат тем, что в них используется некачественная минеральная вата. Она выгорает, волокна разрушаются и их частички выходят с потоком выхлопных газов. Как результат – появление нежелательного шума, который будет все громче с каждым новым километром пробега.
Как мы видим, глушитель это не просто металлическая «банка», подвешенная под днищем автомобиля, равно как и вся выхлопная система, частью которой он является. Его устройство рассчитывается профессионалами, чтобы обеспечить максимально: устойчивую работу двигателя авто и комфортную езду. Качественный глушитель по определению не может быть дешевым, это полноценная деталь автомобиля, которая подлежит периодической замене.
Глушитель для оружия: устройство, описание и принцип работы
Вопросы маскировки практически всегда в какой-то мере являются важными. Неважно, о чем идет речь – о войне или простой охоте. Это необходимо, для того чтобы получить определенное преимущество. Важным в этом плане является вопрос уменьшения шума. И в его рамках давайте рассмотрим, как работает глушитель для оружия.
Причины
Чтобы бороться со звуком выстрела, необходимо понять, что является его источником. Обычно это:
- Звук срабатывания механизма оружия. Это может быть лязг затвора, удар бойка по капсюлю и тому подобное. Например, на открытой местности в тихую ночь металлические части механизма автомата Калашникова можно отчетливо слышать на расстоянии до пятидесяти метров. Поэтому, когда необходимо сделать один полностью бесшумный выстрел, то используют однозарядное оружие.
- Звук, который создает воздух, что находится в стволе перед выстрелом. Он вытесняется пулей и пороховыми газами. Это особенно актуально в момент их выхода из ствола. Пороховые газы в большинстве своем двигаются вслед за пулей. Но часть из них может прорывать в зазор между боеприпасом и стволом, или вообще в существующие щели, как в револьверах. Для борьбы с первым вариантом и создаются глушители.
- Акустическая ударная волна, которая формируется за пулей. Это происходит тогда, когда скорость движения боеприпаса больше, чем у звука (330 метров в секунду). Физически это явление объясняется тем, что пуля, когда проходит через воздух, создает волны подобные тем, что можно наблюдать на воде. Их громкость не большая, если они двигаются быстрее снаряда. Но если скорость звука превышается, то пуля как-бы копит энергию волны, которая следует за нею. Поэтому для человеческого уха она слышится как удар, подобный грому при грозе. Избавиться от этого можно, только уменьшив скорость пули. Это достигается с помощью укорачивания ствола оружия или путем использования специальных патронов с небольшим зарядом пороха.
- Звук удара снаряда о цель.
Принцип работы
Теперь, когда мы знаем причины звука, давайте разберем, как устроен глушитель для оружия. Основная задача этого приспособления – понижать температуру и давление пороховых газов. Для этого необходимо сделать, чтобы у них была возможность расшириться еще до того, как они вступят в контакт с атмосферным воздухом. Именно для этого в глушителе и необходимы камеры. В каждой из них пороховые газы последовательно теряют энергию. Это ведет к одной закономерности. С ростом числа камер становится меньше разность давлений наружного воздуха и выходящего газа. Закономерный результат – звук ослабевает. Но это верно лишь относительно к тем, которые идут за пулей. Часть газов, как было сказано ранее, ее опережает. Поскольку диаметр отверстий больше размера снаряда, то часть из них по-прежнему будет истекать из глушителя с превышением скорости звука. То есть будет создаваться баллистическая ударная волна. Чтобы отсечь и замедлить газы, вместо диафрагм с отверстиями часто используют мембраны из упругого материала, в которых есть щели. Они позволяют пропустить пулю и затем снова смыкаются. Как альтернатива – устанавливают глухие прокладки, которые называются обтюраторами.
Простейшая конструкция
Итак, мы уже в общих чертах разобрали устройство глушителя для огнестрельного оружия. Сложно ли с этими знаниями сделать простейшую конструкцию? На первый взгляд может показаться, что предоставленной информации недостаточно. Но возьмем обычную пластиковую бутылку и примотаем ее изолентой к стволу. В момент выстрела пороховые газы занимают ее внутреннее пространство. Тогда как пуля, пробив донышко, вылетает наружу. Несмотря на снижение точности стрельбы и громоздкость, использование подобного глушителя для мелкокалиберных патронов делает их звук не громче, нежели треск от сломанной пластиковой линейки.
О разнообразии конструкций
Глушители исполняются в множестве различных вариантов. Все они по-своему решают вопросы снижения давления и температуры пороховых газов. Например, рассмотрим «Брамит», который использовался для трехлинейной винтовки. Он выполнен в виде цилиндра, диаметр которого составляет 32 миллиметра. Длина – 140 мм. Внутри конструкция предусматривает разделение на две камеры. Каждая их них заканчивается обтюратором. Это цилиндрическая прокладка, выполненная из мягкой резины, у которой толщина 15 мм. В первой камере присутствует отсекатель. Чтобы стравливались пороховые газы, в стенках просверлено два отверстия. Их диаметр составляет около одного миллиметра. Когда вылетает пуля, она поочередно пробивает два обтюратора и покидает прибор. Пороховые газы, расширяясь в первой камере, теряют давление. Они медленно через боковые отверстия стравливаются наружу. Часть из них, которые прорвались сквозь первый обтюратор, проходят подобный процесс и во второй камере. Такой глушитель на нарезное оружие гасит звук выстрела.
Еще одна конструкция
Следует привести еще один довольно типичный образец исполнения глушителя – отечественный прибор бесшумной стрельбы, также известный как ПБС. Он может быть навинчен на дульную часть ствола автоматов «семейства Калашниковых». Как устроен этот образец? На определенном расстоянии перед дулом находится толстая резиновая шайба. Опережающие газы в ней задерживаются. Затем через специальные каналы они направляются в расширительную камеру. Оттуда они уже плавно начинают вытекать в воздух. Когда пуля пронзает шайбу, то основная часть газов будет следовать за нею. Но последовательно проходя через расширительные камеры, они будут вырываться в атмосферу, постепенно теряя значительную часть своей энергии. Использование ПБС позволяет снижать громкость выстрелов в 20 раз. Поэтому, на расстоянии уже в 200 метров услышать АКМ очень сложно. К тому же, прибор бесшумной стрельбы довольно живуч – его хватает до двухсот выстрелов. Для специального оружия это вполне приемлемый результат. Недостаток данной конструкции – старение резины.
Как развивается и совершенствует конструкция?
Один из популярных вариантов – это наращивание числа камер, а также усложнение конфигурации. Следует отметить, что громоздкий корпус глушителя для оружия часто закрывает обычные прицельные приспособления. Поэтому практикуется его расположение эксцентрично. То есть ось прибора находится ниже ствола. Но при этом необходимо поддерживать ровный канал для прохождения пули. Ведь даже если произойдет легкое касание, то это резко снизит кучность огня.
Улучшения конструкции
Часто плоские перегородки расширительных камер заменяют выпуклыми. В таком случае они становятся конусообразными или принимают любую другую форму, которая позволяет отклонить поток пороховых газов к периферийной части глушителя. Это не дает возможность совершить обгон пули. Подобный эффект помогает достичь и винтообразная перегородка, которая проходит по всей длине устройства. Иногда расширительные камеры могут частично заполнить теплопоглощающим материалом. В такой роли выступает мелкая алюминиевая сетка, стружка или медная проволока. Но такие наполнители поддаются очистке от порохового нагара с определенными сложностями. Их приходится периодически менять. На эффективность глушения сильное влияние оказывает и материал перегородок. К примеру, если стальные заменить на алюминиевые, то это даст более заметное снижение громкости. Но при частой стрельбе резко уменьшается работоспособность прибора. Так, если с его использованием сделать подряд десяток-второй выстрелов, то бесшумное оружие превратится в самое обычное. Поэтому необходимо стрелять одиночными. Да и между ними делать большие паузы, чтобы дать конструкции время остыть.
А что с гладкоствольным оружием?
Можно ли предпринять что-то с ним? Ведь разговор до сих пор велся о нарезном оружии. Можно ли нацепить глушитель на дробовик? Начать здесь следует с матчасти. В первую очередь необходимо учитывать, что из гладкоствольного оружия могут стрелять не только пулями, но и картечью, и дробью. Которые, как известно, в определенной мере отклоняются от траектории полета. Не очень сильно, но такое есть. Поэтому, глушитель приходится увеличить. К тому же звук не очень сильно подавляется. Примерно до 2/3 от максимального уровня. Это относительно комфортный показатель, позволяющий стрелять в закрытом тире/маленьком капонире, не используя дополнительную защиту органов слуха. Глушитель гладкоствольного оружия является не таким эффективным прибором, как те, что предназначены для нарезного. Кстати, не следует думать, что они являются взаимозаменяемыми. Если глушитель от нарезного оружия попробовать использовать для гладкоствольного при стрельбе дробью, то его, скорее всего, разорвет или же будет другое неприятное повреждение.
Заключение
Вот и рассмотрено в общих чертах устройство глушителя для оружия. Следует отметить, что иногда к приборам относятся довольно оригинально. Так, практикуется предварительное смачивание водой. Используется совсем не много жидкости – в количестве столовой ложки. Но она позволяет охлаждать глушитель благодаря испарению воды. В данном случае используется принцип работы фреона в холодильнике. Также предлагают довольно интересные конструкторские решения.
Выхлопная система: устройство и функции
Оснащенный двигателем внутреннего сгорания автомобиль нуждается в системе, через которую бы осуществлялся выпуск отработанных газов. Такая система, названная выхлопной, появилась одновременно с изобретением двигателя, и наряду с ним на протяжении многих лет совершенствовалась и модернизировалась. Из чего состоит выхлопная система автомобиля, и как работает каждый ее компонент, мы расскажем в этом материале.
Три столпа выхлопной системы
Когда топливовоздушная смесь в цилиндре двигателя сгорает, образуются отработанные газы, которые необходимо вывести, чтобы цилиндр снова наполнился необходимым количеством смеси. Для этих целей автомобильные инженеры изобрели выхлопную систему. Она состоит из трех основных компонентов: выпускного коллектора, каталитического конвертера (нейтрализатора), глушителя. Рассмотрим каждый из компонентов этой системы в отдельности.
Схема выхлопной системы. В данном случае резонатор — это дополнительный глушитель.Выпускной коллектор появился практически одновременно с ДВС. Он представляет собой навесное оборудование двигателя и состоит из нескольких труб, которые соединяют камеру сгорания каждого цилиндра двигателя с каталитическим конвертером. Изготавливается выпускной коллектор из металла (чугун, нержавеющая сталь) или керамики.
Выпускной коллекторТак как коллектор постоянно пребывает под воздействием высоких температур отработанных газов, более «жизнеспособными» являются коллекторы из чугуна и нержавеющей стали. Причем, коллектор из нержавеющей стали предпочтительнее, так как в процессе охлаждения агрегата после остановки автомобиля на нем собирается конденсат. В чугунном коллекторе конденсат может вызвать коррозию, а в коллекторе из нержавейки коррозии не возникает. Преимущество керамического коллектора – в его малом весе, но он не может длительное время выдерживать влияния высоких температур отработанных газов и трескается.
Выпускной коллектор HamannПринцип работы выпускного коллектора прост. Отработанные газы через выпускной клапан попадают в выпускной коллектор, а оттуда – в каталитический нейтрализатор. Кроме основной функции отвода выхлопных газов, коллектор помогает камерам сгорания двигателя продуваться и «забирать» новую порцию отработанных газов. Происходит это благодаря разнице давления газов в камере сгорания и коллектора. В коллекторе давление ниже, чем в камере сгорания, поэтому в трубах коллектора образуется волна, которая, отражаясь пламегасителя (резонатора) или каталитического нейтрализатора, идет назад к камере сгорания, и в момент очередного цикла выхлопа способствуют выведению очередной порции газов. Скорость создания этих волн зависит от скорости оборотов двигателя: чем выше обороты, тем быстрее «ходит» в коллекторе волна, и тем скорее камера сгорания цилиндра освобождается от выхлопных газов. Выпускной коллектор – один из наиболее популярных агрегатов для тюнинга.
Из выпускного коллектора отработанные газы попадают в каталитический конвертер или нейтрализатор. Он состоит из керамических сот, на поверхности которых находится слой платиноиридиевого сплава.
Схема каталитического нейтрализатораСоприкасаясь с этим слоем, из выхлопных газов посредством химической реакции восстановления образуются оксиды азота и кислород, который используется для более эффективного сгорания находящихся в выхлопе остатков топлива. В результате воздействия реагентов катализатора, из него в выхлопную трубу подается смесь из азота и диоксида углерода.
Наконец, третьим основным элементом выхлопной системы автомобиля является глушитель, который представляет собой устройство, предназначенное для снижения уровня шума при выпуске отработанных газов. Он, в свою очередь, состоит из четырех компонентов: трубы, соединяющей резонатор или каталитический конвертер с глушителем, глушитель, выхлопная труба и наконечник выхлопной трубы.
ГлушительОчищенные от вредных примесей выхлопные газы поступают от катализатора по трубе в собственно глушитель. Корпус глушителя изготовляют из различных видов стали: обычной (срок службы – до 2 лет), алюминизированной (срок службы – 3-6 лет) или нержавеющей (срок службы – 10-15 лет). Он имеет многокамерное строение, при этом каждая камера снабжена отверстием, через которое выхлопные газы поступают в следующую по очереди камеру. За счет такой многократной фильтрации, выхлопные газы глушатся, звуковые волны выхлопа гасятся. Далее газы поступают в выхлопную трубу. В зависимости от мощности установленного на автомобиль двигателя, может варьироваться количество выхлопных труб: от одной до четырех. Последним элементом выступает наконечник выхлопной трубы. Он изготавливается из хромированной стали и выполняет эстетическую функцию. Выхлопная труба и ее наконечники также являются элементами тюнинга автомобиля.
На автомобилях с турбированными двигателями устанавливают глушители меньших размеров, чем на машинах с атмосферными моторами. Дело в том, что турбина использует для работы выхлопные газы, поэтому в выхлопную систему попадает лишь некоторая их часть – вот почему у таких моделей маленькие глушители.
Читайте также о том, как устроен прямоточный глушитель.