Конструктивные особенности
Система отвода отработанных газов автомобиля позволяет не только удалять продукты сгорания топлива, но и увеличить эффективность работы силового агрегата, а также значительно снизить шумовой фон. Для этого в системе используется такой узел, как глушитель, который способен подавлять шум, создаваемый выхлопными газами, и значительно снизить уровень их токсичности. Все эти показатели зависят от того, как устроен глушитель.
Независимо от того, изготавливается ли глушитель в заводских условиях, или же собирается своими руками, в его конструкции должны быть следующие обязательные элементы:
- Выпускной коллектор сочленяется непосредственно с двигателем авто через приемную трубу, которая может быть оборудована виброкомпенсатором.
- Отработанные газы из приемной трубы попадают в полость катализатора, в котором догорают остатки топлива, и снижается насыщенность углекислого газа.
- Из катализатора газовые потоки устремляются в камеру резонатора, где гасятся колебания и уравновешивается воздействие их пульсации.
- Затем объем отработанных газовых потоков проходит через камеры заднего глушителя, который призван снижать шум.
Принцип работы
Прежде чем приступить к ремонту глушителя автомобиля или его сборке своими руками, нужно понять основные принципы его работы. Если посмотреть на устройство в разрезе, то можно увидеть множество металлических или керамических перегородок, термостойкую вату, а также присутствие перфорированных труб. Наличие этих элементов в конструкции глушителя замедляет скорость движения газовых потоков. При ремонте своими руками важно заменить изношенные элементы качественными аналогами.
В свою очередь их снижение позволяет сгладить работу мотора с учетом каждого такта.
Не существует стандартов по производству выхлопной системы и отдельных ее элементов, поэтому глушители различных производителей авто могут существенно отличаться друг от друга.
Если вы решили своими руками модернизировать отдельные элементы системы отвода отработанных газов, то необходимо учитывать некоторые нюансы:
- на мощных двигателях автомобилей должен стоять резонатор достаточно большого объема, который будет обеспечивать необходимый уровень сглаживания выхлопа;
- количество перегородок внутри камер, которые сглаживают неравномерность объема отводимых потоков.
Типы шумопоглощающих элементов
Глушители в авто могут быть активными, которые представляют собой достаточно простое устройство, а также реактивными. В первом случае для их производства используются вибростойкие материалы, которые способны выдерживать воздействие высоких температур. Активные устройства наиболее популярны, поскольку неприхотливы в эксплуатации. Существенным их недостатком является их быстрое загрязнение. Реактивные устройства глушителей состоят из сложных элементов камер-резонаторов.
Что касается задней шумопоглощающей камеры автомобиля, то в ее устройстве присутствует множество отсеков, которые содержат в себе специальный наполнитель. Он необходим для снижения звука отводимых газов при работе двигателя авто. В устройстве современных глушителей автомобилей может использоваться несколько технологий поглощения звукового фона и очистки отделяемых газов одновременно. Они могут содержать в себе множество различных материалов, которые обеспечивают максимальное снижение звука отработанных потоков газов, уровня их токсичности и температуры.
Особенности глушителя-прямотока
Такое устройство может быть использовано для увеличения производимой мощности авто. Глушитель-прямоток использует энергию газовых потоков, которая преобразуется в мощность автомобиля. Как бы странно это ни звучало, но такое возможно: вначале из коллектора обеспечивается выпуск потоков газов с минимальным сопротивлением, а двигатель автомобиля в свою очередь затрачивает меньше усилий на преодоление силы их давления. Именно этим и достигается увеличение полезной мощности мотора авто.
При изготовлении глушителя-прямотока используется камера, внутри которой помещается перфорированная труба, а также имеется небольшое количество разделительных перегородок (при изготовлении прямотока своими руками эту важную деталь необходимо учитывать). 
Отработанные газы практически не испытывают сопротивления внутренних перегородок, а отверстия в трубе позволяет им максимально расширяться, после чего они выходят наружу практически бесшумно. Этому также способствует применение внешних кожухов, пропитанных специальным составом.
Самостоятельный ремонт глушителей
Основной проблемой элементов систем отвода выхлопа является появление дыр, вследствие перепада температур и внешнего ударного воздействия на корпус элементов. При обнаружении пробоины в корпусе резонатора, труб или заднего глушителя, нужно изготовить латки из листового металла. От размеров «свища» необходимо сделать запас около 10-12 мм, после чего место пробоя нужно тщательно обработать.
Ремонт своими руками особых сложностей не представляет. При наложении латок желательно пользоваться полуавтоматической сваркой. При этом необходимо следить за ровностью и непрерывностью сварного шва. Таким же образом реставрируются дефекты труб и внутренних элементов.
Сегодня самым «народным» и востребованным автомобилем в России является малотоннажный коммерческий грузовик «Газель». Это легендарная марка российского автопрома, которая чаще всего встречается на дорогах нашей страны. Более двадцати лет Горьковский автомобильный завод выпускает эти самые практичные и доступные машины.
Выхлопная система Газель
Конструкторам этого отечественного автомобильного бренда удалось создать наиболее оптимальную модель грузовой машины, которая отвечает всем международным требованиям и стандартам. Поэтому они всегда вносили и дальше вносят изменения в различные детали и механизмы. Единственная часть машины, которая не меняется со временем – это выхлопная система. Она имеет следующие элементы:
- катализатор;
- резонатор;
- труба выхлопная;
- глушитель.
Схема работы этой системы такова – труба приемная перемещает газы в катализатор, где окончательно сгорают остатки бензина. Оттуда они направляются в бачок с трубой (резонатор) и далее в глушитель а зетем в выхлопную трубу
Со всех элементов данной системы хотелось бы выделить основную ее деталь – автомобильный глушитель. Это важная часть выхлопной системы, которая обеспечивает бесперебойный вывод отработанных газов из автомобиля и значительно уменьшает звук работы двигателя машины.
Виды автомобильных глушителей
От качества глушителя зависит не только эффективность работы выхлопной системы, но и всей работы машины в целом. Сегодня автомобильный рынок предлагает нашим автолюбителям следующие вариации глушителей:
- диссипативное устройство – это элемент выхлопной системы, который имеет простую конструкцию. Эта деталь способна преобразовывать звук двигателя в тепло. Становится это возможным благодаря использованию специального поглощающего материала внутри этого устройства;
- реактивный элемент – конструкция этой детали имеет несколько камер различной длины, через которые проходит перфорированная трубка. Этот глушитель хорошо уничтожает звуковые волны, поэтому многие владельцы машин предпочитают устанавливать именно его;
- комбинированный глушитель – конструкция этого устройства имеет те же функциональные особенности, что диссипативный и реактивный глушители;
- лабиринтный глушитель – это элемент выхлопной системы, который состоит из входной и выходной трубы и одной камеры. Выхлопные газы движутся произвольно по камере этого устройства. Шума во время его работы практически не слышно, но вот на мощность двигателя машины это сказывается негативно;
- прямоточная деталь – это элемент выхлопной системы, который состоит из единой трубы и множества камер. Именно благодаря этой трубе, газы проходят через все камеры глушителя, снижая при этом уровень звука.
Глушитель Газель
Несмотря на такое большое разнообразие вариантов современных глушителей, все они имеют одинаковое внутреннее устройство (жаростойкая вата, перегородки и перфорированные патрубки).
Эти глушители могут производиться из алюминизированной, черной, нержавеющей стали или алюмоцинка. Учитывая, что «Газель» – это рабочая «лошадка», которая работает на износ круглые сутки, глушитель ее выхлопной системы должен быть сделан из особо прочного материала и повышенным качеством изготовления.
Современный глушитель в автомобиле, не смотра на кажущуюся простоту конструкции, является высокотехнологичным устройством в задачу которого входит не только отвод отработанных газов из выхлопной системы, но и понижения уровня шума, которое осуществляется за счет обрезания переменных импульсов высокого и низкого давления выхлопных газов, образующихся в результате работы двигателя.
Из статьи вы узнаете, какие типы автомобильных глушителей бывают, их устройство и конструктивные особенности. Поговорим про конструкцию глушителей ВАЗ 2101/2107/2109/2110, Ока, УАЗ, а также рассмотрим, как сделать устройство своими руками.
Где находится и принцип его работы
Глушитель устанавливается на днище автомобиля в конце выхлопной системы.
Как правило, перед ним, ближе к двигателю, устанавливается резонатор, который уменьшает низкочастотные колебания и в выхлопной системе играет роль дополнительного компонента.
Не смотря на, казалось бы, небольшие размеры устройства, звуковая волна проходит через него несколько километров. Достигается это наличием внутри глушителя лабиринтов, которые ослабляют звуковые волны.
Чем больше расстояния проходит волна, тем больше энергии она теряет и тем меньше становиться звук.
Чтобы разобраться из чего состоит глушитель, нужно понять, какие виды устройств бывают и чем они отличаются друг от друга.
Виды автомобильных глушителей
Современные глушители делятся на три вида: диссипативные, реактивные и комбинированные.
В свою очередь вышеперечисленные виды делятся на два типа: прямоточные и лабиринтные.
Относятся к типу прямоточных глушителей и имеют не сложную конструкцию.
- Корпуса;
- Перфорированной трубы;
- Впускного и выпускного патрубков;
- Специального жаропрочного звукопоглощающего наполнителя;
- Стальной сетки;
- Все это соединяется цельносварными стыками.
Принцип работы прост – создающие звук выхлопные газы попадают из перфорированной трубы в камеру где поглощаются жаропрочным звукопоглощающим материалом в результате чего энергия звуковых колебаний преобразуются в тепловую энергию. Часто в качестве такого материала используется минеральная вата, металлическая стружка, стекловата.
Преимуществом такого глушителя является то, что, в зависимости от конструкции, он позволяет увеличить мощность двигателя на 5 – 7%, ведь сопротивление для выхода отработанных газов практически отсутствует.
Недостаток – повышенная шумность, поэтому такие изделия прежде всего являются тюнинговыми и редко используются на обычных автомобилях, как правило, только на спортивных.
Конструктивно поглощающие глушители могу быть:
- Стронгеры или «louvered core glasspack». Представляют из собой трубу с выдавленными вовнутрь лепестками металла. Считаются мало эффективными в плане продувки и используются редко. Ошибочно ставятся вместо катализатора.
- С внутренним диффузором. Не дорогие изделия имеющие свои плюсы и минусы. В плане снижения шумности они эффективнее других аналогов, но вот в плане продувки наоборот. Единственный ощутимый здесь плюс – низкая цена.
- С перфорированными конусами имеющие разную длину — относиться к комбинированному решению. Конуса ввариваются в основную перфорированную трубу благодаря чему значительно снижается шумность и при этом проток газов вполне удовлетворяет многих.
Принцип работы таких глушителей основан на эффекте гашения отражаемых волн друг друга, что и приводит к снижению шумности.
В данной конструкции наполняющий материал не предусмотрен, вместо этого в корпус ввариваются дополнительные трубы, камеры и перегородки хаотично отражаясь от которых звуковые волны гасятся.
Но такие глушители редко можно встретить на тюнинговых и спортивных автомобилях, так как их конструкция не позволяет добиться хороших результатов в плане аэродинамичности, причина — большая турбулентность выхлопных газов.
Также в плане проектирования реактивные аналоги сложны поэтому в основном изготавливаются в заводских условиях.
Схемы и краткие характеристики реактивных глушителей представлены ниже.
В данном виде воплощены конструкторские решения от реактивных и диссипативных глушителей. Для примера можно взять устройства с перфорированными конусами (смотрите выше).
Обладают хорошей КПД в плане понижения шумности, но вот в плане протока газов тут показатели низкие.
Из каких материалов изготавливаются
Глушители всех типов могут изготавливаться из:
- Нержавеющей стали;
- Алюминизированной (сплав алюминия со сталью);
- Обычной черной стали.
Из нержавеющей стали изделие может прослужить, при активной эксплуатации автомобиля, от 6 до 10 лет, так как наименее подвержено коррозии.
Реализуются на рынке в высоком диапазоне цен, их большой плюс – не смотря на высокую цену, выпускаются массово и можно подобрать к большинству марок автомобилей.
Из алюминизированной стали изделия реализуются в среднем диапазоне цен, они тоже достаточно прочные, но их трудно подобрать к конкретной марке авто, так как выбор на рынке не велик (выпускают только несколько компаний).
В гаражных условиях такой глушитель сделать проблематично. Основное преимущество – большой срок службы до 6 лет, мало подвержены коррозии.
Изделия из черной стали выпускаются массово, так как самые дешевые. Их можно сделать и гаражных условиях для любой марки авто, но вот служить они будут 3, максимум 5 лет, дальше агрессивная среда и ржавчина сделают свое черное дело.
Устройство глушителя (схема)
Частично устройство глушителя было уже рассмотрено, теперь больше углубимся в тему.
Вы уже, наверное, поняли, что отличительных особенностей у глушителей много, нет устройств с одинаковой конструкцией, каждый производитель вносить свои новшества, чтобы улучшить конструкцию своего детища.
Основная цель – максимально уменьшить звук без потери мощности двигателя.
В обычном серийном автомобиле глушитель забирает от 5 до 7 % мощности. Чтобы добиться абсолютной тишины, нужно либо наращивать, либо устанавливать дополнительное устройство с резонатором, а это заберет еще от 5 до 7 % мощности. В сумме получается 10 – 15 %, которые никто терять не хочет.
Т.е. оказывается не так просто сделать идеальный глушитель, чтобы и шума было мало и мощность не терялась.
В большей мере на конструкцию изделия влияют:
- Объем двигателя;
- Тюнинговый или обычный мотор установлен;
- Марка автомобиля и его назначение (спортивный или обычный);
- Кто производитель.
Классический глушитель у большинства автомобилей состоит из:
- Входной и выходной труб;
- Внутренних труб;
- От двух и более расширительных камер;
- Внутренних перегородок;
- Резонатора Гельмгольца.
Звук, попадающий во внутрь устройства через входную трубу, отражается от стенок и проделывает путь более 1 км постоянно ослабевая.
Резонатор же служит для того, чтобы ослабить самую мощную составляющую звуковой волны, с которой не справляется обычный лабиринт.
Камеры в глушителе имею разный размер потому что длина звуковых волн тоже разная.
Входная труба, как правило, имеет дырочки и считается рассеивающей, так как попадая в нее звук частично рассеивается в первой камере.
Волны хаотичное перемещаются в пространстве отражаясь от стенок и постоянно теряют энергию. Это происходит за счет силы трения о молекулы воздуха.
Чем большая часть волны остается в первой камере, тем больше происходит ослабевание волны.
Оставшиеся волны проходя во вторую рассеивающую камеру при этом им не просто перейти из узкой трубы в открытое пространство так как по закону акустики звуковая волна как бы сталкивается со стеной из воздуха.
Часть волны не в состоянии попасть во вторую камеру и отражается назад от границы раздела сред и частично поглощает встречный поток.
Те же волны, которые смогли попасть во вторую камеру, беспорядочно отражаются от стенок поглощая друг друга и теряют энергию при трении о воздух.
Но главная составляющая звуковой волны проходит дальше и попадает в резонатор Гельмгольца.
Звуковой волне снова приходится выходить из узкого пространства в свободную камеру, и она как бы давит на воздух в резонаторе создавая воздушные колебания.
Таким образом создается обратная звуковая волна, имеющая ту же частоту, что и исходная. Они сталкиваются и разрушают друг друга.
Часть волн, оставшихся во второй камере, попадает в еще одну трубу и переправляются в третью камеру.
Там снова происходит потеря звука на трении об воздух, и лишь после этого ослабленная волна попадет в выходную трубу, а оттуда наружу.
Устройство глушителей ВАЗ 2101/2107/2109/2110/2015
Несмотря на то, что принцип работы у всех глушителей ВАЗ классика и более поздних моделей одинаковый, конструктивные отличительные особенности все же у них есть.
Для примера рассмотрим устройство глушителя на ВАЗ 2101.
В изделии предусмотрено три камеры, общее устройство представлено ниже:
- Верхний полу-корпус;
- Теплоизоляция;
- Кожух;
- Перегородки правой и левой камер;
- Впускная труба;
- Передняя перегородка;
- Перфорированная выпускная труба;
- Перфорированная труба внутренняя;
- Кожух трубы впускной перфорированной;
- Перегородка задняя;
- Полу-корпус нижний;
- Выпускная труба;
- Передняя труба выхлопной системы;
- Основной глушитель;
- Ремень для подвески;
- Подушка подвески;
- Выпасная труба.
Устройство глушителя поздних моделей на примере ВАЗ 2110.
- Труба приёмная;
- Кронштейн;
- Хомуты;
- Резонатор;
- Подушки подвески;
- Основной глушитель;
- Труба выпускная;
- Перфорированная задняя труба резонатора;
- Задняя перегородка;
- Передняя перегородка;
- Перфорированная передняя труба резонатора;
- Корпус;
- Передняя перфорированная труба;
- Впускная труба;
- Выпускной патрубок;
- Корпус;
- Задняя перегородка;
- Средняя перегородка;
- Задняя перфорированная труба;
- Перегородка передняя.
ВАЗ 2114/2115
Каких-либо новшеств в глушителях ВАЗ 2114/2115 нет, те же 4 камеры и три перегородки, три перфорированные трубы и одно выходная труба с увеличенным диаметром.
Как правило сгнивает метал выходной трубы, оттуда и издается дребезжание.
Дальше рассмотрим устройство глушителя на примере УАЗ Патриот.
Сначала идет верхний кожух корпуса, под которым находиться слой стеклоткани.
Внутри находится три камеры, отделенные двумя перегородками, две перфорированные трубы без зауженных участков. Вибропоглощающие материалы отсутствуют.
Внутренний диаметр выходной трубы 52 мм, входной – 53 мм. Внешний диаметр входной трубы 57 мм, выходной 55 мм. Длина корпуса 50 см.
Больше ничем особенным глушитель УАЗ Патриот не отличается. Сильно гудит и ржавеет внутри.
Автомобиль ОКА
Глушитель Лада ОКА расположен перпендикулярно к кузову авто.
Внутри устройства имеются три камеры и две перегородки, три перфорированные трубы. Особых новшеств в конструкцию изделия внесено не было поэтому принцип работы остается неизменным.
Признаки выхода глушителя из строя
Первое, что водитель заметит, это:
- Повышенный шум работы двигателя и нестабильная его работа;
- Понижение мощности мотора;
- Копоть из выхлопной трубы;
- Появление звонких звуков под автомобилем;
- Увеличенный расход топлива;
- Появление посторонних запахов в салоне;
- Частые головные боли у водителя и пассажиров, их, при недлительном воздействии, может вызвать окись углерода. Длительное воздействие газа на организм может привести к смерти.
Осмотрите глушитель на наличие проржавелых отверстий, возьмите рукой и пошатайте в стороны, если прогорели перегородки или перфорированные трубы, то они будут греметь.
Что делать если прогорел глушитель читайте здесь.
Появившиеся ржавые отверстия старайтесь сразу же заделывать, способов очень много, но желательно сразу же менять изделие на новое.
