Устройство и принцип работы глушителя

Как работает оружие. Глушители

Постоянно погружаясь в миры видеоигр и параллельно увлекаясь оружием – все сильнее начинаешь замечать неточности и даже сильные ошибки в отображении оного в кино и играх.

Но от части так же интересно наблюдать за этими ошибками и клише, ведь нельзя ждать от каждого художника которому доверят рисовать оружие полного знания и понимания всех нюансов. Особенно когда эти знания зарыты в старых книгах без картинок и на страницах глубоко специализированных форумов где даже человек знающий что именно он ищет может потратить часы на поиск одной мелкой детали.

И давайте сразу дисклаймер! Это статья пишется максимально простым языком для того что бы ее понимали не искушенные в оружейном деле люди, то есть я буду допускать упрощения или опускать какие то детали. Статья больше про оружие вышла с небольшими знакомыми всем примерами из видеоигр.

Сегодня хочу рассказать про глушители, про приборы бесшумной стрельбы или саунд модераторы – все это разные названия одного и того же, часто даже ведутся споры как правильно их называть, но самое главное что почти нигде не показана их правильная работа, особенно по части звука. В статье буду использовать классический и понятный большинству термин – глушитель (Silencer).

Начнем с короткой истории, глушитель для оружия впервые был запатентован и коммерчески успешно продавался в 1902 году Хайрамом Перси Максимом в США, сыном изобретателя известного всем пулемета Максима. До него тоже патентовали оружейные глушители, но об этом практически нет информации и уж точно крайне трудно найти даже информацию об опытных образцах. И да, глушитель для оружия приспособили по примеру глушителя на выхлопную систему автомобиля, что и послужило вдохновлением в первую очередь.

В Первую мировую войну глушители не получили почти никакого распространения и официально не применялись, и что приятно от того почти не увидели свет в Battlefield 1 (2016) где действия происходят в Первую мировую, только в одиночной кампании можно было найти редкие стволы с глушителями. В мультиплеере же спустя какое то время добавили сначала один карабин с глушителем C-93 Carbine, а затем M1911 с глушителем и снайперскую винтовку M1917 Enfield Silenced.

Но вот Вторая мировая война уже увидела (услышала) применение глушителей в более расширенном формате, хотя глушитель как таковой и не нужен был обычным пехотным подразделениям, появились всякого рода специальные отряды и значительно выросла роль шпионов, а эти ребята уже нуждались в бесшумном убийстве на дистанции.

Так американское Управление стратегических служб (OSS), ставшая основой для ЦРУ, приняла на вооружение пистолет High Standard HDM в калибре .22lr (как у мелкашки). Это был компактный пистолет с интегрированным глушителем, но малый дозвуковой патрон делал его практически бесшумным, самое близкое по звуку что вы обычно слышите в кино и играх, но его “убойность” крайне мала, особенно на дистанции.

Лучше всего этот пистолет служит полезным инструментом в последних сериях Sniper Elite, его можно встретить в старых играх Medal of Honor и он даже засветился в Mafia 3.

В Sniper Elite 4 этот пистолет органично вписывается в роль снайпера-диверсанта, при том геймплейно очень оправданный инструмент при стелс прохождении, им можно попробовать зачистить всю локацию но придется всегда подползать к врагу поближе. Про реальный образец можно подробнее узнать на канале Vickers Tactical на английском.

Далее же все закрутилось, точнее глушители начали пробовать прикрутить ко всему что стреляет, глушитель стал обязательным атрибутом шпионов и киллеров. Авторы книг вроде Яна Флеминга, автора Джеймса Бонда уже в 50-х годах постоянно использовали этот инструмент в книгах, и уже тогда описывая применение глушителя допускали неточности или опускали технические детали, что начало порождать поколения людей с не правильным знанием о глушителях. Никто не утруждал читателей и зрителей объяснением почему с глушителем тише, и насколько.

Собственно то из-за чего глушитель используют на оружии, и именно то что всегда показывают не правильно. У звука выстрела 2 основных источника: звук с которым пороховые газы под огромным давлением вылетают из ствола вслед за пулей, и звук самой пули которая развивает скорость иногда до 3-х скоростей звука, создавая при этом громкую ударную волну. И вот тут кроется первое “тайное знание”, глушители не только не понижают скорость пули, а даже повышают ее.

Глушитель понижает давление на дульном срезе, давая пороховым газам расширится внутри своего корпуса тем самым снижая звук с которым газы покидают ствол. Но одновременно он продлевает воздействие газов на пулю и дает дополнительных несколько метров в секунду. Из этого мы понимаем что звук ударной волны от преодоления пулей скорости звука глушитель убрать не может.

При выстреле обычным патроном вы получите тоже достаточно громкий и не приятный для ушей звук, но он немного тише и уже не повредит ваши барабанные перепонки.

Весь секрет максимального снижения звука в дозвуковом патроне – пуля в котором не разгоняется до скорости звука и не создает ударную волну. При этом такие патроны значительно теряют в дальности полета пули.

Одним из ярких примеров в играх является советский ВСС “Винторез” с интегрированным глушителем. “Ствол-глушитель” имеет внутри много маленьких отверстий, через которые выходит газ, боеприпасы к этому оружию необходимы дозвуковые, для достижения максимальной тишины. Даже в реальной жизни Винторез необычайно тихое оружие и вероятно лучше всего показано в играх серии S.T.A.L.K.E.R.

Второй очень интересный экземпляр это немецкий Heckler&Koch MP5 SD. Модификация знаменитого MP5 с интегрированным в ствол алюминиевым глушителем. Принцип действия схож с “Винторезом”, но в случае c немцем отверстия в начале ствола служат для снижения разгона пули, тем самым не давая возможность ей разогнаться до сверхзвука даже при использовании обычных патронов.

Увековечено это оружие благодаря Call of Duty 4 и не так давно его добавили в CS:GO. К примеру если на любую другую модификацию MP5 одеть глушитель, необходимо будет использовать дозвуковые патроны для достижения схожего эффекта с MP5SD.

Используя же глушитель на обычном оружии и с обычными патронами вы не понизите звук до тихого киношного хлопка, выстрел станет заметно тише но все еще будет бить по ушам, особенно в закрытых помещениях. Основная задача глушителя это защитить слух стрелка, ведь активная стрельба может сильно повредить ваш слух который потом крайне сложно и дорого лечить. Но даже немного снижая шум выстрела, глушитель так же делает более сложным определения точного источника стрельбы (если стреляют в вас).

На видео невозможно передать настоящий звук выстрела по причине их громкости, но в данном видео вы можете услышать разницу с и без на примере AR-15 (M16/M4). Прислушайтесь к выстрелам с глушителем и вы услышите что эхо расходится по открытой местности, а значит звук громкий, и точно не хлопок из кино.

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

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

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

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

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

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

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

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

Ну или почти ко всему. Просто к некоторым типам и образцам оружия просто смысла нету применять глушитель, например к револьверам. У револьвера происходит прорыв пороховых газов между барабаном и стволом, что делает почти бесполезной попытку притормозить из на выходе с другого конца ствола. Но исключением например служит старенький револьвер Нагана, где камора барабана очень плотно прилегает к стволу, или специальный револьвер Peters Suppressed Model 625 в котором специальный кожух закрывает барабан и не дает газам прорваться наружу. Правда теперь больше похоже на ручной гранатомет.

Даже пулемет 50-го калибра Browning M2. И для таких великанов делают глушители тоже. И зачем он ему? Просто потому что могут.

Дробовики так же не избежали этой участи, но это уже давно не ново. Данная фича уже крепко укрепилась в серии игр Call of Duty.

Ну и куда же без глушителя-масляного фильтра или пластиковой бутылки? Если масляный фильтр еще имеет достаточно прочные стенки и большой объем что бы например держатся на пистолете или винтовке в слабом калибре, то бутылка из пластика уже так много не выдержит. Бутылку просто разорвет.

Более того при текущем количестве автомобилей, в мире есть огромные залежи масляных фильтров, некоторые компании начали производство и коммерческую продажу переходников под масляный фильтр к вашей любимой винтовке ил пистолету. Идеальный глушитель для пост-апокалипсиса.

Есть еще много чего рассказать о глушителях, но это в основном уже мелкие задротские нюансы вроде обтюраторов, девайса Ниелсена, заливание воды в глушитель и прочего всякого. Но на этом пока все, надеюсь хоть кому то было полезно или интересно.

Заранее прошу прощение за ошибки я запятые, все писалось поздно ночью после длинного рабочего дня.

Лучшая статья о принципах работы выхлопной системы 1

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.

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 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. Начнем с достаточно очевидных вещей. Выпускная труба служит для отвода выхлопных газов за пределы кузова автомобиля. Совершенно понятно, что она не должна оказывать существенного сопротивления потоку. Если по какой то причине в выпускной трубе появился посторонний предмет, закрывающий поток газов (например, соседи пошутили и засунули в выхлопную трубу картошку), то давление в выпускной трубе не будет успевать падать, и в момент открытия выпускного клапана давление в коллекторе будет противодействовать очистке цилиндра. Коэффициент наполнения упадет, так как оставшееся большое количество отработанных газов не позволит наполнить цилиндры в прежней степени свежей смесью. Соответственно, двигатель не сможет вырабатывать прежний вращающий момент. Весьма важно понимать, что размеры трубы и конструкция глушителей шума в серийном автомобиле достаточно хорошо соответствуют количеству отработанных газов, вырабатываемых двигателем в единицу времени. Как только серийный двигатель подвергся изменениям с целью увеличения мощности (будь то увеличение рабочего объема или увеличение момента на высоких оборотах), сразу увеличивается расход газа через выпускную трубу и следует ответить на вопрос, а не создает ли теперь в новых условиях избыточного сопротивления серийная выпускная система. Так что из рассмотрения первого процесса, обозначенного нами, следует сделать вывод о достаточности размеров труб. Совершенно понятно, что после некоторого разумного размера увеличивать сечение труб для конкретного двигателя бессмысленно, улучшения не будет. А отвечая на вопрос, где же мощность, можно сказать, что тут главное не потерять, прибрести же ничего невозможно. Из практики могу сказать, что для двигателя объемом 1600 куб. см, имеющего хороший вращающий момент до 8000 об./мин., вполне достаточно трубы диаметром 52 мм. Как только мы говорим о сопротивлении в выпускной системе, необходимо упомянуть о таком важном элементе, как глушитель шума. Так как в любом случае глушитель создает сопротивление потоку, то можно сказать, что лучший глушитель — полное его отсутствие. К сожалению, для дорожного автомобиля это могут себе позволить только отчаянные хамы. Борьба с шумом — это, как ни верти, забота о нашем с вами здоровье. Не только в повседневной жизни, но и в автоспорте действуют ограничения на шум, производимый двигателем автомобиля. Должен сказать, что в большинстве классов спортивных автомобилей шум выпуска ограничен уровнем 100 дб. Это довольно лояльные условия, но без глушителя ни один автомобиль не будет соответствовать техтребованиям и не сможет быть допущенным к соревнованиям. Поэтому выбор глушителя — всегда компромисс между его способностью поглощать звук и низким сопротивлением потоку.

ТЕПЕРЬ, НАВЕРНОЕ, СЛЕДУЕТ ПРЕДСТАВИТЬ СЕБЕ, КАКИМ ОБРАЗОМ ЗВУК ГАСИТСЯ В ГЛУШИТЕЛЕ.

Акустические волны (шум) несут в себе энергию, которая возбуждает наш слух. Задача глушителя состоит в том, чтобы энергию колебаний перевести в тепловую. По способу работы глушители надо разделить начетыре группы. Это ограничители, отражатели, резонаторы и поглотители.

Принцип его работы прост. В корпусе глушителя имеется существенное заужение диаметра трубы, некое акустическое сопротивление, а за ним сразу большой объем, аналог емкости. Продавливая через сопротивление звук, мы колебания сглаживаем объемом. Энергия рассеивается в дросселе, нагревая газ. Чем больше сопротивление (меньше отверстие), тем эффективней сглаживание. Но тем больше сопротивление потоку. Наверное, плохой глушитель. Однако в качестве предварительного глушителя в системе — довольно распространенная конструкция.

В корпусе глушителя организуется большое количество акустических зеркал, от которых звуковые волны отражаются. Известно, что при каждом отражении часть энергии теряется, тратится на нагрев зеркала. Если устроить для звука целый лабиринт из зеркал, то в конце концов мы рассеем почти всю энергию и наружу выйдет весьма ослабленный звук. По такому принципу строятся пистолетные глушители. Значительно лучшая конструкция, однако так как в недрах корпуса мы заставим также газовый поток менять направление, то все равно создадим некоторое сопротивление выхлопным газам. Такая конструкция чаще всего применяется в оконечных глушителях стандартных систем.

Глушители резонаторного типа используют замкнутые полости, расположенные рядом с трубопроводом и соединенные с ним рядом отверстий. Часто в одном корпусе бывает два не равных объема, разделенных глухой перегородкой. Каждое отверстие вместе с замкнутой полостью является резонатором, возбуждающим колебания собственной частоты. Условия распространения резонансной частоты резко меняются, и она эффективно гасится вследствие трения частиц газа в отверстии. Такие глушители эффективно в малых размерах гасят низкие частоты и применяются в основном в качестве предварительных, первых в выпускных системах. Существенного сопротивления потоку не оказывают, т.к. сечение не уменьшают.

Способ работы поглотителей заключается в поглощении акустических волн неким пористым материалом. Если мы звук направим, например, в стекловату, то он вызовет колебания волокон ваты и трение волокон друг о друга. Таким образом, звуковые колебания будут преобразованы в тепло. Поглотите ли позволяют построить конструкцию глушителя без уменьшения сечения трубопровода и даже без изгибов, окружив трубу с прорезанными в ней отверстиями слоем поглощающего материала. Такой глушитель будет иметь минимально возможное сопротивление потоку, однако и хуже всего снижает шум. Надо сказать, что серийные выпускные системы используют в большинстве случаев различные комбинации всех приведенных способов. Глушителей в системе бывает два, а иногда и больше. Следует обратить внимание на особенность конструкций глушителей, которая в случае самостоятельного изготовления не позволяет достичь эффективного снижения шума, хотя кажется, что все сделано правильно. Если внутри глушителя у его стенок нет поглощающего материала, то источником звука становятся стенки корпуса. Многие замечали, что некоторые глушители имеют снаружи асбестовую обкладку, прижатую дополнительным листом фальшкорпуса. Это и есть та мера, которая позволит ограничить излучение через стенки и предотвратить нагрев соседних элементов автомобиля. Такая мера характерна для глушителей первого и второго типов. Есть еще одно обстоятельство, которое нельзя обойти вниманием в статье о тюнинге. Это тембр звука. Часто пожелания клиента к тюнинговой компании состоят в том, чтобы посредством замены глушителя добиться “благородного” звучания мотора. Надо заметить, что если требования к выпускной системе не распространяются дальше изменения “голоса”, то за дача существенно упрощается. Можно сказать, что, вероятнее всего, для таких целей больше подходит глушитель поглотительного типа. Его объем, количество набивки, а также сама набивка определяют спектр частот, интенсивно поглощаемых. Практически любая мягкая набивка поглощает в большей степени высокочастотную составляющую, придавая бархатистость звуку. Глушители резонаторного типа гасят низкие частоты. Таким образом, варьируя размеры, содержимое и набор элементов, можно подобрать тембр звучания.

ТЕПЕРЬ МОЖНО ПЕРЕЙТИ К ВОПРОСУ, НАИБОЛЕЕ ПОПУЛЯРНОМУ И БОЛЕЕ СЛОЖНОМУ. КАКИМ ОБРАЗОМ ДВИГАТЕЛЬ БЛАГОДАРЯ НАСТРОЙКЕ ВЫПУСКНОЙ СИСТЕМЫ МОЖЕТ ПОЛУЧИТЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ МОЩНОСТЬ?

Как мы уже уяснили, коэффициент наполнения, вращающий момент и мощность зависят от перепада давления между впускным и выпускным коллекторами в фазе продувки. Выпускную систему можно построить таким образом, что распространяющиеся в трубах ударные волны, отражаясь от различных элементов системы, будут возвращаться к выпускному клапану в виде скачка давления или разрежения. Откуда же появится разрежение, спросите вы. Ведь в трубу мы всегда только нагнетаем и никогда не отсасываем. Дело в том, что в силу инерции газов за скачком давления всегда следует фронт разрежения. Именно фронт разрежения интересует нас больше всего. Нужно только сделать так, чтобы он был в нужном месте в нужное время. Место нам уже хорошо известно. Это выпускной клапан. А время нужно уточнить. Дело в том, что время действия фронта весьма незначительное. А время открытия выпускного клапана, когда фронт разрежения может создать полезную для нас работу, сильно зависит от скорости вращения двигателя. Да и весь период фазы выпуска нужно разбить на две составляющие. Первая — когда клапан только что открылся. Эта часть характеризуется большим перепадом давления и активным истечением газов в выпускной коллектор. Отработанные газы и без посторонней помощи после рабочего хода покидают цилиндр. Если в этот момент волна разрежения достигнет выпускного клапана, маловероятно, что она сможет повлиять на процесс очистки. А вот конец выпуска более интересен. Давление в цилиндре уже упало почти до атмосферного. Поршень находится около ВМТ, значит, объем над поршнем минимален. Да еще впускной клапан уже приоткрыт. Помните? Такое состояние (фаза перекрытия) характеризуется тем, что впускной коллектор через камеру сгорания сообщается с выпускным. Вот теперь, если фронт раз режения достигнет выпускного клапана, мы сможем существенно улучшить коэффициент наполнения, так как даже за короткое время действия фронта удастся продуть маленький объем камеры сгорания и создать разрежение, которое поможет разгону топливовоздушной смеси в канале впускного коллектора. А если представить себе, что как только все отработанные газы покинут цилиндр, а разрежение достигнет свое го максимального значения, выпускной клапан закроется, мы сможем в фазе впуска получить заряд больший, чем если бы очистили цилиндр только до атмосферного давления. Этот процесс дозарядки цилиндров с помощью ударных волн в выпускных трубах может позволить получить высокий коэффициент наполнения и, как следствие, дополнительную мощность. Результат его действия примерно такой, как если бы мы нагнетали давление во впускном коллекторе с помощью компрессора. В конце концов, какая разница, каким образом создан перепад давления, заталкивающий свежую смесь в камеру сгорания, с помощью нагнетания со стороны впуска или разрежения в цилиндре? Такой вот процесс может вполне происходить в выпускной системе ДВС. Осталась сущая мелочь. Нужно такой процесс организовать.

Первым необходимым условием дозарядки цилиндров с помощью ударных волн надо назвать существование достаточно широкой фазы перекрытия. Строго говоря, нас интересует не столько сама ширина фазы как геометрическая величина, сколько интервал времени, когда оба клапана открыты. Без особых разъяснений понятно, что при постоянной фазе с увеличением скорости вращения время уменьшается. Из этого автоматически следует, что при настройке выпускной системы на определенные обороты одним из варьируемых параметров будет ширина фазы перекрытия. Чем выше обороты настройки, тем шире нужна фаза. Из практики можно сказать, что фаза перекрытия менее 70 градусов не позволит иметь заметный эффект, а значение для настроенных на обычные 6000 об/мин систем составляет 80 — 90 градусов.

Второе условие уже определили. Это необходимость вернуть к выпускному клапану ударную волну. Причем в многоцилиндровых двигателях вовсе необязательно возвращать ее в тот цилиндр, который ее сгенерировал. Более того, выгодно возвращать ее, а точнее, использовать в следующем по порядку работы цилиндре. Дело в том, что скорость распространения ударных волн в выпускных трубах — есть скорость звука. Для того чтобы возвратить ударную волну к выпускному клапану того же цилиндра, предположим, на скорости вращения 6000 об/мин, надо расположить отражатель на расстоянии примерно 3,3 метра. Путь, который пройдет ударная волна за время двух оборотов коленчатого вала при этой частоте, составляет 6,6 метра. Это путь до отражателя и обратно. Отражателем может служить, например, резкое многократное увеличение площади трубы. Лучший вариант — срез трубы в атмосферу. Или, наоборот, уменьшение сечения в виде конуса, сопла Лаваля или, совсем грубо, в виде шайбы. Однако мы договорились, что различные элементы, уменьшающие сечение, нам неинтересны. Таким образом, настроенная на 6000 об/мин выпускная система предполагаемой конструкции для, например, четырехцилиндрового двигателя будет выглядеть как четыре трубы, отходящие от выпускных окон каждого цилиндра, желательно прямые, длиной 3,3 метра каждая. У такой конструкции есть целый ряд существенных недостатков. Во-первых, маловероятно, что под кузовом, например, Гольфа длиной 4 метра или даже Ауди А6 длиной 4,8 метра возможно разместить такую систему. Опять же, глушитель все-таки нужен. Тогда мы должны концы четырех труб ввести в банку достаточно большого объема, с близкими к открытой атмосфере акустическими характеристиками. Из этой банки надо вывести газоотводную трубу, которую необходимо оснастить глушителем.

Короче, такого типа система для автомобиля не подходит. Хотя справедливости ради надо сказать, что на двухтактных четырехцилиндровых мотоциклетных моторах для кольцевых гонок она применяется. Для двухтактного мотора, работающего на частоте выше 12 000 об/мин, длина труб сокращается более чем в четыре раза и составляет примерно 0,7 метра, что вполне разумно даже для мотоцикла.

Устройство и принцип работы глушителя автомобиля

В процессе езды коленчатый вал двигателя авто совершает от 1,5 до 5–7 тыс. оборотов в минуту. Соответственно, в цилиндрах происходит 25–120 вспышек и микровзрывов топлива ежесекундно. В результате выделяется толкающая поршни энергия, отработанные газы и мощные звуковые волны. Чтобы убрать громкий рокот и шум из выхлопной трубы, доставляющий неудобства водителю и окружающим, было изобретено звукопоглощающее устройство – глушитель. Поскольку он служит не вечно, автолюбителям полезно будет знать, как устроен данный элемент и можно ли его отремонтировать в случае неисправности.

Где находится элемент и как он выглядит?

Главный источник шума – камеры сгорания работающего двигателя. Образующиеся там звуковые волны не могут проникать сквозь сплошные металлические стенки и стремятся выйти наружу по пути наименьшего сопротивления – через трубу выпускного тракта вместе с отработанными газами. Там и установлен глушитель в виде металлического бочонка круглой либо овальной формы.

Схема работы выхлопной системы автомобиля выглядит так:

1. Первой за выпускным коллектором установлена виброизоляционная гофра. Ее задача – сгладить колебания, передающиеся трубе от мотора.
2. Пройдя гофру, дым и звуковые волны попадают в каталитический нейтрализатор. Его задача – дожечь остатки горючих газов, чтобы не выбрасывать в атмосферу. Внутри детали расположены мелкие керамические соты, которые частично поглощают и рассеивают звук.
3. После нейтрализатора выхлоп проходит в бачок резонатора. Это первая ступень подавления шума.
4. Последним в цепочке стоит глушитель, окончательно гасящий звуковые колебания.

По сути, резонатор – это тоже глушитель, его строение и принцип действия вы узнаете из следующего раздела.

Бачок резонатора всегда стоит вдоль оси машины, а глушитель может устанавливаться поперек (в задней части авто). Встречаются варианты, когда оба элемента совмещены в едином корпусе с целью экономии места. На автомобилях с V-образными двигателями большой мощности устанавливается распределенная система выхлопа на 2 трубы. Соответственно, количество всех деталей удваивается.

Конструкция и принцип действия

Существует 4 способа погасить мощные звуковые импульсы, реализуемые на различных транспортных средствах:

• ограничение шума;
• отражение;
• резонансное подавление шумов;
• поглощение.

Ограничивающее устройство – простейший вариант глушителя, применяющийся на некоторых моделях тракторов. Элемент представляет собой сужающуюся трубу, помещенную внутрь металлического бачка. Недостатки изделия очевидны – шум подавляется частично, а мощность двигателя заметно снижается.

Зеркальные элементы ставятся на мотоциклы и скутеры. Принцип работы глушителя следующий: газы из выхлопного колена попадают в отражающую банку, меняют направление движения и выбрасываются наружу. За счет отражения звуковые колебания гасятся и уровень шума снижается. Деталь успешно функционирует с двухтактными моторами, но для автомобиля ее эффективности недостаточно.

Третий способ реализован в автомобильных резонаторах. Внутри стального бачка стоит несколько перегородок, а между ними устроены резонансные камеры, соединенные стальными трубками. Сглаживание шумовых импульсов достигается за счет двух факторов:

1. Газы и звуковые волны несколько раз меняют направление движения, отражаясь от перегородок.
2. Размеры камер и патрубков рассчитаны таким образом, чтобы частота колебаний звука совпадала. Тогда волны гасятся благодаря возникающему резонансу.

Необходимо понимать, что конструкция резонатора не является универсальной для всех машин. Автомобили комплектуются двигателями различной мощности, издающими шумы разной амплитуды и частоты. Звукопоглотитель разрабатывается отдельно под каждую марку и модель автомобиля.

Устройство глушителя автомобиля в разрезе, действующего по принципу поглощения шумов, изображено на схеме.

Как и в резонаторе, здесь устанавливаются перегородки и перемычки в виде трубок. Только в последних выполнено множество отверстий различного диаметра (перфорация), а по бокам уложен негорючий поглощающий материал. Как правило, для данных целей используется базальтовая либо каолиновая вата, спокойно выдерживающая температуру газов 600–700 °С.

Звуковые волны, проходя через соседние патрубки с отверстиями, частично рассеиваются и гасятся за счет наложения друг на друга. Вторая часть колебаний поглощается наполнителем, а третья сглаживается благодаря перегородкам и изменению направления потока.

О прямоточной системе

Любой автомобильный глушитель снижает мощность двигателя, создавая значительное сопротивление на пути потока дымовых газов. Такую цену приходится платить за комфорт и практически беззвучный выхлоп. Но для автомобилистов, занимающихся тюнингом своих «железных коней», существует альтернативный вариант – звукопоглотитель прямоточного типа.

Задача данного элемента – снизить потери мощности, продолжая поглощать звуковые колебания от работы двигателя. Прямоток является компромиссным решением, поскольку в угоду мощности он гасит шум не столь эффективно, как штатные элементы авто. Из чего состоит такой глушитель:

• металлический корпус, оснащенный двумя патрубками;
• внутри находится перфорированная прямая труба, соединяющая входное и выходное отверстие;
• между корпусом и трубой заложен звукопоглощающий материал – каолиновая или базальтовая вата.

Звуки, идущие по прямой трубе с отверстиями, частично поглощаются волокном, но другая часть беспрепятственно проходит наружу, ведь перегородки и резонансные камеры отсутствуют. Поэтому автомобили, оборудованные прямотоком, издают рокочущий звук, особенно при нажатии на педаль акселератора.

Высший уровень тюнинга – комбинированная система выхлопа с заслонкой, управляемой из салона автомобиля. С ее помощью поток газов можно переключать между двумя ветками: на первой стоит обычный эффективный глушитель, а на второй – прямоток. Это позволяет использовать мощь мотора только при необходимости, а в обычных условиях ездить по городу без лишнего «рева» из выхлопной трубы.

Характерные неисправности

Существует одна причина, по которой глушитель автомобиля выходит из строя – длительное воздействие отработанных газов, обладающих высокой температурой. Рано или поздно металлический корпус элемента прогорает, что сопровождается рокотом под днищем автомобиля (оттуда, где расположена неисправная деталь).

Срок службы глушителя сильно зависит от материала, из которого он изготовлен:

• обычный «черный» металл со специальным покрытием;
• нержавеющая сталь.

Более дешевый вариант, сделанный из «черного» металлопроката, способен прогореть через 20–30 тыс. км пробега, в то время как нержавеющий корпус отработает 100 тыс. км и больше. Другое дело, что в течение длительного срока могут выгореть внутренности глушителя и уровень шума заметно повысится.

Неисправности устраняются двумя способами: замена глушителя и ремонт с помощью сварки. В любом случае вам придется посетить автосервис, где после диагностики мастера помогут принять верное решение. Если отверстие свища небольшое, то опытный специалист заварит его прямо на машине. Второй вариант – наложить заплатку из металла, для чего глушитель потребуется снять. Элемент с выгоревшими внутренностями ремонту не подлежит, только замене.

Все об автомобильном глушителе — устройство, предназначение, принцип работы

Если глушитель автомобиля работает с перебоями, систему необходимо ремонтировать. Для замены оборудования лучше обратиться в сервис по обслуживанию транспорта. От исправности каждой детали зависит безопасность окружающих.

Устройство глушителя автомобиля представляет собой конструкцию, которая снижает уровень шума от преобразования энергии. Но этим функции не ограничиваются. Деталь важна для бесперебойной работы двигателя.

Предназначение глушителя в автомобиле

Современные автомобили невозможно представить без шумопоглощающих фильтров. Устройство предназначено для:

• снижения звуковых колебаний отработанных газов;
• уменьшения пульсации, температуры и скорости выхлопов.

Первоначально систему считали вспомогательным элементом транспорта. Сегодня автоглушители предохраняют двигатель и защищают окружающую природу от вредных веществ.

Кто придумал глушитель

На заре автомобилестроения безлошадные экипажи пугали пешеходов страшным ревом, когда проезжали по улицам. Над изобретением звукового фильтра работали инженеры многих стран. На вопрос, кто придумал глушитель для автомобиля, компании по выпуску машин отвечают неодинаково.

По одной из версий, всех опередили французы. В конце девятнадцатого века фирма «Панар-Левассор» первой оснастила экипаж акустическим преобразователем. Примерно в это же время устройство стал использовать Мильтон Ривз, который известен как автор многоколесных самоходных машин.

Другая версия гласит, что звуковой фильтр изобрела женщина. Жительнице США Долорес Джонс надоел грохот проезжающих мимо машин. В итоге американка осуществила свою мечту сделать немного тише окружающий мир.

Разновидности глушителей

Модели различают по характеристикам и принципу действия. Преобразователи шума делают из металла – нержавеющей или черной стали с алюминиевым, цинковым покрытием. Первый тип универсален, подходит для разных машин, недорого стоит, но имеет маленький срок эксплуатации. Алюминизированные служат долго, но их выпускает ограниченное количество предприятий.

Схема устройства глушителя

По принципу работы глушителя автомобиля выделяют несколько групп:

• Самые простые – ограничительные. Деталь сделана в форме трубы, которая сначала сужается и создает сопротивление, а заканчивается расширением. Устройство используют в качестве предварительного фильтра, а не для отвода выхлопных газов.
• Отражательные. В корпусе вмонтированы акустические зеркала. Звуковая волна, сталкиваясь с препятствиями, постепенно теряет свою силу. Такая конструкция глушителя автомобиля применяется на выходе системы.
• Резонаторные. В состав резонаторных приспособлений входят несколько камер, которые разделяет сплошная перегородка. Колебания частоты в замкнутых пространствах гасят друг друга. Такие конструкции отработанному потоку препятствуют незначительно. Глушители размещают после приемной трубы.
• Поглотительные. Поглотители шумовые эффекты гасят с помощью специальных материалов. В корпусе не устанавливают лабиринт перегородок. Пространство заполняют стекловатой или минеральными волокнами. Звукоизоляция таких моделей ниже, поэтому привлекает сторонников тюнинга.

В спортивных машинах часто используют прямоточные фильтры. Такой глушитель автомобиля устроен более просто. В корпус из высокопрочного металла вмонтирована труба с многочисленными отверстиями. Перфорированная конструкция покрыта стекловолокном и стальной сеткой. Звуковые волны, проходя через систему, преобразуются в тепловую энергию. Цена прямоточных моделей обычно выше, их изготавливают полностью из нержавеющей стали.

Устройство глушителя автомобиля допускает сочетание разных типов. Подобный метод используют во время проектирования дорогих автомобилей, чтобы добиться бесшумной работы двигателя.

Устройство глушителя машины

Схема глушителя автомобиля состоит из нескольких элементов, которые соединены в определенной последовательности.

Коллектор

Это приспособление предназначено для отвода отработанных газов. При изготовлении детали используют особо прочные материалы. Температура внутри трубы достигает 1000°C – такие нагрузки выдерживают только сплавы металлов. Для погашения вибрации двигателя иногда устанавливают гофру.

Нейтрализатор

Следующий элемент системы выполнен в форме бочонка. Глушитель авто в разрезе напоминает улей с металлическими сотами. Остатки топлива, поступая в нейтрализатор, сгорают.

Нейтрализатор выхлопных газов

Очищение газов происходит во время химических реакций в каждой секции. Содержание вредных веществ в отработанном выхлопе не превышает нормативы международных стандартов.

Передний глушитель (резонатор)

Передний глушитель автомобиля устроен в виде бака, внутри которого проходит труба с перфорированными отверстиями. Комбинация решеток снижает скорость потока и приглушает рев вырывающихся наружу газов.

Различают активные устройства с несложной конструкцией и реактивные приспособления из совокупности расширительных камер.

Задний глушитель

Внутреннее пространство элемента имеет неоднородную структуру. Камеры с пористыми наполнителями, сложная комбинация перегородок обеспечивают окончательное подавление звуковых вибраций. Приспособление является завершающим звеном в системе по выводу отработанных газов.

Принцип работы глушителя

Устройство глушителя автомобиля основано на простых принципах:

1. Из камеры сгорания отработанные газы по трубе подаются к задней части машины. За счет герметичности и уплотнителей шум от мотора постепенно снижается.
2. Уровень токсичных веществ уменьшают с помощью катализатора. Один датчик, контролирующий содержание кислорода, расположен на входе, другой лямбда-зонд – с противоположной стороны.
3. Очищенные газы направляются сначала в резонатор, а затем в глушитель.
4. Из основного фильтра выхлоп попадает в атмосферу.

Принцип работы глушителя автомобиля – в чередовании тесных и широких камер. В узких местах скорость потока падает, а в просторной части волны рассеиваются. За счет сложной траектории движения удается понизить частоту колебания звука. В металлических перфорированных трубах используют явление интерференции, направленное на изменение амплитуды волн. Шумовые эффекты также уменьшают изолирующие наполнители.

Как выглядит устройство глушителя автомобиля в разрезе, демонстрирует схема:

Что будет, если снять глушитель с машины

Некоторые владельцы транспорта считают, что преобразователь звука снижает мощность работы двигателя. Мнение основано на том, что гоночные машины не оборудованы шумопоглощающими фильтрами.

Строение глушителя автомобиля – это сложная система, где все детали тщательно подобраны. Если исключить из схемы одно звено, это неизбежно отразится на характеристиках агрегата. Сверхскоростные модели для автоспорта проходят тщательный контроль. Система вывода газов обладает повышенной герметичностью и разработана согласно стандартам безопасности.

Самостоятельный демонтаж глушителя приведет к повышенной нагрузке на двигатель. В итоге появится вибрация кузова, возрастет уровень шума, а в салоне может ощущаться неприятный запах. Существует риск отравления выхлопными газами. И не факт, что автомобиль без фильтра поедет быстрее.

Если глушитель автомобиля работает с перебоями, систему необходимо ремонтировать. Для замены оборудования лучше обратиться в сервис по обслуживанию транспорта. От исправности каждой детали зависит безопасность окружающих.

Виды, устройство и принцип работы глушителя автомобиля

Глушитель автомобиля предназначен для снижения уровня шума выхлопных газов в системе выпуска до соответствия с международными стандартами. Он представляет собой металлический корпус, внутри которого выполнены перегородки и камеры, образующие каналы со сложными маршрутами. Когда через последние проходят отработавшие газы, происходит поглощение звуковых колебаний различной частоты и преобразование их в тепловую энергию.

Функции глушителя в системе выпуска

В системе выпуска отработавших газов двигателя глушитель устанавливается после катализатора (для автомобиля, работающего на бензине) или сажевого фильтра (для дизельных моторов). В большинстве случаев их предусматривается два:

• Предварительный (резонатор глушителя) – предназначен для грубого подавления шума и стабилизации колебаний потока выхлопных газов, выходящих из двигателя. Он устанавливается первым, поэтому его часто называют “передним”. Одной из его главных функций является распределение отработавших газов в системе.
• Основной глушитель – предназначен для окончательного подавления шума.

На практике устройство глушителя автомобиля обеспечивает следующие приводящие к снижению шума преобразования выхлопа:

• Изменение сечения потока выхлопа. Реализуется благодаря присутствию в конструкции камер различного сечения, что позволяет поглотить шумы высокой частоты. Принцип технологии прост: вначале движущийся поток отработавших газов сужается, что создает некоторое акустическое сопротивление, а затем резко расширяется, в результате чего звуковые волны рассеиваются.
• Перенаправление отработавших газов. Осуществляется перегородками и смещением оси трубок. При развороте потока выхлопных газов на угол от 90 градусов достигается гашение шумов высокой частоты.
• Изменение колебаний газов (интерференция звуковых волн). Достигается за счет присутствия перфорации в трубках, по которым проходит выхлоп. Эта технология позволяет гасить шумы различных частот.
• “Самопоглощение” звуковых волн волн в резонаторе Гельмгольца.
• Поглощение звуковых волн. Помимо камер и перфорации в корпусе глушителя присутствует звукопоглощающий материал, изолирующий шумы.

Особенности работы и виды глушителей

В современных автомобилях используются два вида глушителей: резонансные и прямоточные. Оба могут устанавливаться в комплексе с резонатором (предварительным глушителем). В некоторых случаях прямоточная конструкция может заменять передний глушитель.

Устройство резонатора

Конструктивно резонатор глушителя, который также называют пламегасителем, представляет собой перфорированную трубу, находящуюся в герметичном корпусе, разделенном на несколько камер. Он состоит из следующих элементов:

• корпус (имеет цилиндрическую форму);
• теплоизоляционная прослойка (выхлопные газы имеют очень высокую температуру);
• глухая перегородка (для поворота потока газов);
• перфорированная труба;
• дроссель (позволяет изменять сечение потока отработавших газов).

Конструкция резонансного глушителя

В отличие от предварительного, главный резонансный глушитель устроен сложнее. Он состоит из нескольких перфорированных труб, установленных в общем корпусе, которые разделены перегородками и находятся на разных осях (см. рис. Глушитель в разрезе):

1. передняя труба с перфорацией;
2. задняя труба с перфорацией;
3. впускная труба;
4. передняя перегородка;
5. средняя перегородка;
6. задняя перегородка;
7. выпускная труба;
8. корпус (овального сечения).

Таким образом, резонансный глушитель использует все виды преобразования звуковых волн различных частот.

Особенности прямоточного глушителя

Основным недостатком резонансного глушителя является эффект создания противодавления, который возникает в результате перенаправления потока отработавших газов (при его столкновении с перегородками). В связи с этим многие автомобилисты выполняют тюнинг системы выхлопа, устанавливая прямоточный глушитель.

Конструктивно прямоточный глушитель состоит из следующих элементов:

1. герметичный корпус;
2. выпускная и впускная труба;
3. труба с перфорацией;
4. шумоизоляционный материал – чаще всего используется стекловолокно, которое отличается устойчивостью к высоким температурам и хорошими звукопоглощающими свойствами.

На практике глушитель-прямоток имеет следующий принцип работы: через все камеры проходит одна перфорированная труба. Таким образом, гашение шума путем изменения направления и сечения потока газов отсутствует, а подавление шумов реализуется исключительно благодаря интерференции и поглощению.

За счет беспрепятственного прохождения выхлопа через прямоточный глушитель возникающее противодавление очень мало. Однако на практике большого прироста мощности это не обеспечивает (от 3% до 7%). С другой стороны, у автомобиля появляется характерное для спортивных автомобилей звучание, поскольку присутствующие в нем шумопоглощающие технологии устраняют только высокие частоты.

От того, как работает глушитель, зависит комфорт водителя, пассажиров и пешеходов. Так при длительной эксплуатации повышенный шум может причинять серьезные неудобства. На сегодняшний день установка в конструкции прямоточного глушителя для автомобиля, перемещающегося в городской черте, является административным нарушением, которое грозит штрафами и предписанием о демонтаже устройства. Связано это с превышением норм шума, заданных стандартами.

Что такое глушитель автомобиля и как работает

Любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания оснащается выхлопной системой. Один из ее основных элементов – глушитель. Рассмотрим, зачем он нужен в автомобиле, как он работает, какое его устройство, а также некоторые советы по его установке.

Что такое глушитель автомобиля

Глушителем называется объемная колба, установленная на конце выхлопной системы. Его устанавливают для гашения звуковых волн, возникающих в процессе работы мотора. Это составная часть всей выхлопной системы авто.

Помимо этого перед тем, как отработанные газы будут удалены в окружающую среду, их необходимо остудить. Это еще одна функция данной детали. На сегодняшний день существует большое разнообразие глушителей, которые отличаются друг от друга не только своей эффективностью, но и дизайном.

Как работает автомобильный глушитель?

Как следует из названия, данная часть выхлопной системы автомобиля предназначена для гашения звуковых колебаний в процессе работы мотора. А за счет большого объема происходит еще и охлаждение отработавших газов.

Основной глушитель состоит из нескольких отделенных друг от друга камер, которые соединены между собой трубками с перфорацией, смещенными относительно друг друга. Когда поток выхлопных газов проходит через трубу и попадает в первую камеру, он ударяется о перегородку, отражается от нее и затем поступает во вторую трубку, проходя в следующую камеру. Так происходит гашение звуковых волн.

На сегодняшний день существует большое разнообразие стоковых глушителей, а также вариантов для автомобильного тюнинга. Каждый их таких глушителей будет отличаться не только своими размерами, но и внутренним строением. Несмотря на это, основной задачей данной детали остается подавление звука и охлаждение выхлопных газов. Исключением являются прямоточные глушители, которые наоборот делают выхлоп более громким.

Функции глушителя в системе выпуска

Как известно всем автомобилистам, если в машине убрать глушитель, она будет реветь громче гоночного болида. Кому-то это покажется забавным, однако, такому автомобилю не место в спокойном жилом массиве.

В системе выпуска глушитель выполняет такие функции:

• Гасит звук выхлопа отработанных газов. Во время работы мотора в цилиндрах образуются взрывы, которые сопровождаются сильным шумом.
• Снижает скорость выхлопных газов. Так как в трубах газы движутся с большой скоростью, прямой выхлоп причинял бы значительные неудобства для прохожих и автомобилей, следующих за такой машиной.
• Охлаждает отработанные газы. Двигатель внутреннего сгорания работает за счет энергии, которая высвобождается в процессе горения воздушно-топливной смеси. В выхлопной системе температура этих газов достигает нескольких сотен градусов. Чтобы не травмировать людей, проходящих мимо машины, а также избежать произвольного возгорания легко воспламеняющихся предметов, необходимо снизить температуру выхлопа.
• Отвод отработанных газов за переделы кузова. Вся выхлопная система устроена таким образом, чтобы выхлопные газы не скапливались под авто, пока оно стоит на месте (например, в пробке или на светофоре).

Внутри глушителя создается сопротивление для движения отработанных газов. При этом важно, чтобы этот параметр не превышал допустимые нормы, установленные изготовителем двигателя. В противном случае мотор просто «задохнется» из-за того, что выхлопная система блокирует отвод потока.

Конструкция, принцип действия и виды глушителей

Выхлопная система автомобиля состоит из:

Приемная труба подсоединяется к выпускному коллектору. Ее цель – объединить все выводы из мотора в одну полость. В катализаторе нейтрализуются вредные вещества, которые входят в состав выхлопных газов. Благодаря этому элементу выхлоп не настолько вреден для окружающей среды.

Далее в системе идет резонатор. Основная задача этого элемента состоит в гашении звука выхлопных газов. Внешне он напоминает уменьшенную версию основного глушителя.

Материалы для глушителей

Все глушители изготавливаются из стали. Производители используют разные марки этого материала, чтобы повысить надежность и эффективность своей продукции в условиях экстремальной нагрузки.

Данная деталь может изготавливаться из таких типов стали:

В состав большинства деталей выхлопной системы входит алюминий, благодаря чему они имеют более продолжительный срок службы. Углеродистые варианты наоборот – быстрее выходят из строя. Реже встречаются нержавеющие модификации. Однако они относятся к самым дорогим разновидностям глушителей. Из нержавеющей стали чаще изготавливаются прямоточные глушители, так как температура выхлопных газов в таких системах значительно выше на конце магистрали.

Устройство резонатора

Резонатор это плоская или круглая металлическая банка. В ней имеется несколько перегородок, в которых закреплены перфорированные трубки. Они устанавливаются не напротив друг друга, а со смещением так, чтобы каждая из них выходила на перегородку.

Когда выхлопные газы попадают из основной трубы в полость, они ударяются о перегородку. Отражаясь, они частично гасят звуковую волну поступившей новой порции газов. Далее они попадают в следующую камеру резонатора, где происходит аналогичный процесс. На выходе из резонатора звук уже не такой прерывистый, а больше похож на гул, а не на выстрелы.

Через выходящую трубу поток направляется в емкость глушителя. Конструктивно легче поместить этот элемент именно в задней части машины, так как там больше места.

Устройство глушителя

Сам глушитель имеет похожее устройство, что и резонатор. Если посмотреть на него в разрезе, то в нем имеются похожие гасильные камеры, только большего размера. Помимо этих элементов в глушителе может присутствовать поглотитель.

Это особенная камера, в которой проходят перфорированные трубы. Она заполнена пористым материалом для поглощения звуковых волн. В качестве поглотителя используется металлическая стружка, минеральная вата или другой пористый материал, способный выдержать высокие температуры.

На самом деле существует большое разнообразие глушителей. Они отличаются друг от друга не только конструкцией акустических камер, то и материалом, из которого изготавливаются. По типу конструкции различают:

• Ограничительные. В таких глушителях выходящее отверстие меньшего диаметра, чем у входящего. Суть – пульсирующий выхлоп гасится за счет того, что не может свободно пройти через выходное отверстие, поэтому распространяется по всей полости банки.
• Зеркальные. В таких модификациях отработанные газы ударяются о перегородку акустической камеры, отражаются от нее и поступают в перфорированную трубу, ведущую в следующую камеру. В зависимости от модели детали таких камер может быть больше двух.
• Резонаторные. В таких глушителях имеется до 4 акустических камер. Они соединены между собой перфорированной трубой. Звук гасится за счет того, что резкие скачки компенсируются большим количеством выходных отверстий вдоль магистрали. Эта конструкция не позволяет создавать давление внутри трубы, что уменьшает скорость потока.
• Поглотительные. Принцип работы таких моделей уже был описан немного ранее. Это модификация резонаторного типа глушителей, только дополнительно для поглощения звуковых волн используется негорючий пористый наполнитель.

Так как у каждой конструкции есть свои преимущества и недостатки, производители часто комбинируют эти типы глушителей.

Конструкция резонансного глушителя

Одной из самых сложных конструкций является модель резонансного глушителя. Строение таких моделей похоже на строение резонатора, только основной элемент имеет больший бачок с увеличенным количеством акустических полостей.

В полости банки размещено несколько перфорированных труб. Они установлены не друг напротив друга, а в разных плоскостях, чтобы выхлоп рассеивался по полости. Благодаря этому глушитель гасит все частоты звуковых волн. Как и следует ожидать, такие разновидности элементов выхлопной системы тоже создают определенное сопротивление, что влияет на мощность мотора.

Особенности прямоточного глушителя

Особенностью всех глушителей является то, что при устранении температурного и звукового эффекта мощность мотора частично падает. Внутри выхлопной системы создается определенное сопротивление. Этот фактор влияет на ход движения поршня в такте выхлопа.

Чем большим будет это сопротивление, тем трудней ему удалить продукты горения. А это означает, что коленвал будет вращаться с меньшей скоростью. Чтобы решить эту «проблему», некоторые умельцы модернизируют выхлопные трубы, удаляя из их полостей перегородки. Некоторые вообще убирают классический глушитель, и устанавливают прямоток.

Естественно, в таких моделях выхлопные газы удаляются быстрее (не тратится энергия на преодоление разных барьеров). В результате мощность мотора увеличивается приблизительно на 7 процентов. Еще больше мощности можно получить, если убрать из системы катализатор.

Прежде чем устанавливать в свой автомобиль такой глушитель, следует помнить две вещи:

1. В пределах города нельзя использовать автомобили, звучание которых превышает определенный уровень децибел. Прямоточный глушитель не вписывается в эти параметры. Автомобиль с подобной выхлопной системой может устроить настоящий переполох во дворе многоэтажного дома. Такой системой можно оснащать машину, которая ездит по трекам.
2. Если в автомобиле снят каталитический нейтрализатор, уровень загрязнения значительно повысится. В результате автомобиль может не пройти технический осмотр. Даже если не будет проводиться техосмотр, то забота об окружающей среде это задача каждого жителя планеты, а не отдельных организаций.

Как делают глушители?

Чтобы новое изделие справлялось со своей первостепенной задачей и не создавало чрезмерный противоток (сопротивление выхлопных газов, из-за которого двигателю придется тратить часть крутящего момента на преодоление этого давления), производители рассчитывают, каким будет противодавление в конкретном случае. На основании этого определяется, для каких силовых агрегатов установка такого глушителя будет менее критичным.

По этой причине глушители для разных моделей автомобилей могут иметь отличающиеся размеры и вес (на это влияет наличие дополнительных перегородок и трубок в самой колбе глушителя). Но чтобы удовлетворить потребности любителей визуального тюнинга также создаются аналоги с двойной выхлопной трубой или разрабатываются выхлопные системы с двумя глушителями.

Сами колбы изготавливаются из разных марок стали при помощи сварки. Швы обрабатываются антикоррозийными и огнеупорными средствами, чтобы предотвратить образование ржавчины и прогорание глушителя. Существуют более дорогие варианты, которые изготавливаются из нержавеющей стали.

Как выбрать глушитель

Следует учесть, что не любой глушитель можно устанавливать на свой автомобиль. Проблема заключается в том, что каждый элемент выхлопной системы создается под параметры мотора – его объем и мощность.

Если на машину установить неподходящую деталь, в выхлопной системе может создаваться чрезмерное сопротивление для отвода отработанных газов. Из-за этого мощность мотора может заметно снизиться.

Вот на что стоит ориентироваться, выбирая новый глушитель:

• Объем банки. Чем больше банка. Тем лучше будет шумопоглощение и качественней отвод газов.
• Качество детали. Если видны складки металла или деталь крашенная, то такой глушитель лучше не покупать.
• Подходящий глушитель можно найти по ВИН-коду транспортного средства. Так легче подобрать оригинальную запчасть. Если такой возможности нет, тогда поиск следует вести по марке и модели авто.

Отдельно стоит упомянуть возможность приобретать детали, бывшие в употреблении. В случае с глушителями это плохая идея. Неизвестно, в каких условиях хранилась запчасть. Так как основной материал, из которого они изготавливаются – сталь, то они подвержены коррозии. Есть большая вероятность купить уже гнилой глушитель, но внешне это не будет заметно.

Экскурс по брендам

При покупке любой детали (не только элементов выхлопной системы) крайне важно выбирать продукцию известных брендов. Среди производителей, которые предлагают качественные глушители можно выделить следующие:

• Bosal. Бельгийская компания, которая зарекомендовала себя качественной продукцией.
• Walker. Шведский бренд тоже продает долговечные и эффективные глушители.
• Polmostrow. Особенностью польской компании является то, что она предлагает своим клиентам большой выбор разных модификаций глушителей. Часто продукция компании реализуется по средней цене.
• Asso. Итальянские детали отличаются высоким качеством, но часто они нуждаются в доработке, потому что даже к модели, для которой они создаются, глушитель может не подойти. Это усложняет ремонт выхлопной системы.
• Atiho. Несмотря на то, что продукция российского производителя не отличается таким же высоким качеством, как европейские аналоги, зато вся продукция реализуется по доступной цене.

Процесс выбора глушителя зависит от самого автомобилиста и его финансовых возможностей.

Как распознать подделку

Нередко недобросовестные продавцы реализуют китайский или турецкий товар по цене оригинала. Иногда они сами того не подозревают, что продают подделку. Вот по каким факторам можно вычислить некачественную продукцию:

• Тонкий металл. Такой материал используется для изготовления дешевых деталей. Чаще всего подобные глушители достаточно легкие и поддаются деформации.
• Упаковка. Если на глушителе нет маркировки производителя (выштамповки, насечки, логотипы с голограммами и т.д.), то, скорее всего, это подделка.
• Объем банки. Оригинальная деталь всегда больше подделки, потому, что во втором случае изготовитель не гонится за качеством, чтобы получить больше выгоды, экономя на материале.
• Стоимость. Оригинал всегда стоит дороже. Однако это не должен быть единственный фактор, по которому определяется качество запчасти. Часто неосведомленностью покупателя пользуются недобросовестные продавцы, реализуя подделку по цене оригинала.

Как установить глушитель

Схема установки автомобильного глушителя достаточно проста. Для этого необходимо поднять автомобиль на домкрате или подъемнике. Следующим этапом будет демонтаж старой детали. Все детали выхлопной системы соединяются при помощи специальных соединителей – серьги (металлическое кольцо, которое вставляется на местах соединения элементов) и металлического хомута.

Важно, чтобы все края труб плотно прилегали друг к другу, иначе выхлопные газы будут просачиваться через образовавшееся отверстие. Об этом сразу станет известно, когда водитель запустит мотор.

Стоит учесть, что в процессе работы выхлопной системы ее элементы сильно нагреваются. Нередко это приводит к запеканию стыков. В виду этого во время демонтажа иногда приходится расшатывать трубу. При этом нужно быть аккуратным, чтобы не повредить гофру (если она имеется) или приемную трубу.

Как устроен глушитель автомобиля, на чем основан принцип работы

Глушитель автомобиля предназначен для снижения уровня шума выхлопных газов в выхлопной системе в соответствии с международными стандартами. Это металлический корпус, внутри которого выполнены перегородки и камеры, образующие каналы со сложными маршрутами. Когда выхлопные газы проходят через это устройство, звуковые колебания различной частоты поглощаются и преобразуются в тепловую энергию.

Основное назначение глушителя в выхлопной системе

В выхлопной системе двигателя глушитель устанавливается после каталитического нейтрализатора (для бензиновых автомобилей) или сажевого фильтра (для дизельных двигателей). В большинстве случаев их два:

• Предварительный (глушитель-резонатор) — предназначен для резкого подавления шума и стабилизации колебаний потока выхлопных газов на выходе из двигателя. Он устанавливается первым, поэтому его часто называют «передним». Одна из его основных функций — распределение выхлопных газов в системе.
• Основной глушитель — разработан для максимального шумоподавления.

На практике устройство глушителя автомобиля обеспечивает следующие преобразования для снижения шума выхлопа:

• Изменение сечения выхлопного потока. Он осуществляется за счет наличия в конструкции камер разного сечения, что позволяет поглощать высокочастотный шум. Принцип технологии прост: сначала подвижный поток выхлопных газов сужается, что создает определенное звуковое сопротивление, а затем резко расширяется, в результате чего звуковые волны рассеиваются.
• Перенаправление выхлопных газов. Осуществляется перегородками и смещением оси трубок. Поворачивая поток выхлопных газов на угол 90 градусов или более, высокочастотный шум гасится.
• Изменение колебаний газа (интерференция звуковых волн). Это достигается наличием перфораций в трубах, по которым проходит выхлоп. Эта технология позволяет удалять шумы разных частот.
• «Автопоглощение» звуковых волн в резонаторе Гельмгольца.
• Поглощение звуковых волн. В дополнение к камерам и перфорациям в корпусе глушителя имеется звукопоглощающий материал, изолирующий шум.

Виды глушителей и их конструкции

В современных автомобилях используются глушители двух типов: резонансные и прямоточные. Оба могут быть установлены вместе с резонатором (предглушителем). В некоторых случаях прямоточная конструкция может заменять передний глушитель.

Конструкция резонатора

Конструктивно резонатор глушителя, который также называют пламегасителем, представляет собой перфорированную трубку, расположенную в герметичном корпусе, разделенном на несколько камер. Он состоит из следующих элементов:

• корпус цилиндрической формы;
• слой теплоизоляции;
• глухая перегородка;
• труба перфорированная;
• дроссель.

Устройство резонансного глушителя

В отличие от предварительного, основной резонансный глушитель более сложен. Он состоит из нескольких перфорированных труб, установленных в общем корпусе, разделенных перегородками и расположенных на разных осях:

• передняя труба с перфорацией;
• задняя труба с перфорацией;
• впускная труба;
• передняя перегородка;
• средняя перегородка;
• задняя перегородка;
• выпускная труба;
• корпус овального сечения.

Таким образом, в резонансном глушителе используются всевозможные преобразования звуковых волн разной частоты.

Характеристики прямого глушителя

Основным недостатком резонансного глушителя является эффект создания противодавления, возникающий в результате перенаправления потока выхлопных газов (при столкновении с перегородками). В связи с этим многие автолюбители проводят тюнинг выхлопной системы путем установки прямого глушителя.

Конструктивно прямой глушитель состоит из следующих компонентов:

• герметичный корпус;
• выпускная и впускная труба;
• труба с перфорацией;
• звукоизоляционный материал — чаще всего используется стекловолокно, устойчивое к высоким температурам и обладающее хорошими звукопоглощающими свойствами.

На практике прямоточный глушитель работает по следующему принципу: перфорированная труба проходит через все камеры. Таким образом, подавление шума путем изменения направления и сечения газового потока отсутствует, а подавление шума достигается только за счет интерференции и поглощения.

Благодаря свободному прохождению выхлопных газов через глушитель-прямоток, результирующее противодавление очень низкое. Однако на практике это не позволяет сильно увеличить мощность (3% — 7%). С другой стороны, становится звук автомобиля характерен для спортивного автомобиля, поскольку присутствующие технологии звукоизоляции подавляют только высокие частоты.

Комфорт водителя, пассажиров и пешеходов зависит от работы глушителя. Таким образом, при длительной эксплуатации увеличение шума может доставлять серьезные неудобства. На сегодняшний день установка прямоточного глушителя в конструкции автомобиля, движущегося в городской местности, является административным правонарушением, которое грозит штрафом и предписанием о демонтаже устройства. Это связано с превышением норм шума, установленных стандартами.