Конструкция глушителя: Конструкция глушителя

  • 03.08.1971

Содержание

Устройство автомобильного глушителя — ремонт глушителей | замена катализаторов

На самые первые автомобили глушители не устанавливали. Из-за этого машина издавала страшный шум, который никак не соответствовал скромным возможностям двигателей того времени, а про черный дым, который клубами валил из короткой выхлопной трубы, вообще лучше не вспоминать. На городских улицах было немного автомобилей, но даже в малом количестве они доставляли серьезный дискомфорт жителям, а также пугали конные экипажи (которые являлись чуть ли не основным видом транспорта в те годы).

Долго так длиться не могло, поэтому конструкторы стали работать над устройством, которое бы уменьшило шумы от работающего двигателя.

Самый первый глушитель был установлен на автомобиль «Панар-Левассор» в 1894 году. Как только машины перестали «греметь» и уровень шума снизился до допустимого, отношение людей к автомобилем стало более лояльное. С того времени ни один автомобиль не обходится без автомобильного глушителя. Устройство автомобильного глушителя
Стоит помнить, что глушитель – это вещь сугубо индивидуальная, т.е. если глушитель от одного автомобиля подходит по размерам и диаметру ко второму автомобилю, то не факт, что он будет нормально на нем работать, но в целом они имеют примерно одинаковую конструкцию. Система выпуска отработанных газов в легковых автомобилях устроен из следующих элементов:

Приемные трубы глушителя(выпускной коллектор, так называемый «паук» или «штаны», по принципу внешнего сходства) – трубы, которые раздельно идут от каждого цилиндра трубы, а затем сходятся в одну. Всегда жестко прикрепляется к головке цилиндров. Полужесткая гофра — (специальная, для выпускной системы) — применяется в последнее время. При её отсутствии соединение жёсткое («труба в трубу» или фланец). 

Пламегаситель или «резонатор» – отражает волны выхлопа, является первой ступенью снижения шума и пульсаций газов. Каталитический нейтрализатор отработавших газов (катализатор) – фильтр, преобразующий некоторые продукты выхлопа в менее опасные для человека и природы, устанавливается сразу после приемных труб, поскольку для его функционирования необходимо высокая температура. Является альтернативой пламегасителю. Труба от каталитического нейтрализатора (или пламегасителя) до глушителя (приварена). Глушитель, основную рабочую часть которого составляет закрытая металлическая камера объемом в несколько литров. В камере имеются многочисленные перегородки с отверстиями, которые образуют камеры, расположенные в шахматном порядке. При прохождении по такому лабиринту, происходит поглощение пульсаций давления потока (возникающих вследствие работы двигателя) и рассеивание звуковых волн на развитой внутренней поверхности с преобразованием их энергии в тепловую. Выхлопная труба выходит из глушителя и выпускает отработанные газы в атмосферу. На мощные двигатели могут устанавливать две или даже четыре небольших параллельных выхлопных трубы. Наконечник выхлопной трубы – небольшой отрезок трубы чуть большего диаметра, служит исключительно для улучшения внешнего вида, придания определенного стиля.

Диагностика автомобильного глушителя в СПб на Энергетиков

Глушитель является конечным звеном в системе выхлопа автомобиля. В нем происходит окончательная «обработка» выхлопных газов — снижение температуры, шума и их скорости. При возникновении неисправности не следует самостоятельно искать и устранять причину и заниматься ремонтом. Обратившись к профессионалам СТО «Ремонт глушителя», Вы получите квалифицированную помощь в решении проблемы.

Признаки поломки глушителя

О том, что с глушителем не все в порядке, могут говорить следующие признаки:

  • Шумный выхлоп.
  • Запах выхлопных газов в салоне.
  • Провисание «банки» глушителя.
  • Наличие внешних повреждений.
  • Заметное снижение мощности двигателя и динамики авто (при отсутствии иных неисправностей).
  • Повышение расхода топлива без видимых причин.

При обнаружении любого признака следует обратиться в профильный сервис «Ремонт глушителя» для проведения диагностики. Наши мастера, используя профессиональное оборудование, определят причину неисправности, и предложат Вам оптимальный вариант ремонта или замены неисправного узла.

Основные неисправности глушителя

Для этого элемента характерны следующие проблемы:

  • Повреждения корпуса или разгерметизация стыков. Если у Вас прогорел глушитель, необходимо изготовить заплатку из качественной стали. Сварка производится в среде инертных газов, с минимальным воздействием на внутренние компоненты. Дырка в глушителе, как правило, образуется по причине термической или химической коррозии. После проведения ремонта наши специалисты обработают поверхность для защиты от воздействий внешней среды.

Если у Вас пробит глушитель от удара, возможно повреждение внутренних перегородок. В этом случае корпус вскрывается, и устраняются внутренние поломки.

  • Слишком сильно греется глушитель. Причина — закоксовывание внутренних переходов или попадание в отверстие куска ржавчины. Забитый глушитель накапливает раскаленные газы, и становится аккумулятором тепла. Кроме того, такая неисправность снижает мощность двигателя.

Специалисты СТО «Ремонт глушителя» аккуратно вскроют корпус и устранят причину непроходимости. При необходимости производится замена наполнителя.

  • Посторонние звуки. Если у вас сечет глушитель, причина может быть в наличии трещин соединительных фланцев, или прогоревших прокладках. Поврежденные элементы меняются или восстанавливаются с помощью сварки. Если глушитель «звенит», скорее всего, нарушено крепление одной из внутренних перегородок, и возникает резонансный шум. Корпус вскрывается, мастера сервиса «Ремонт глушителя» восстанавливают поврежденные точки крепления, разрез аккуратно заваривается. Надежность отремонтированного элемента гарантируется.
  • Отвалился глушитель. Достаточно одного разрушенного подвеса, и выхлопная система начинает неконтролируемое движение под днищем. Обнаружив, что гремит глушитель, ударяясь о днище, Вы должны прекратить движение и на небольшой скорости прибыть в сервис. При невозможности вызвать эвакуатор подвяжите выхлопную систему проволокой. В противном случае тяжелая конструкция может повредить Ваш автомобиль снизу, и окончательно разрушиться сама.

Наши мастера найдут причину обрыва, восстановят подвес, и при необходимости установят дополнительную точку крепления.

Обслуживание в нашем сервисе — это гарантия восстановления глушителя до заводского состояния. Мастера знакомы с устройством самых сложных систем отвода выхлопных газов. На все работы дается гарантия. Мы предложим экономный ремонт даже в случаях, при которых многие СТО проводят дорогостоящую замену всей выхлопной системы. Поэтому, если у Вашего автомобиля пробит, гремит, сечет или прогорел глушитель  — обращайтесь в наш

автосервис по ремонту глушителей в Санкт-Петербурге и наши высококвалифицированные мастера выполнят оперативную диагностику и устранят неисправность глушителя любой сложности по доступной цене.

Просмотров: 1073

Дата: Воскресенье, 03 Февраля 2013

Поделись с друзьями


Устройство прямоточного глушителя — RacePortal.ru

Любителям “горячей” езды постоянно не хватает мощности. Они стараются выжать из своего движка почти все, и каждая лишняя “лошаденка” для них на вес золота.Когда возможности тюнинга двигателя и ходовой исчерпаны, наступает очередь выпускной системы.

Размеры трубы и конструкция глушителей в серийном автомобиле вполне соответствуют количеству отработанных газов, вырабатываемых двигателем в единицу времени. Но как только обычный движок превратился в “сердце” агрессивного “зверя” (будь то увеличение рабочего объема или замена распредвала на спортивный), сразу увеличивается выброс газа, и стандартная выхлопная система просто перестает справляться с возложенными на нее обязанностями.

И здесь владельца “заряженного” авто начинает мучить вопрос: что он получит от установки прямоточного глушителя и какой глушитель следует выбрать? Если обратиться к зарубежной практике, то выяснится, что специалисты в области выхлопных систем могут получить прибавку в мощности более 12—15 “лошадей”. Это достигается заменой всех частей выхлопной системы (“штаны”, катализатор, резонатор, оконечная часть). Спортсмены получают большую прибавку, но их “звереныш” будет иметь звуковое давление около 120 децибел (это при том, что до смертельного для человека уровня шума не хватает всего 20 децибел, да и официально разрешенный предел — 100 дБ). Определенный глушитель может дать прибавку и в 30 сил, но ездить по городу будет невозможно.

Водителю и пассажирам не поможет даже самая лучшая шумоизоляция. Кстати, любое серьезное вмешательство в выпускную систему требует корректировки системы питания. Исходя из этого, тюнинг мотора путем доработки системы выпуска отработавших газов не самое последнее дело в его усовершенствовании. В частном варианте можно ограничиться оконечной “банкой”, резонатором и более продвинутыми “штанами”. Замена труб на трубы большего диаметра даст прибавку, это нетрудно осуществить на дорожных машинах. Установка цельного выпускного коллектора с равным расстоянием от выпускных каналов головки до места соединения с приемной трубой добавит 5—7 “лошадей”.

Как всегда, есть два варианта: либо потратить много денег и получить действительно классную систему, либо приобрести где-нибудь на рынке ширпотреб. Глушитель ограничительного типа будет иметь минимальное сопротивление потоку, однако и шум снижает хуже других. Именно такими “глушилками” комплектуются бестолково оттюнингованные автомобили. Лидером на рынке прямоточных глушителей является австрийская фирма Sebring. Ее глушители отличаются мощным, приятным звуком выхлопа. Кроме того, эти глушители станут находкой для тех, кто захочет получить особенное звучание.Представители компании без проблем настроят звук, но за такую услугу придется выложить круглую сумму. Отто Креш, один из инженеров компании, в 1990 году образовал собственное предприятие по производству прямоточных глушителей — Remus. Этими “глушилками” оборудовались почти все Subaru Imprezа. Сейчас Remus единственный серьезный конкурент Sebring. Pro-Sport также представляет на нашем рынке неплохие изделия. Такие глушители больше подойдут к отечественным автомобилям.

Если же вы хотите сэкономить на глушителе, то PowerFul — самый подходящий для вас вариант. Лишний “табун лошадей” у вас, конечно, не появится после установки такой “банки”, но звук будет неплохим. А как же звук? Представьте себе, какие отклики окружающих вызовет “заряженный” автомобиль со стандартной выхлопной системой, которая вместо мощного рыка будет издавать гусиный гогот! Часто клиенты тюнинговых фирм хотят посредством замены глушителя добиться “благородного” звучания мотора. Если требования к выпускной системе не распространяются дальше изменения “голоса”, то задача существенно упрощается. Для таких целей больше подходит глушитель поглотительного типа. Глушители резонаторного типа гасят низкие частоты. Таким образом, варьируя размеры, содержимое и набор элементов, можно подобрать желаемый тембр звучания.

Во выпускной системе присутствует три процесса. Первый — с демпфированное 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 рассматривается с позиции его влияния на коэффициент наполнения. 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.

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, то давление в выпускной трубе не будет успевать падать, и в момент открытия выпускного клапана давления 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.

Ограничитель.

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

Отражатель.

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 заставить также газовый поток менять направление, то все равно создаётся некоторое сопротивление выхлопным газам. Такая конструкция чаще всего применяется в оконечных глушителях стандартных систем.

Резонатор.

Глушители резонаторного типа используют замкнутые полости, расположенные рядом с трубопроводом и соединенные с ним рядом отверстий. Часто в одном корпусе бывает два неравных 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.

Поглотитель.

Способ работы поглотителей заключается в поглощении акустических волн неким пористым материалом. Если звук направить, например, в стекловату, то он вызовет колебания волокон ваты и трение волокон друг о друга. Таким образом, звуковые колебания будут преобразованы в тепло. Поглотители 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. Серийные выпускные системы используют в большинстве случаев различные комбинации всех приведенных способов. Глушителей в системе бывает два, а иногда и больше. 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.

Как гасится звук в глушителе машины

Чтобы понять принцип работы выпуска автомобиля и добиться «благородного» звучания мотора, надо ознакомиться с конструкцией глушителя и узнать, как глушится звук, производимый двигателем.

Уровень шума

Если любой глушитель авто создает сопротивление потоку, то лучший глушитель – полное его отсутствие. Но езда с повышенным шумом запрещена на дорогах общего пользования. И не только, в автоспорте также действуют ограничения на шум, производимый двигателем машины. В большинстве классов спортивных автомобилей шум выпуска ограничен уровнем 100 Дб. Это довольно лояльные условия, но без глушителя ни один автомобиль не будет соответствовать требованиям и не будет допущенным к соревнованиям. Поэтому выбор глушителя – компромисс между его способностью поглощать звук и низким сопротивлением потоку.

Как гасится звук в глушителе

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


ОГРАНИЧИТЕЛЬ

В корпусе глушителя имеется существенное заужение диаметра трубы, некое акустическое сопротивление, а за ним сразу большой объем, аналог емкости. Чем больше сопротивление (меньше отверстие), тем эффективней сглаживание и больше сопротивление потоку. Наверное, плохой глушитель. Но в качестве предварительного глушителя в системе – довольно распространенная конструкция.

ОТРАЖАТЕЛЬ

В корпусе глушителя организуется большое количество акустических зеркал, от которых звуковые волны отражаются. При каждом отражении часть энергии теряется, тратится на нагрев зеркала. Если устроить для звука целый лабиринт из зеркал, то в конце рассеем всю энергию и наружу выйдет весьма ослабленный звук.

По такому принципу строятся пистолетные глушители. Значительно лучшая конструкция, но газовый поток меняет направление, что создаст некоторое сопротивление выхлопным газам. Такая конструкция применяется в оконечных глушителях стандартных систем.

РЕЗОНАТОР

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. Существенного сопротивления потоку не оказывают, т.к. сечение не уменьшают.

ПОГЛОТИТЕЛЬ

Способ работы поглотителей — в поглощении акустических волн неким пористым материалом. Если 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. Поглотители позволяют построить конструкцию глушителя без уменьшения сечения трубопровода и без изгибов, окружив трубу с прорезанными в ней отверстиями слоем поглощающего материала.

Он имеет минимально возможное сопротивление потоку, но хуже снижает шум.

Если требования к выпускной системе автомобиля не распространяются дальше изменения «голоса», то задача упрощается. Подойдёт глушитель поглотительного типа. Его объем, количество и набивка определяют спектр частот, интенсивно поглощаемых. Мягкая набивка поглощает высокие частоты, придавая бархатистость звуку. Глушители резонаторного типа гасят низкие частоты. Таким образом подбирают тембр звучания.

Глушитель в авто: функции и внутреннее устройство

Выхлопная система в автомобиле крайне важна, поскольку она обеспечивает базовый комфорт передвижения на авто. Если бы производители не предусматривали достаточно длинную и сложную систему подавления шума, вы бы не получали удовольствия от эксплуатации транспорта, а беруши или профессиональные защитные наушники были бы повседневным аксессуаром для каждого человека. Вы могли заметить, что современные авто обладают очень тихими двигателями. В салоне вообще не слышна работа силового агрегата, а подойдя вплотную к капоту машины на улице, вы слышите только приглушенный цокот. Все это стало возможным, благодаря постоянному совершенствованию глушителей на машинах.

Сегодня на нашем сайте мы поговорим о том, какая конструкция системы подавления шума двигателя применяется на машинах. Также рассмотрим, какие еще задачи данный комплекс может выполнять. В конце концов, зачем вообще производители тратят деньги и устанавливают дорогостоящие элементы глушителя в машину? Чтобы ответить на все эти вопросы, необходимо максимально внимательно рассмотреть конструктивные особенности оборудования. Это позволит намного проще понять суть применения современного глушителя и даст информацию о том, как нужно ухаживать за ней, чтобы не ремонтировать каждый сезон. Обратите внимание, конструктивно такое оборудование может немного отличаться в разных авто.

Содержание

Какую роль выполняет глушитель в автомобиле?

Существует целый ряд задач, который выполняет выхлопная система. Раньше в автомобилях применялись более простые устройства, которые не всегда обеспечивали достаточное устранение шума и вибрации. Сегодня же устройства более эффективные, но дорогостоящие. Поэтому ремонт и эксплуатация таких изделий оказывается дороже. Но зато вы получаете прекрасные возможности эксплуатации и используете машину с минимальным количеством шума.

Итак, основные функции современной системы выхлопа:

  • изменение сечения потока выхлопа – это становится возможным из-за реализации в системе камер самого разного типа и размера, а также из-за постоянного сужения/расширения потока выхлопа;
  • рекуперация отработанных газов – современные комплексы отвода выхлопных газов оснащены клапанами EGR, которые делают авто более экономичным, дожигая газы в камере сгорания;
  • интерференция звуковых волн – это простая и давняя технология, которая реализуется с помощью перфорации некоторых трубок в системе, это эффективно гасит шумы различных частот;
  • поглощение звуковых волн в резонаторе – это устройство способствует снижению грубых шумов, а также упрощает работу непосредственно глушителю, который установлен следом за резонатором;
  • поглощение звуковых волн, благодаря наличию в камерах специального материала, такой материал поглощает звуки и создает комфортную эксплуатацию автомобиля в любых условиях.

Также не стоит забывать про каталитическую нейтрализацию отработанных газов. В современных выхлопных системах установлен катализатор, который снижает токсичность выхлопа и позволяет автомобилю подняться по лестнице уровней экологической чистоты. Изменение конструкции каталитического нейтрализатора в последнее время снижает срок службы этого устройства, а также делает его дороже. Но без данной системы автомобиль не сможет пройти в нормы современных стандартов экологической чистоты.

Почему глушители выходят из строя?

Причина выхода из строя данного оборудования проста – конденсат. Дело в том, что во время работы выхлопная система принимает очень горячий поток воздуха из двигателя, а катализатор и вовсе сталкивается с пламенем. Это приводит к тому, что система нагревается, а при остановке двигателя быстро остывает. Это становится причиной образования конденсата. Если автомобиль эксплуатируется каждый день и не простаивает, риски повреждения глушителя коррозией минимальные. Но если речь идет о длительном простое, глушитель сразу же начинает гнить.

Причин разрушения металла множество:

  • конденсат оседает в нижней части сегментов глушителя и не уходит, из-за чего быстро уничтожает любые защитные покрытия металла и вызывает агрессивную быструю коррозию;
  • также высокая температура уничтожает любую покраску и прочие защитные покрытия, предусмотренные производителем, ни один вид антикоррозийной защиты не способен защитить данные детали от ржавчины;
  • длительный простой – самый большой враг автомобильного глушителя, он запускает процесс покрытия внутренней части изделия ржавчиной, и этот процесс уже невозможно будет остановить;
  • вмятины и царапины от камней и металлических преград на дороге – это очень актуально для машин с низким клиренсом, механические повреждения и микротрещины ускоряют процесс коррозии;
  • также низкое качество и малая толщина металла являются фактором быстрого выхода из строя частей выхлопной системы, и это нужно учитывать при выборе запасных частей для ремонта устройства.

Нужно признать, что факторов разрушения достаточно много. Глушители не служат очень долго даже в идеальных условиях, поскольку они работают в экстремальных температурах и вынуждены постоянно бороться с резкими перепадами. Любой металл сдается достаточно быстро в таких условиях. При поломке глушителя придется менять сегмент. Сварка – достаточно сомнительный метод восстановления, учитывая в каких условиях приходится трудиться металлу. Сварные швы в таких условиях ходят непредсказуемо мало и могут вызвать проблемы уже на следующий день после ремонта.

Из каких элементов состоит современный глушитель?

Благодаря хорошей традиции автомобильного производства, глушитель на современных автомобилях изготавливается по сегментам. Это значит, что при поломке вы можете приобрести отдельно один сегмент и не тратить большие деньги на всю систему в сборе. Сегменты могут быть разными, но в большинстве случаев производители стандартизировали конструкцию, приведя ее к наиболее оптимальной в современных условиях. Сегодняшняя конструкция глушителя – это компромисс между ценой и функциональностью.

Итак, основные составляющие элементы глушителя в авто:

  • каталитический нейтрализатор – в список его задач входит улавливание пламени и перенаправление потоков, быстрое остужение потока воздуха, что снижает потенциальный вред для природы;
  • клапан EGR и прочее экологичное оборудование, которое призвано уменьшить объемы выбросов CO и прочих газов в атмосферу, это оборудование ломается чаще всего и довольно дорого стоит;
  • резонатор – одна из основных частей устройства, она гасит основные грубые шумы и позволяет дальнейшим сегментам легко справляться с поставленными задачами, резонатор принимает весь удар на себя;
  • гофры – в разных автомобилях может быть от 1 до 6 гофр в системе, они призваны гасить вибрации двигателя и улучшать общие впечатления от поездки на автомобиле;
  • глушитель – наиболее объемная и самая важная часть изделия, непосредственно в глушителе поток горячего воздуха сбавляет темп и остужается, а остатки звуков и вибраций устраняются.

Также в список оборудования можно включить трубы, которые соединяют все элементы. Еще одна деталь – резиновые амортизаторы, на которые глушитель подвешивается к днищу автомобиля. Такие амортизаторы элементарно меняются даже без поездки на СТО. Если вы услышали стуки в районе днища автомобиля, пора посмотреть на качество резиновых амортизаторов. Именно они часто являются причиной неприятных звуков, а стоят на самом деле недорого. Так что часто их проще заменить, чем каким-либо образом ремонтировать.

Как можно продлить жизнь глушителю в автомобиле?

Даже оригинальные качественные элементы резонатора и глушителя служат в среднем около 3-6 лет. Все зависит от частоты эксплуатации автомобиля, условий хранения и климатической зоны. В зонах с очень суровой зимой и низкими температурами даже один полный год для глушителя – это уже достижение. Поэтому важно учитывать некоторые особенности, прежде чем определить оптимальный срок службы и методы защиты глушителя от коррозии. На самом деле, многие советы по сохранению глушителя выглядят глупо и никак не помогут в реальности улучшить ситуацию.

Стоит придерживаться таких рекомендаций:

  1. Меньше поездок на очень короткие расстояния. Жизнь глушителя исчисляется не в годах, а в циклах. Не важно, проехали вы 3 км или 300 км с момента запуска двигателя, повреждения будут примерно одинаковыми.
  2. Меньше поездок по неизведанным местам. Для бездорожья созданы внедорожники, а вот на комфортном седане ехать на проселочную дорогу с камнями и прочими преградами очень опасно, можно повредить элементы глушителя.
  3. Всегда вовремя меняйте крепления глушителя. Если резиновые подвесы рассыпаются, устройство начинает прыгать и даже волочиться по земле, из-за чего могут возникнуть различные повреждения.
  4. Не переливайте масло в картер двигателя. Слишком высокий уровень масла очень плохо сказывается на работе катализатора. Это устройство начинает прогорать, появляются и другие неприятности в работе выхлопной системы.
  5. Следите за исправной работой силового агрегата. Если топливо не догорает, газы будут дожигать его непосредственно в катализаторе или резонаторе, это вызовет большие проблемы с глушителем.
  6. Не устанавливайте дешевые сегменты глушителя. Дешевые запчасти могут стать первой причиной выхода из строя системы выхлопа. Поэтому лучше покупать оригинальные детали или отдать предпочтение более дорогим аналогам на рынке.

Профилактические обработки или другие методы защиты металла глушителя не имеют никакого смысла. Дело в том, что краска или антикор отлетят при первой же поездке. Из-за сильного нагрева данные детали нельзя защищать никакими покрытиями. Единственное, чего вы добьетесь в таком случае, – это устойчивый неприятный запах в салоне. Только через неделю эксплуатации запах выветрится.

При покупке сегментов выхлопной системы также следует обратить внимание, что им требуется обкатка. Они окрашены для защиты от ржавчины в процессе транспортировки и ожидания на складе.

Предлагаем посмотреть видео о проблемах системы автомобильного выхлопа:

Подводим итоги

Современный автомобиль очень порадует вас тишиной поездки. Но в нашем мире за весь комфорт приходится платить. В старом ВАЗ система глушителя состояла из двух сомнительных по эффективности элементов, которые мало что меняли в звуке работы двигателя. Зато на некоторых машинах по 20 лет выхаживали заводские элементы. Сегодня ситуация иная, за 3-6 лет в глушителе появляются самые разные отверстия, которые снижают эффективность работы устройства. Приходится заниматься ремонтом, а лучше заменой изделия на новое.

Глушитель в современном авто выполняет сразу несколько задач. Это повышение экологического класса машины, снижение звука работы двигателя, уменьшение вибрации на кузове. И чем более совершенная система глушителя, тем лучше она справляется с каждой отдельной задачей. Но также чем более совершенный выхлоп установлен в авто, тем больше денег придется выкладывать из собственного кармана для обслуживания и ремонта таких изделий.

⭐ Виды, устройство и принцип работы глушителя автомобиля

Автомобильный глушитель устанавливается для минимизации уровня шума выхлопных газов в выпускной системе до отметки, прописанной в международных стандартах. Устройство изготовлено в виде корпуса из металла с камерами и перегородками, формирующими канальную систему с запутанным маршрутом. При прохождении по нему отработанных газов колебания звуков частично поглощаются, а далее они преобразуются в энергию тепла.

Функции.

Конструкция глушителя.

Особенности работы и виды глушителей.

Характерные неисправности.

Функции

Глушитель расположен сразу после катализатора или сажевого фильтра для бензиновых и дизельных машин соответственно. В большинстве случаев в системе используется два компонента:

  • Предварительный или резонатор глушителя, ориентированный на глубокое подавление шума и стабилизацию колебаний выхлопного потока, который стремительно вырывается из работающего мотора. Он монтируется первым, и по этой причине многие автовладельцы именуют его передним. Главной функцией для него становится равномерное распределение отработанных газов.
  • Основной глушитель необходим для окончательного шумоподавления и понижения температуры вырывающихся газов до уровня, приемлемого для выпуска.

Конструкция глушителя

Для погашения мощных импульсов звука на практике существует четыре способа, которые и монтируется на различных транспортных средствах:

  • Шумовое ограничение;
  • Звуковое отражение;
  • Резонансное подавление;
  • Полное поглощение.

Наиболее простым вариантом глушителя становится ограничивающее приспособление, встречаемое в различных моделях тракторной техники. Элемент изготовлен в формате трубки с сужением, установленная внутрь бачка из металла. У изделия есть недостатки – частичное шумоподавление, сопровождаемое сильным падением мощности мотора.

Зеркальные устройства используются на скутерах и мотоциклах. Они функционируют по следующему принципу: из выхлопного колена вырываются газы, проникающие в отражающую банку, где их направление движение меняется, после чего они выбрасываются наружу. При отражении колебания звука гасятся, что обеспечивает снижение уровня шума. Элемент работает вполне успешно в сочетании с двухтактными моторами, но не позволяет достичь необходимого эффекта при установке на автомобиль.

Резонансное подавление – это способность автомобильных резонаторов. В бачке из стали установлено несколько перегородок, а между ними есть резонансные камеры, объединенные сетью трубок. Для сглаживания шумов используется совместное воздействие двух факторов:

  • Звуки и газовые волны отражаются от перегородок, поэтому многократно меняют направление;
  • Для камер и патрубков диаметры рассчитаны так, чтобы частота звуковых колебаний совпадала. В этом случае гашение волн достигается посредством возникающего резонанса.

Резонатор – это приспособление, конструкция которого не универсальна для автомобилей всех видов. Машины могут комплектоваться моторами различной производительности, издающими шумы с различающейся частотой и амплитудой. Под каждую марку и модель авто разрабатывается собственный звукопоглотитель.

В глушителе, как в и резонаторе, используются перемычки и перегородки во внутренней структуре. Внутри трубок есть много отверстий, а по бокам проложен материал для поглощения, совершенно не горючий. Обычно используется каолиновая или базальтовая вата, способная хорошо выдержать нагрев до 600-700 градусов без вероятности воспламенения.

Звуковые волны проникают сквозь перфорированные патрубки, размещенные по соседству, частично рассеиваются и гасятся, так как накладываются одна на другую. Наполнитель поглощает вторую порцию колебаний, а третья сглаживается за счет изменения направления потока.

На практике шум выхлопа заметно падает за счет таких преобразований, происходящих внутри глушителя:

  • Изменение сечения выхлопного потока. В конструкции есть различные по диаметру камеры, обеспечивающие поглощение высокочастотных шумов. Технология базируется на простом принципе: поток движется по каналу и сужается, что формирует акустическое сопротивление, а потом происходит резкое расширение, поэтому волны звука рассеиваются.
  • Отработанные газы перенаправляются. Это реализовано за счет множества перегородок и смещения оси трубок. Когда поток разворачивается на угол 90 градусов и более, обеспечивается гашение шумов высокой частоты.
  • Изменение колебаний обеспечивается наличием перфорации трубок. Такая технология обеспечивает эффективное гашение шумов произвольной частоты.
  • «Самопоглощение» звуков резонатором.
  • Поглощение звуков. В корпусе глушителя есть не камеры и перфорация, а также особый материал со свойствами звукопоглощения, обеспечивающий изоляцию шумов.

Особенности работы и виды глушителей

В автомобильной индустрии принято использовать глушители: резонансные и прямоточные. Они оба монтируются в сочетании с резонатором. В определенных ситуациях прямоточная конструкция становится альтернативой резонатору.

Пламегаситель (резонатор) – это перфорированная труба, помещенная в герметичный корпус, разделенный на отдельные камеры различного размера. Он устроен не сложно, но в его состав входит набор компонентов:

  • Корпус обычно выполнен в форме цилиндра;
  • Прослойка для теплоизоляции необходима для защиты днища авто от высокой температуры отработанных газов;
  • Глухая перегородка предназначена для поворота газового потока;
  • Труба с множественной перфорацией;
  • Дроссель используется для изменения сечения потока отработанных газов.

Резонансный глушитель от резонатора отличается более сложным устройством. Он состоит из набора трубок с перфорацией, смонтированных в едином корпусе, разделенном посредством перегородок и размещенных на различных осях:

  • Передняя перфорированная трубка;
  • Задняя перфорированная трубка;
  • Впускная трубка%
  • Передняя, средняя и задняя перегородки;
  • Выпускная труба;
  • Корпус с сечением в форме овала.

Резонансный глушитель работает с применением всех видов преобразования разных по частоте звуковых волн, возникающих при стремительном выходе выхлопных газов.

У резонансного глушителя есть один минус – эффект формирования противодавления, формируемый при перенаправлении потока газов при столкновении с перегородками. Из-за этого автовладельцы предпочитают тюнинговать систему выхлопа своих машин посредством монтажа прямоточных глушителей на место резонансного.

В плане конструкции прямоточный глушитель устроен проще:

  • Корпус полностью герметичный;
  • Впускная и выпускная трубки;
  • Труба с перфорацией;
  • Материал для шумоизоляции, в качестве которого обычно используется стекловолокно, стойкое к повышенным температурам, способное поглощать звуки.

Прямоточный глушитель работает за счет того, что одна перфорированная трубка внутри проходит сквозь все камеры. Нет изменения сечения и направления потока газов для гашения шума, а для подавления шума используется поглощение и интерференция.

Выхлоп проходит сквозь прямоточный глушитель без препятствий, поэтому возникает минимальное противодавление. На практике нет большого прироста мощности мотора. Автомобиль обретает звучание, характерное для спортивных машин, так как технологии шумопоглощения обеспечивают устранение лишь высоких частот.

Характерные неисправности

Автомобильный глушитель может выйти из строя только по одной причине – в результате продолжительного воздействия выходящих газов, имеющих повышенную температуру. Корпус из металла рано или поздно прогорает, что можно заметить по появлению рокота, возникающего под днищем авто.

Срок службы элемента зависит от материала – это может быть нержавеющая сталь или черный металл со специальным покрытием. Вариант из черного металла является более дешевым, он способен прогореть спустя 20-30 тысяч километров пути, а корпус из нержавейки продержится 100 тысяч км или более.

Для устранения неисправностей используется замена глушителя и ремонт посредством сварки. Это делается в рамках автосервиса, где после проведения диагностики мастера принимают решение. Глушитель, в котором выгорели все внутренности, нельзя ремонтировать, можно только заменить на новый.

Глушитель для мопеда: типы, особенности и тюнинг

Содержание статьи:

Что такое глушитель и для чего он предназначен? Цель — ознакомить вас не только с тем, как сконструировать своими руками самодельный глушитель для скутера, но и с тем, в чем предназначение этого важного узла.

Двухтактный и четырехтактный скутер

Скутер, как известно, может быть с двухтактным либо с четырехтактным двигателем. Принцип работы всей системы выхлопа у аналогов отличается кардинальным образом.

Глушитель на четырехтактном скутере за сравнительно меньшее время выводит газы, делая этом с минимальным шумом. Кроме того, провести тюнинг глушителя в этом случае будет довольно-таки просто. С другой стороны, в обоих случаях, проводя тюнинг, надо будет менять трубы.

Виды глушителей на скутер

Для глушителя двухтактного скутера подбирать компоненты, дающие возможность провести тюнинг, будет значительно сложнее. Сам штатный глушитель для таких скутеров более сложен в производстве и настройке.

Выхлопная система двухтактного скутера работает следующим образом. В процессе очистки отработанных газов часть мощности возвращается в двигатель. Это происходит на определенных оборотах и если суметь весь этот процесс реализовать, проведя тюнинг, скутер будет не узнать.

Можно установить на двухтактный скутер качественный и правильно настроенный резонатор. Это даст ощутимую прибавку в динамике до четверти. Но в этом случае актуально будет проведение профессиональных настроек всей системы питания.

Для чего нужны качественные глушители

Как известно, в цилиндрах двигателя мопеда собирается определенное количество продуктов сгорания топлива. Они обязательно должны быть выброшены и в этом случае именно глушитель в ответе за это. Другими словами, этот узел как бы сглаживает пульсации, неизбежные при выбросе продуктов сгорания на большой скорости.

Сама конструкция глушителя, применяемого не только на скутерах и мопедах, но и на мотоциклах и автомобилях, подразумевает особую систему выпускного тракта, которая может быть различной, в зависимости от того, какой результат желает получить владелец транспортного средства. К примеру, если стремления усовершенствовать систему выхода газов связаны с увеличением мощности скутера, необходим особый тип глушителя – прямоточный.

Прямоточный тип глушителя

Устройство прямоточного глушитель для мопеда

Установка такого типа глушителя повлечет за собой не только увеличение динамической мощности, но и значительно увеличит шум, издаваемый при выходе газов. С одной стороны, это хорошо, ведь так можно привлечь внимание других водителей, тем самым, повышая пассивную безопасность. Как известно, часто водители больших автомобилей жалуются на то, что не замечают мотоциклистов, ну а мопеды и скутеры подавно.

Сделать такой глушитель с нуля или методом, подразумевающим тюнинг, несложно, но надо изучить множество технических аспектов.

Особенности прямоточного глушителя

Особенности прямотока в следующем: отработанные газы выбрасываются за пределы двигателя сразу, цилиндры силового агрегата успевают наполняться топливной смесью в оптимальном количестве.

Хотелось бы напомнить всем читателям, что в моменты впуска и выпуска клапаны двигателя имеют свойство открываться и закрываться. Между этими этапами происходит разрежение, которое позволяет очистить цилиндры от выработанных газов. В результате освобождается свободное место, куда и подается топливная смесь. Несложно догадаться, что чем быстрее цилиндры будут освобождаться от выработки, тем быстрее заполнятся.

Таким образом, если суметь обеспечить более быстрый выход газов из системы, увеличится производительность и вследствие этого, мощность скутера или мопеда.

Очистка глушителя

Чистота глушителя влияет на мощность мопеда

Прежде, чем начинать что-либо менять в выхлопной системе, хотелось бы дать один совет. На мощность скутера непосредственно влияет чистота глушителя. Если бы можно было увидеть отработку в разрезе глушителя, владелец скутера бы очень удивился. После определенного пробега динамика скутера снижается, а владельцы начинают искать причины этого, находя их в полной переделке штатного глушителя либо его замены.

Причина потери мощности, между тем, может скрываться в состоянии самого двигателя. Это поможет определить специалист, к которому стоит перед проведением тюнинга обратиться. Но самым частой причиной потери динамики становится сажа, которая забивает глушитель. Очистку в данном случае рекомендуется проводить тремя способами.

Первый способ: механический

Он подразумевает очистку в разрезе глушителя (он делается болгаркой). Проволокой или тросиком вычищается внутренность глушителя от сажи. Место в разрезе закрывается при помощи сварки.

Второй способ: химический

Он подразумевает залив воды с каким-нибудь очистителем в глушитель. Например, подойдет для этой цели едкий натр. При такой очистке есть преимущество: внешний вид глушителя никоим образом не пострадает.

Третий способ: термическая обработка

Глушитель нагревается либо на скутере паяльной лампой, либо демонтированный в печи или на мангале. Надо будет только после остывания перекрасить глушитель.

Переделка глушителя

Как правило, многие умельцы не просто собирают глушитель, а переделывают штатный. Это дает возможность затратить меньшее время и получить более приемлемый вариант.

Инструментарий и материалы

Прежде, чем начать тюнинг, надо подготовить нужные инструменты. В данном случае будут необходимы следующие составляющие:

  1. Сварочный аппарат, желательно с разными режимами работы;
  2. Соответствующего размера и диаметра труба;
  3. Болгарка;
  4. Ершики для мытья посуды металлические в количестве нескольких штук.

Начинаем тюнинг

Демонтируем для начала глушитель. Затем берем болгарку и вырезаем кусок металла сверху глушителя. В таком разрезе с глушителем будет намного легче работать. Практически следует полностью вырезать верхнюю часть. После этого надо очистить все внутреннее пространство глушителя, осуществляя демонтаж, находящихся в разрезе элементов.

Пришло время работы с отрезком трубы, который мы подготовили. Воспользовавшись мощной дрелью либо сваркой, проделываем множество отверстий в трубе. Помещаем трубу в разрезе штатного глушителя. Заранее подбираем трубу такого диаметра, чтобы она поместилась внутри штатного. Желательно, чтобы труба была без каких-либо явных изъянов и идеально ровной.

Прямоточный глушитель в процессе сборки

Пространство в разрезе, которое останется между двумя трубами, нужно забить металлическими ершиками или аналогичными с ними материалами. Завариваем верх трубы, как было. Монтируем обратно все элементы конструкции, которые были демонтированы в процессе.

В итоге, который дал тюнинг, у нас получится глушитель прямоток, обеспечивающий нужный результат. Массивный и сочный рев двигателя, а также увеличение мощности мопеда станет свидетельством того, что все прошло успешно.

Делаем прямоточный глушитель с нуля

Можно изготовить такой глушитель с нуля. Это будет полностью новый вариант, изготовленный из нескольких компонентов. Сложность этой операции, называемой тюнинг с нуля, заключается в поиске схемы выхлопной системы определенного мопеда.

Инструментарий и материалы

В данном случае, опять же, надо подготовить нужные инструменты и материала.

  1. Приобрести в магазине или найти две трубы, диаметром 33 мм;
  2. Купить оргстекло;
  3. Болты М8 и М3;
  4. Подготавливаем клей и гвозди;
  5. Сварочный аппарат;
  6. Надфили;
  7. Ножовка по металлу.

Приступаем к сборке

В первую очередь, нужно отрезать от одной из труб 18 см. Место в разрезе рекомендуется тщательно обработать надфилем. От второй трубы отрезаем круг, диаметром 1,5 см. Обрабатываем вышеописанным методом. Приклеиваем в разрезе первой трубы, вырезанный круг. Отрезаем еще один кусок трубы, длиною 18 см. Проделываем в нем множество отверстий. Делать это можно и с помощью острого гвоздя.

Соединяем все части, используя сварочный аппарат. Минеральной ватой набиваем полость, образовавшуюся в стыке двух кусков трубы. Обматываем готовое изделие специальным огнестойким материалом. Самодельный глушитель готов. Чтобы установить его, надо будет приделать элемент к креплению корпуса скутера.

Делаем элемент крепления глушителя

Из оргстекла, которое незаменимо в этом деле в виду своей прочности и легкой окрашиваемости, вырезаем особого вида кольца, края которых можно будет разогнуть наружу на 180 градусов. Полученные круги с засечками крепим к мопеду, используя нужны болты. Глушитель полируем с помощью наждачной бумаги. Места соединения самоделки с кузовом мопеда для верности надо будет смазать.

Самодельный глушитель для мопеда в разобранном виде

Если самодельное изготовление вызывает определенные сложности, можно найти массу моделей глушителей уже в готовом виде. Стоят они, как правило, недорого. С другой стороны, только самодельный вариант способен дать идеально ожидаемый вариант.

Видео по теме

Другие видео по теме:

Не нашли ответов в статье?
Больше информации по теме:

Понимание конструкции глушителя и стратегии звукопоглощения

Понимание различных типов внутренней конфигурации поможет вам выбрать подходящий глушитель для вашего применения.

В этой статье мы решаем давний вопрос: насколько конструкция высокопроизводительного глушителя основана на научных данных, а какая — на красивой рекламе? Поскольку на рынке представлены глушители различных стилей и типов с различными стратегиями шумоподавления, может быть сложно понять, что лучше всего подходит для вашего применения.

Производители глушителей делают много заявлений о своих продуктах, но некоторые из них не объясняют, как их глушители на самом деле работают, и не вносят явных изменений в характеристики автомобиля. Мы привлекли некоторых из лучших специалистов по выхлопной системе, чтобы понять, во что входит и выходит из конструкции глушителя, обратившись к компаниям B&B Performance Exhaust, Corsa Performance Exhaust, Flowmaster Inc. и Hooker Headers, чтобы получить подробную информацию об основах глушителя.

Назначение глушителя

Начиная сверху, мы должны определить, для чего нужен глушитель.Глушители Performance преследуют три простые цели для безупречной работы. Сначала впитывается и рассеивается. Во-вторых, для удаления выхлопных газов и, наконец, для поддержания мощности и производительности двигателя при достижении первых двух целей.

Брент Новард из

Corsa объяснил свой уникальный камерный дизайн глушителя технологией отражающего шумоподавления (RSC). «Мы используем отражающее шумоподавление, чтобы улавливать определенные звуковые волны и направлять их через внутренний механизм. Это затем отражает звуковую волну обратно на следующую звуковую волну, входящую в механизм, без прерывания потока выхлопных газов.Каждый глушитель разработан и настроен специально для автомобиля, он предназначен для учета всего: от объема кабины до длины выхлопной трубы и желаемого уровня внешнего объема ».

Очевидно, что проектирование и конструирование глушителей, которые эффективно сдерживают, поглощают и рассеивают шумовые импульсы и одновременно поддерживают мощность при экономической эффективности, — непростая задача. И это не универсальная формула.

Честно говоря, самое впечатляющее, что другие сразу идентифицируют в автомобиле, — это звук, который издает ваша машина.- Кэм Бенти (заголовки проституток)

Глушители

Performance технически не «добавляют» дополнительную мощность вашему автомобилю при их установке; однако они часто могут помочь сохранить большую мощность двигателя, чем стандартный глушитель. Многие серийные автомобили имеют ограничительные выхлопные системы, чтобы автомобили оставались тихими и стоили гораздо дешевле для производителя. Глушители Performance фактически повышают эффективность выхлопной системы и сохраняют большую часть мощности, создаваемой вашим двигателем. Документально подтверждено, что некоторые стандартные глушители отнимают 30 или 40 лошадиных сил у заводского высокопроизводительного двигателя V8, создавая чрезмерное противодавление.

Установка на автомобиль глушителя с улучшенными характеристиками также может помочь снизить износ компонентов двигателя за счет уменьшения нагрева двигателя и увеличения потока выхлопных газов. Конструкция глушителя Performance также учитывает звук, исходящий из выхлопной трубы, за счет улучшения звука выхлопа до более агрессивного и яркого звука.

О шумах выхлопных газов

Звук — это просто вибрация, которая распространяется по воздуху волной. Эта вибрация, или импульсы высокого и низкого давления, перемещаются по воздуху со скоростью милю в среднем за пять секунд — обычно называемую «скоростью звука».”

В двигателе внутреннего сгорания эти импульсы возникают, когда выпускной клапан открывается и горячий газ из камеры сгорания попадает в выхлопную систему. Выхлопной газ выходит из камеры сгорания под давлением и встречает газ низкого давления в выхлопных трубах и накапливается друг на друге. Однако звуковые волны проходят через среду без какого-либо сопротивления, продвигаясь по трубе быстрее, чем это делают настоящие газы.

Если пик пульсовой волны встречает пик другой пульсовой волны той же частоты в той же точке, смещение является суммой двух волн.В восьмицилиндровом двигателе у вас может быть восемь импульсных волн с одинаковой частотой в одной и той же точке, создавая много звука.

Когда эти импульсы достигают барабанной перепонки, барабанная перепонка колеблется взад и вперед, что заставляет мозг распознавать движение как звук. Можно сложить несколько звуковых волн вместе и получить меньше звука за счет уменьшения импульсов давления. Здесь в игру вступает конструкция глушителя.

Когда две волны давления смещаются в противоположных направлениях, возникает интерференция.Это эффект шумоподавления, который разработчики глушителей используют на определенных частотах, чтобы заглушить их, оставляя только желаемые частоты.

Типы высокопроизводительных глушителей для улицы

«Разработка высокоэффективного уличного глушителя — это тщательный баланс или сочетание науки и субъективности», — говорит Кэм Бенти из Hooker Header. «Наука — это легкая часть. То, что звучит хорошо, гораздо более субъективно. Нота выхлопа заключается в дизайне, а не в материале ».

Типы конструкции глушителя

делятся на три основные категории: реактивные, абсорбционные или их комбинация.Сегодня используется несколько других терминов, таких как турбо, пуля и множественная перегородка. Несмотря на разные термины, они все же попадают в одну из этих трех основных категорий: реактивные, абсорбционные или комбинированные.

Создание музыки

«Существует множество документации о том, как движутся звуковые волны и как звуковые волны проходят через глушители», — объясняет Бенти, описывая, как формулы используются для определения местоположения камер и трубок внутри глушителя. «Каналы и камеры внутри глушителя есть не просто так.Некоторые звуковые частоты устраняются, а другим разрешается проходить. Честно говоря, самое впечатляющее, что другие сразу же узнают в автомобиле, — это звук, который издает ваша машина », — добавил Бенти.

Конструкция глушителя ламинарного потока

Flowmaster заставляет поток проходить через две перфорированные трубы конической формы перед выходом из глушителя. Ник Таубер из Flowmaster объяснил технологию следующим образом: «В этих глушителях используется то, что мы называем широкополосным шумоподавлением. Звуковые волны распространяются на внешнюю сердцевину глушителя, где звуковые волны подавляются, как в одном из наших глушителей с камерами.Затем остаточные звуковые волны поглощаются внешним тепловым барьером, который также помогает рассеивать лучистое тепло. Когда импульс выхлопа попадает в глушитель, его скорость увеличивается за счет эффекта Венчура. Повышенная скорость выхлопного импульса создает за ним зону низкого давления. Это создает эффект очистки. Этот тип технологии также очень хорошо работает в турбо-приложениях ».

Формулы, используемые для определения определенных звуковых частот, обычно основаны на количестве цилиндров двигателя и интенсивности работы цилиндров двигателя, для которого инженер проектирует глушитель.Внутренний дизайн зависит от пространства. Как объем пространства, доступного на платформе, так и объем глушителя, требуемый для данного размера двигателя и частоты вращения, важны при расчете расположения каналов и перегородок. Каждый тип глушителя имеет свои собственные формулы проектирования и физические основы, которых необходимо придерживаться при разработке глушителя для нового применения.

Глушители реактивного типа

Реактивные глушители также обычно называют ограничительными глушителями. Термин «ограничительный» имеет плохие коннотации, например, ограничение потока газов из двигателя.Все глушители создают некоторую форму ограничения как побочный продукт приглушения нежелательных звуков. Большинство экспертов сходятся во мнении, что фабричные глушители обеспечивают снижение шума за счет пропускания газов через каналы меньшего диаметра, заставляя поток газов сдерживаться и образовывать своего рода воздушный глушитель для звука.

Несмотря на название, глушители реактивного типа почитаются за их способность заглушать резкие звуки двигателя. Используя специальные камеры с пластинами или перфорированными трубками, глушители реактивного типа могут изолировать и уменьшить целевой диапазон тонов.Глушители могут быть адаптированы для агрессивного звука выхлопа или сверхтихого выхлопа в зависимости от стратегии шумоподавления, встроенной в глушитель.

В зависимости от того, какую концепцию вы используете в конструкции глушителя, она будет иметь большое влияние на звук, который будет иметь глушитель. — Билли Бот

Во многих глушителях реактивного типа используются внутренние трубы, звуковые камеры, и поток проходит через отверстия все меньшего размера. «Системы такого типа хорошо справляются с подавлением звуковых волн, но им не хватает возможностей очистки выхлопных газов», — сказал Ник Таубер из Flowmaster, Inc.

Хотя глушители реактивного типа отлично справляются с шумоподавлением, они также могут создавать максимальное противодавление. Этот тип глушителя обычно предназначен для вытеснения выхлопных газов через каналы меньшего диаметра. Сведение к минимуму количества ограничений — главная цель при разработке этого типа глушителя.

Используя уникальную систему, которую они называют Reflective Sound Cancellation (RSC), Брент Новард из Corsa признает, что избавление от ограничений является ключом к созданию успешного глушителя реактивного типа.«С нашей технологией RSC мы ориентируемся на очень конкретные частоты и нацелены на наши конструкции глушителей, чтобы отрегулировать эти частоты, не препятствуя воздушному потоку».

Есть несколько компаний, которые производят хорошо спроектированные глушители реактивного типа, снижающие шум без создания избыточного противодавления. У Flowmaster, Corsa и Hooker Headers есть линейки продуктов с очень хорошо разработанными глушителями реактивного типа.

Стратегии шумоподавления реактивного глушителя

Бывший гонщик Indy Car и пилот Зала славы карликовых автогонок Билли Боат объясняет стратегию, лежащую в основе концепций шумоподавления своей компании.«Мы учитываем две основные концепции шумоподавления при разработке глушителей для выхлопных систем B&B», — говорит Боут. «Реактивная и абсорбционная. В зависимости от того, какую концепцию вы используете в конструкции глушителя, она будет иметь большое влияние на тон, который будет иметь глушитель ».

Flowmaster использует дельта-пластины, чтобы разделить поток и вернуть его вместе, чтобы устранить некоторые частоты шума.

Многие реактивные глушители имеют камеры и пластины, которые деформируют звуковые волны, исходящие из двигателя.Эти методы требуют, чтобы звуковые волны отражались и реагировали на другую пульсовую волну. Flowmaster использует другой подход. По словам Таубера, «глушители Flowmaster улавливают звуковую волну и разделяют ее. Когда звуковая волна возвращается вместе, одинаковые частоты нейтрализуют друг друга. Глушители также удаляют выхлопные газы, создавая зону низкого давления за треугольными пластинами ». По сути, Flowmaster управляет звуком, используя камеры и поток выхлопных газов.

Чем больше ограничений в глушителе, тем меньше звуковые волны и тем меньше расходуется мощность двигателя.Существует прямая зависимость между количеством шума выхлопа и потерянной мощностью. По сути, чем громче звук выхлопа, тем больше мощности сохраняется и может быть использовано.

Сочетание нескольких реактивных технологий создает точный фирменный тон глушителей Flowmaster.

В зависимости от уровня звука, желаемого энтузиастами, «количество дельта-пластин и использование камеры Гельмгольца могут изменить звук выхлопа на любой, от агрессивного до чего-то чуть выше стандартного», — пояснил Таубер.

Технология

Corsa Reflective Sound Cancelation (RSC) направлена ​​на избавление от низкочастотных звуковых волн, направляя их в специально разработанные каналы и обращая поток, заставляя звуковые волны подавлять себя и устраняя нежелательные частоты. «Обычно мы стараемся использовать трубки, эквивалентные стандартным трубкам или больше их, чтобы увеличить поток», — добавил Новард.

Плюсы

  • Отличное подавление звука
  • Хорошая текучесть в хорошо спроектированных системах

Минусы (по мнению некоторых экспертов):

  • Высокое ограничение
  • Отсутствие способности убирать

Примеры глушителей реактивного типа:

Corsa Performance Выхлоп

  • RSC Глушители (светоотражающее шумоподавление)

Flowmaster Inc.

  • Super 10/40/44/50 серии
  • Flowmaster серии 40/50/60/70/80

Заголовки для проституток

  • Аэрокамера
  • Hooker Headers Турбо

О абсорбционных глушителях

Абсорбционные глушители сконструированы таким образом, что звук, входящий в глушитель, взаимодействует с упаковочным материалом и преобразуется в тепло за счет трения. Эффективность этого глушителя зависит от его поглощения упаковочным материалом.

Глушители абсорбционного типа

получили серьезное признание в конце 50-х годов хот-роддеров и продолжают процветать среди энтузиастов, которым нужен очень агрессивный высококачественный звук. Эти глушители сквозной конструкции издают дразнящий звук и пользуются спросом у многих энтузиастов.

Энтузиастам, которым нужен шумопоглощающий глушитель, следует обратить внимание на то, чтобы выбрать глушитель от известного производителя, такого как те, которые мы перечислили здесь. «Некоторые глушители могут сгореть, потому что набивочный материал контактирует с перфорированными трубами и горячими выхлопными газами», — сказал Бенти.Если упаковочный материал выгорел или вылетел из глушителя, его способность контролировать шум снижается.

Глушители абсорбционного типа обычно представляют собой прямоточный сердечник, обернутый упаковочным материалом для звукопоглощения.

«Технология абсорбционных глушителей используется с 1950-х годов», — пояснил Таубер. «Проблема с этой технологией заключается в том, что, хотя глушитель смотрит прямо насквозь, турбулентность, вызванная звуковыми и выхлопными импульсами, пытается проникнуть в упаковочный материал, вызывая противодавление.”

«Самое тихое время в жизни поглощающего глушителя — это когда вы его покупаете», — говорит Нейт Шелтон из Flowmaster. Шелтон имеет более чем 40-летний опыт работы с производительной выхлопной системой с момента основания компании Hooker Headers в 1972 году.

Как Бенти объяснил выше, набивочный материал сгорает или вылетает из глушителя. Конденсат может проникнуть в упаковочный материал, что ухудшит способность глушителя действовать как глушитель. Если вы не планируете чаще менять глушители или носить наушники с шумоподавлением во время вождения, проходные глушители могут не обеспечивать желаемый контролируемый уровень звука.

Звуковые волны движутся наружу через упаковочный материал, выходящий из глушителя. Многим энтузиастам нравится звук, создаваемый глушителем этого стиля.

Новард объяснил, что перфорированные трубки абсорбционного глушителя — это большое различие между конструкцией глушителя реактивного типа и конструкцией глушителя абсорбционного типа. «Мы не используем пористые трубки в качестве основного средства звукопоглощения, поскольку этот тип методологии обычно используется с глушителем сальника в качестве основного средства звукоизоляции.Эти методы могут фактически препятствовать потоку ».

Плюсов:

  • Агрессивный звук
  • Хороший расход

Минусы (по мнению некоторых экспертов):

  • Плохо спроектированные системы препятствуют потоку выхлопных газов
  • Немногое для подавления нежелательного шума

Примеры глушителей абсорбционного типа:

Заголовки для проституток

  • Боковое крепление
  • Максимальный расход
  • Универсальная элита и явка

Комбинированный (ограничительный и абсорбционный)

«Если вы сосредоточитесь исключительно на шумоподавлении или отражении, вы получите настоящий« металлический »звук и не совсем желательный тон.Если вы полагаетесь исключительно на поглощение, вы не отменяете частоты в нужных областях и получаете дрон », — говорит Билли Боут из B&B Exhaust. «Итак, то, что мы узнали за последние 20 лет разработки глушителей путем проб, ошибок и практического применения, — это то, что мы нашли наилучшее сочетание того и другого».

Боат, выпускник Университета штата Аризона, в своем резюме сверху донизу отмечен служебными аттестатами. «Когда дело доходит до конструкции глушителя, мы внедрим элемент поглощения, который придаст ему более глубокий тон, и элементы отражения, которые помогут устранить дрон», — добавил Боутс.

Таубер объяснил, как работают комбинированные глушители Flowmasters, сказав: «В этих глушителях используется то, что мы называем широкополосным шумоподавлением. Звуковые волны распространяются на внешнюю сердцевину глушителя, где звуковые волны подавляются, как в одном из наших глушителей с камерами. Затем остаточные звуковые волны поглощаются внешним тепловым барьером, который также помогает рассеивать лучистое тепло. Когда импульс выхлопа попадает в глушитель, его скорость увеличивается за счет эффекта Венчура. Повышенная скорость выхлопного импульса создает зону низкого давления позади него, что создает эффект продувки.Этот тип технологии также очень хорошо работает в турбо-приложениях ».

Плюсов:

  • Отличный баланс звука и выхлопных газов
  • Отлично подходит для турбо-приложений и сумматоров мощности

Минусы (по мнению некоторых экспертов):

  • Упаковочный материал может портиться или удерживать влагу

Примеры глушителей абсорбционного типа:

Flowmaster Inc.

  • Супер HP-2
  • Pro серии
  • DBX серии

Глушители выхлопной системы B&B Performance

Хотя прямоточные глушители могут выглядеть так, как будто газы и шум проходят прямо через глушитель, на самом деле внутри там много всего происходит.

Внутри глушителя

Глушители заглушают звуковые волны, преобразуя энергию звуковой волны в тепло, пропуская выхлопной газ и сопровождающую его волновую структуру через перфорированные трубы и камеры настройки. Прохождение через отверстия и отражатели внутри камеры заставляет звуковые волны рассеивать свою энергию. Производители глушителей используют несколько различных методов проектирования для выполнения своей задачи.

Критерии для разработки нового глушителя сводятся к требуемой степени снижения шума, ограничениям по форме в зависимости от автомобиля, перепаду давления в глушителе и экономическим соображениям рынка.

По словам Новарда, «все глушители имеют ограничивающие атрибуты, зависящие от области применения транспортного средства. Мы предварительно определяем уровень звука, для которого мы проектируем, и сравниваем его со стандартным уровнем шума выхлопных газов как внутри, так и снаружи ».

Boat объясняет процесс проектирования, используемый в B&B Exhaust: «Мы не берем обычный глушитель размером 9 x 5 дюймов и стараемся приспособить его для любых приложений. Мы берем каждое приложение и определяем, какая конфигурация глушителя будет наилучшей внутри, и каковы наши новейшие технологии для разработки системы.”

«Обычно инженеры начинают с определения целевого размера на основе транспортного средства, а затем переходят к целевой частоте и объему», — сказал Бенти. «Форма во многом определяется доступным пространством в автомобиле и допустимым зазором. Мы проектируем наши выхлопные системы таким образом, чтобы иметь или близкий к стандартному дорожный просвет », — добавил Новард.

«Посмотрим, что сделала фабрика. Много лет назад то, что завод поставляло на вторичный рынок, можно было получить очень хорошо.Завод значительно улучшился за последние 10 лет, но есть еще много возможностей для улучшения. Мы смотрим на то, что они сделали, и выясняем, что можно улучшить », — заявляет Боут. «Вы должны смотреть на каждое приложение и видеть, где можно сделать улучшения. Иногда это размер, а иногда поток глушителя или то, как выхлоп проходит через глушитель. Мы рассматриваем улучшения в каждом конкретном случае ».

B&B Performance Exhaust использует множество технологий при проектировании выхлопных газов.Одна из этих технологий — это бимодальная выхлопная система, то есть она имеет два прохода, через которые выхлоп может проходить через глушитель. Каждый из глушителей имеет два выхода, с одной стороны, имеющей дроссельный клапан, который позволяет перекрывать поток выхлопных газов, регулируя, с какой стороны глушителя идет выхлоп.

Каждый производитель сказал нам, что каждое приложение индивидуально. Не существует универсального глушителя, подходящего для всех случаев. Основываясь на концепции повышения производительности, производитель рассматривает заводской размер трубы глушителя и объем глушителя.Затем они изучают свойства отражения и примечания к отмене, чтобы выяснить, где можно сделать улучшения и какие нежелательные звуки нужно подавить.

Новард объяснил, как процесс проектирования Corsa работает со своими инженерами. «Наша запатентованная технология RSC разработана по-разному в зависимости от целевого уровня звука. Мы меняем звук выхлопа, изменяя конструкцию нашей технологии RSC внутри глушителя, удаляя частоты или позволяя слышать дополнительные частоты.«Для Corsa нацеленность на звук является первоочередной задачей при проектировании внутренних частей каждого глушителя.

В глушителях максимального потока

Hooker Header используются две перфорированные трубы, ответвляющиеся от одной входной трубы к двойному выходу.

Стадия проектирования

Как и большинство производителей высокопроизводительных глушителей, Новард объясняет программное обеспечение, используемое при проектировании глушителей. «Мы вложили средства в разработку запатентованного программного обеспечения, которое помогает нам в настройке конструкции глушителя на основе набора входных данных.Эта программа подводит нас к отправной точке, а затем мы совершенствуем ее методом проб и ошибок и при необходимости изменяем внутреннюю конфигурацию RSC и атрибуты глушителя. В акустическом отношении мы используем наше собственное программное обеспечение, чтобы помочь нам достичь тех акустических уровней, которых мы пытаемся достичь ».

Новард продолжил: «Благодаря нашей технологии RSC, наши системы имеют прямопроточную конструкцию, которая обеспечивает чрезвычайно низкое противодавление, что позволяет выхлопу течь очень свободно, повышая производительность.Каждый глушитель разработан и настроен специально для автомобиля, он предназначен для учета всего: от объема кабины до длины выхлопной трубы и желаемого уровня внешнего объема ».

Невозможно определить, что происходит внутри глушителя, просто взглянув снаружи. Внутри работают камеры, трубки, пластины и всевозможные устройства.

Итог

Билли Боат резюмировал процесс проектирования глушителя, сказав: «Конструкция глушителя довольно сложна.Со стороны видно, что трубка, обернутая вокруг другой трубки с какой-то набивкой, уже не в нынешней технологии. В современных глушителях происходит множество вещей, которые помогают добиться того звука и характеристик, которые мы ищем ».

В 1950-х годах передовая технология заключалась в том, чтобы взять 3-дюймовый сердечник, поместить вокруг него 4-дюймовую гильзу и назвать это глушителем. По сегодняшним стандартам это не так уж и много, потому что мы лучше понимаем площадь, необходимую для поглощения.Оберните ту же самую сердцевину в 8-дюймовую гильзу, и у вас может получиться довольно эффективный глушитель.

Бенти сообщает нам, что новая конструкция глушителя «пройдет множество различных итераций и подвергнется множеству разных вещей при прототипировании, прежде чем она когда-либо будет протестирована для производства». К тому времени, как глушитель попадет на полки в вашем местном магазине запчастей, новые глушители будут тщательно проверены на предмет их конкретного применения и использования. Что касается дизайна глушителя — мы прошли долгий путь, детка.

Конструкция глушителя — Выхлопные трубы

Правила зонирования редко бывают в пользу гонщика.По мере того, как пригородные зоны занимают место, эти районы вплотную сталкиваются с границами давно установленных гоночных объектов. Тот факт, что гонщики были там первыми, мало что значит, когда принимаются новые, более строгие постановления о зонировании. Единственный вариант для операторов и гонщиков во многих случаях — это отключить или выключить.

К счастью, пока постановление разумно, это не так уж и сложно. Наиболее распространенный согласованный максимальный уровень шума составляет от 95 до 100 децибел на расстоянии 100 футов.Для гоночного автомобиля V-8 это несложно превзойти при полностью открытой дроссельной заслонке, но с установленным надлежащим глушителем вы можете выйти за эти пределы, не убивая при этом свою мощность. Главное — свести к минимуму противодавление, которое может повредить эффективному потоку воздуха и топлива в камеры сгорания.

Просмотреть все 5 фотографий

Противодавление создается, когда глушитель (или что-либо еще) препятствует выходу сгоревшего воздуха / топливных газов из выхлопной трубы. Однако в этой истории мы рассмотрим только роль глушителя.Ограничительный глушитель создает более высокое давление в выхлопных трубах от входа в глушитель до выпускного клапана. Безнаддувный двигатель перемещает воздух и топливо через систему, используя тенденцию атмосферы течь из областей с высоким давлением к низким, поэтому это увеличение давления в выхлопном тракте снижает количество сгоревших газов, которые могут вытекать из камеры сгорания. в выхлопную трубу. Вы можете видеть, к чему это ведет — камера сгорания, которая не полностью откачана, означает, что остается меньше места для входящего воздушного / топливного заряда, и поскольку уже сгоревшие побочные продукты сгорания не имеют тенденции сгорать во второй раз, общая производительность двигателя снижена.

Для многих из нас использование выхлопной системы без глушителя больше не вариант, но это не значит, что вы должны жить с тоннами противодавления, забивающими ваш двигатель. Современные конструкции глушителей, специально предназначенные для гонок, позволяют добиться хороших результатов, когда дело доходит до снижения уровня шума без ущерба для уровня мощности. Ключевым моментом является то, что большая часть шума двигателя создается не «взрывом», вызванным сгоранием топлива в камере сгорания, а волной давления, создаваемой, когда выпускной клапан впервые открывается и выхлопные газы высокого давления выходят наружу. сверхзвуковые скорости.Вот почему гоночный двигатель с высокой степенью сжатия звучит громче, чем уличный двигатель без глушителя. Если энергию в этих волнах можно уменьшить до того, как они достигнут открытой атмосферы — либо разрушив их, либо разделив на более мелкие волны, — качество звука можно изменить или даже снизить.

Просмотреть все 5 фото

В настоящее время конструкции глушителей можно разделить на две категории, в зависимости от того, как они гасят волны давления, создающие звук. Самая распространенная конструкция — это, вероятно, глушитель с перегородкой.Для этого используется ряд труб или перегородок, которые заставляют выхлопные газы извилистым путем проходить через кожух глушителя перед выходом. Эти повороты заставляют волны давления изгибаться и отражаться друг от друга, что рассеивает энергию каждой волны.

Вторая конструкция обычно называется прямой трубой, что означает отсутствие препятствий на пути потока. Глушитель с прямыми трубами снижает шум за счет использования перфорированной трубы, а в некоторых случаях и уплотнительного материала вокруг нее, чтобы поглощать и разрушать волны давления, проходящие через глушитель.Эта концепция похожа на добавление ковра и тяжелых занавесок в комнату, чтобы сделать ее более «тихой».

Обе конструкции эффективны, если глушитель правильно построен и соответствует потребностям двигателя, и ни одна из них не имеет явного преимущества перед другой. Если вам не требуется использовать специальный глушитель, у нескольких компаний есть хорошие варианты глушителя, которые наилучшим образом соответствуют вашим потребностям.

Borla Performance Industries В гоночных кругах Borla известна своей конструкцией с прямыми трубами, которые популярны в гонках Dirt Late Model, где для двигателей большого дюйма требуется большой поток.Borla также подчеркивает, что поддерживать скорость выхлопного газа так же важно, как и поддерживать поток, потому что именно скорость выхлопного импульса помогает создать эффект продувки в камере сгорания. По этой причине глушители предназначены для обеспечения максимальных характеристик потока при использовании трубок меньшего диаметра. Borla предлагает множество вариантов любого размера и длины, которые только можно вообразить. Просто позвоните в технический отдел Borla, чтобы определить, что лучше всего подойдет для вашего движка.

Flowmaster В глушителях Flowmaster используется конструкция с перегородками для подавления звуковых волн давления до того, как они покинут вашу выхлопную систему.Подобно воде, несущейся мимо камня в потоке, перегородки создают участки с низким давлением в подветренной части выхлопного потока, которые заглушают звук. Линия гоночных глушителей Flowmaster разработана для максимального увеличения эффекта очистки при минимальном размере упаковки глушителя, чтобы его можно было легко разместить в лучшем месте под вашим гоночным автомобилем.

Просмотреть все 5 фотографий

Заголовки Schoenfeld Известная своими заголовками на протяжении многих лет, Schoenfeld также производит линейку глушителей специально для гонщиков.Изготовленные из низкоуглеродистой стали и недорогие, глушители Schoenfeld используют прямую трубу без упаковочного материала, что обеспечивает минимальный вес, размер и стоимость. Если вы участвуете в гонках IMCA, SUPR, All-Stars, WoO или любых других санкциях, Schoenfeld производит глушители специально для вашей книги правил. Кроме того, если ваша книга правил требует только глушителя без указания пределов шума, Schoenfeld производит легкую вставку глушителя, которая подходит к коллектору вашей жатки и наносит ограниченный ущерб вашей мощности и вашей чековой книжке.

Spin Tech Spin Tech использует уникальную конструкцию с перегородками для «вращения» выхлопных газов в несколько высокоскоростных вихрей, которые, как говорят, «улавливают» звуковые волны. Это достигается с помощью нескольких труб специальной конструкции, приваренных к глушителю. Spin Tech утверждает, что эффект заключается в том, чтобы превратить звук в тепло и излучать его через кожух глушителя. Также говорят, что вихри создают внутри корпуса системы низкого давления, которые улучшают продувку камеры сгорания.

Настройка двигателя для глушителей Очевидно, что все ситуации индивидуальны, но вот несколько рекомендаций по настройке двигателя при установке глушителей в выхлопную систему.

Просмотреть все 5 фотографий

Хотя это выгодно в любой ситуации, убедитесь, что вы проложили переходную трубу между выхлопными трубами перед глушителями. Это помогает выровнять давление между рядами цилиндров, что может помочь с гашением импульсов и снизить уровень шума даже без глушителя. Конечно, переходная труба увеличивает продувку и снижает мощность, так что вам в любом случае стоит ее использовать.Подходят как X-, так и H-образные трубы.

Вот вам очевидный вопрос: не заглушайте слишком много звука. Если в вашем своде правил указаны конкретные пределы децибел на определенном расстоянии, найдите глушитель, который соответствует этому требованию с вашим двигателем, не переступая порог. Не заставляйте себя работать больше, чем нужно.

Если вы вынуждены использовать специальный глушитель, увеличивающий противодавление, следите за температурами охлаждающей жидкости и масла. Противодавление не только уменьшает поток выхлопных газов из камер сгорания, но также заставляет двигатель сохранять больше тепла.

Противодавление снижает топливную экономичность двигателя. Кроме того, может потребоваться дополнительная продувка карбюратора, чтобы восстановить потерянную производительность.

Если у вас есть глушитель, который увеличивает противодавление, вам может потребоваться заменить кулачок, чтобы восстановить часть потерянной мощности. Обычно требуется укоротить перекрытие клапана.

Не заканчивайте выхлопной контур на глушителе. В большинстве случаев длина выхлопной трубы после глушителя увеличивает мощность и шумопоглощение.

Наконец, если вы используете Street Stock в другом классе малой мощности, ограниченный поток выхлопных газов вашего двигателя означает, что вам, вероятно, не понадобится полноценный гоночный глушитель. Если проблема в деньгах, гоночный глушитель может не иметь преимуществ перед уличным глушителем. Попробуйте и убедитесь сами или спросите своего производителя двигателей.

Введение в современные методы проектирования глушителей


Большинство глушителей в автомобильной промышленности конструируется с использованием методов «проб и ошибок», основанных на опыте прошлых лет и / или полномасштабных полномасштабных испытаний двигателей для проверки.Новое компьютерное программное обеспечение, предназначенное для проектирования глушителя, может сократить цикл проектирования и дать более эффективные результаты.

Этот четырехчасовой семинар представляет собой введение в поведение глушителей и глушителей, включая описание двухходового подхода к конструкции глушителя. Этот семинар посвящен акустическому моделированию систем глушителя и глушителя и использованию экспериментальных методов для измерения характеристик глушителя. После обзора основных концепций и определений глушителя этот семинар будет сосредоточен на достижении проектных целей, таких как вносимые потери с указанным требованием противодавления.На этом семинаре будет показано, как современное программное обеспечение, такое как SIDLAB, можно использовать для моделирования как акустики, так и потока при достижении проектной цели, а также роль, которую одномерное моделирование двигателя может сыграть в предоставлении важных исходных данных. Последняя тема будет охватывать оптимизацию конструкции глушителя для достижения указанной цели проектирования с указанным ограничением пространства. Основное внимание уделяется системам впуска и выпуска двигателей внутреннего сгорания, но большая часть информации также применима к любой системе трубопроводов или воздуховодов.

Цели обучения

Посетив этот семинар, вы сможете:

  • Объясните основные принципы работы глушителей и глушителей.
  • Изучите концепции конструкции глушителя и глушителя с помощью современного программного обеспечения
  • Понимать экспериментальные методы измерения характеристик глушителя и глушителя
Кому следует прийти

Этот курс предназначен для инженеров и технических менеджеров, желающих понять принципы конструкции глушителя и познакомиться с использованием программного обеспечения для проектирования глушителя и глушителя.Кроме того, другой персонал из компаний, которые проектируют, покупают или производят глушители или глушители, также извлекут пользу из информации, представленной на этом семинаре.

Предварительные требования

Предполагается знание основ акустики. Диплом инженера по математике желателен, но не обязателен.

Вы должны пройти все контактные часы курса и успешно сдать обучающий экзамен, чтобы получить CEU.

Performance Конструкция и теория выхлопной системы

Высокопроизводительная выхлопная система является отличительным элементом любого транспортного средства внутреннего сгорания. Определение акустического профиля и влияние на диапазон мощности — конструкция выхлопа — более динамичная наука, чем соединение нескольких труб и установка глушителей. Выхлопная система автомобиля — одна из наиболее часто изменяемых областей, когда редуктор управляет их поездкой.

Мы все ищем тот правильный звук, который заявляет о себе, как песня борьбы для нашей предпочитаемой автомобильной демографии, а тем, кто стремится к максимальной производительности, требуется настроенная длина и форма для достижения желаемой мощности.

Существует множество неправильных представлений о том, как настраиваются выхлопные системы и что на самом деле означают такие термины, как противодавление и продувка, для производительности. Надеюсь, с этим справочником вы будете лучше оснащены, чтобы понять, что нужно вашей конкретной выхлопной системе и как добраться до этой цели.

Давайте разберемся

Выхлопная система стоит больше, чем сумма ее частей, и каждый компонент должен быть адаптирован для работы со следующей деталью, находящейся ниже по потоку, и так далее. Начиная с головки блока цилиндров — мы обычно не думаем о фактическом выпускном отверстии в головке как о части выхлопной системы — но, тем не менее, именно здесь все начинается. Небольшое представление о конструкции впускных отверстий ГБЦ и выпускных направляющих поможет визуализировать, что происходит после того, как сгоревшие газы покидают двигатель.

Бегуны

предназначены для обеспечения неограниченного потока при одновременной поддержке высоких скоростей. Это причина, по которой перенос должен выполняться с осторожностью, чтобы не нарушить динамику инженерной гидродинамики головки. Когда выпускной клапан открывается, расширяющиеся горячие газы устремляются из выпускного отверстия за счет хода поршня вверх. В OEM-приложениях это обычно означает сбрасывание группы цилиндров в выпускной коллектор.

Коллекторы

OEM не оптимизированы для потока.

Выпускные коллекторы обычно являются первой линией разочарования, когда дело доходит до направления выпуска.Поскольку литая конструкция была разработана для упрощения производства, они обычно тяжелые и не обеспечивают желательного смешивания импульсов выхлопа. Хотя некоторые производители улучшили коллекторы разной длины, от них часто отказываются в пользу решений для вторичного рынка.

Самым распространенным из них является «коллектор» — термин «коллекторы» на самом деле относится к первым трубчатым выпускным коллекторам, которые позволяют отводить выхлопные газы из двигателя. Эти трубы известны в выхлопной промышленности как первичные, потому что за ними обычно следуют последующие трубы различного размера.

Типовой ряд длинных трубок с коллекторами, сформированными из четырех в один.

Первичные элементы имеют разную длину и разную конфигурацию для достижения различных желаемых эффектов, что в конечном итоге приводит к вторичным трубам, которые представляют собой трубы с увеличенным внутренним диаметром, так что они образуют скользящее соединение по внешнему диаметру первичного элемента. В ступенчатых коллекторах могут использоваться трубки разных размеров — до четырех или пяти между первичной частью и коллектором. Теория этой конструкции заключается в создании прогрессивной скорости выхлопа для оптимизации продувки вблизи цилиндра, предотвращая при этом ограничение на выходе.После того, как отдельные отрезки трубок проходят свой путь через моторный отсек, они часто соединяются вместе — это сборное соединение, известное как коллектор.

После коллекторов используется идеально прямая трубка для обеспечения некоторой стабилизации вновь смешанных вихревых газов перед тем, как они попадут в глушитель. Гамбит типов глушителей, теорий и итераций — это столько же, сколько и возвращение домой после неудачного теста на шумовое загрязнение на треке. Мы рассмотрим основные конкурирующие разработки и рассмотрим достоинства и недостатки каждого.

Размер имеет значение

Одна из первых проблем при создании или покупке высокопроизводительного выхлопа — это размер. Длина и диаметр трубки напрямую влияют на то, как конечная система влияет на двигатель и выхлоп, так как во всех гоночных приложениях форма должна следовать за функцией — и быть информированной от нее. Мы проконсультировались с Винсом Романом из Burns Stainless, властями по вопросам компонентов выхлопной системы для высокотехнологичных приложений. Они дали нам некоторое представление о том, как размер и дизайн выхлопных газов могут повлиять на производительность.

Настройка выхлопной системы для конкретного применения — это индивидуальная задача. Рабочий объем, размер выпускного клапана, система впуска, профиль кулачка, конструкция выпускного отверстия и диапазон оборотов — все это факторы, влияющие на принятие решения о том, какую форму должна принимать выпускная система. Общие практические правила легко усвоить, но при их правильном применении все становится непросто.

Трубка меньшего диаметра будет способствовать высокой скорости и высокой продувке, что приводит к хорошему отклику на дроссельную заслонку и мощности от низких до средних.По мере увеличения диаметра трубы скорость может упасть в зависимости от конфигурации двигателя, но поток при работе на высоких оборотах улучшится, что означает высокое значение пиковой мощности. Площадь поперечного сечения трубки играет важную роль в продувке.

«Когда у вас есть выхлопной коллектор, у которого нет коллектора, эта волна продувки ударяется о конец трубы и возвращается обратно, и возникает важное соотношение. Чем больше соотношение площадей, тем сильнее вакуумная волна. Когда у вас одна труба, соотношение площадей на конце трубы бесконечно, потому что вы открываете ее в атмосферу », — проиллюстрировал Роман.

Онлайн-калькуляторы для настройки выхлопа могут предложить приблизительный размер, но могут не учитывать конкретное приложение. Любезно предоставлено Speed-Wiz.

«Когда вы запускаете ту же трубку в коллектор, отношение площадей становится конечным числом, и мы уменьшаем силу этой волны. Это звучит нелогично, но на настроенной длине эта волна будет достаточно сильной, но когда вы выходите из диапазона оборотов, мы ослабляем эту волну так, чтобы это не повлияло на производительность », — продолжил он.

Длина первичных трубок может иметь такое же значение, как и диаметр трубок.Подумайте о тромбоне и о том, как изменяется высота ноты при выдвижении или приближении слайда. Более длинная основная трубка будет иметь характеристики, аналогичные характеристикам малого диаметра, а короткая трубка будет похожа на трубку большого диаметра. .

«Когда выпускной клапан открывается, возникает волна давления, которая начинает двигаться вниз по трубе, когда она достигает конца трубы, она обращается вспять как волна вакуума, возвращается и ударяет по цилиндру. Вы хотите, чтобы эта волна ударила точно по закрытию выпускного отверстия, что нам помогает, так это вымывать остатки из цилиндра, и впускной канал начинает заполняться », — объяснил Роман.

Обычно размер первой части первичной обмотки должен быть настолько близок к диаметру выпускного клапана, насколько это возможно. Таким образом, не происходит резкого падения скорости из-за увеличения объема от отверстия головки к выхлопной трубе — после длины, по крайней мере, одного фута, обычно начинают увеличивать диаметр. В случае применения с несколькими клапанами необходимо создать золотую середину, чтобы приспособиться к потоку.

Сначала немного теории: противодавление и продувка

Колебания давления от положительного до отрицательного легко заметны на протяжении всего цикла двигателя.График любезно предоставлен Grumpyvette.

Термин «обратное давление» — это, несомненно, наиболее часто употребляемая фраза, чтобы проиллюстрировать важность уборки мусора. Очистка — это эффект, создаваемый использованием инерционной энергии импульса высокоскоростного выхлопного газа. Принцип Бернулли был первым, кто идентифицировал это явление, и его применили ко всему — от мячей для гольфа до самолетов.

Высокоскоростной импульс выхлопных газов уносит с собой энергию; по мере того как импульс движется в пространстве, он вытесняет за собой следующий объем.Это создает зону низкого давления, подобную слабому вакууму. Представьте себе, когда вы катитесь по автостраде, гигантский полуприцеп проезжает мимо вас гораздо быстрее — когда грузовик приближается сзади, вас выталкивает за пределы полосы движения носовая волна сжатого воздуха, которую создает грузовик, и грузовик, наконец, проезжает обратный эффект — ваш автомобиль втягивается в зону низкого давления, тянущуюся за буровой. Тот же принцип используется в драфте во многих видах автоспорта.

Струя воздушно-топливной смеси устремляется в цилиндр, как только впускной клапан начинает открываться, в то время как выхлопные газы все еще выходят наружу. Фото любезно предоставлено Muscle Car DIY.

Эффект продувки достигается за счет использования выхлопной системы и коллектора подходящего размера. При правильном выполнении в освободившемся цилиндре остается зона низкого давления, готовая к поступающему всасываемому заряду. Когда впускной клапан открывается, воздушно-топливная смесь может втиснуться, даже до того, как поршень начнет двигаться к нижней мертвой точке (НМТ) — это создает очень мягкий эффект принудительной индукции и, в конечном итоге, увеличивает мощность и крутящий момент.

Для создания наиболее агрессивного эффекта продувки требуется тонкий баланс, который в значительной степени обусловлен разделением кулачков распределительного вала (обычно более узкий означает больше, потому что увеличенное перекрытие клапанов оставляет выпускной клапан слегка открытым, создавая этот вакуум, в то время как впускной клапан одновременно открыт), и выпуск калибровка.

Цель состоит в том, чтобы генерировать максимально возможные скорости выхлопных газов при сохранении максимально возможного потока — эти два приоритета противоположны друг другу, когда дело доходит до размера труб, поэтому поиск точки соприкосновения — это вопрос изучения приоритетов.

Карта кулачка показывает нам, где происходит перекрытие клапанов, и это помогает продувке. График любезно предоставлен Grumpyvette.

Противодавление — это термин, который вводит многих в заблуждение, заставляя думать, что это полезная характеристика, что их двигатель каким-то образом нуждается в противодавлении для правильной работы. Недоразумение вступает в игру, поскольку мы стремимся увеличить скорость выхлопных газов за счет ограничения диаметра трубок — ограничение, т.е. противодавление может быть побочным продуктом или симптомом, но не является целью. Ограниченная выхлопная система — не что иное, как препятствие.В конце концов, двигатель — это всего лишь воздушный насос, чем больше воздуха и топлива мы сможем протолкнуть через него, тем больше мощности он будет производить.

Типы и характеристики коллекторов

Коллекторы

представляют собой смесительные камеры выхлопной системы, эта общая камера статического давления позволяет изготовителю двигателя извлечь выгоду из деликатного выбора распределительного вала, тактичного переноса головки и других параметров, предусмотренных для сборки. Коллекционеры проявляют себя во множестве вариаций и технологий изготовления. Два основных типа образуются и сливаются.

Формованные коллекторы проще и дешевле производить.

Формованные коллекторы чаще встречаются в системах с ограниченным бюджетом и состоят из куска гидроформованного листового металла, предназначенного для размещения концевых концов первичных элементов. Коллекторы слияния изготавливаются из колен труб, фрезерованных под двумя углами для создания шва, по которому они могут быть соединены в две, три, четыре, пять, шесть или восемь разновидностей трубок.

Идея коллектора состоит в том, чтобы позволить одному цилиндру использовать скорость выхлопных газов соседнего цилиндра.В отличие от зум-моделей, где каждая выхлопная труба независима, собранный выхлоп имеет явные преимущества и различия в звуке. В правильно спроектированной выхлопной системе первичные трубы синхронизируются в коллекторе, чтобы ориентировать порядок зажигания по круговой схеме. Последовательность импульсов создает эффект завихрения, который дополнительно улучшает очистку.

Коллекторы слияния трудоемки в изготовлении.

Наиболее распространенные схемы расположения коллекторов обычно обозначаются как четыре в один и три-Y.Эти компоновки, которые чаще всего используются в четырех- и восьмицилиндровых двигателях, обладают совершенно разными характеристиками. Вы можете услышать, как мощность двигателя описывается как пиковая, экспоненциальная или линейная и плоская — на эти характеристики влияет выбор коллектора. Чтобы визуализировать разницу, запомните концепцию вакуумного сигнала.

«Угол слияния коллекторов — это нечто особенное, наш стандартный коллектор составляет 15 градусов — мы обнаружили в ходе наших исследований и испытаний, что любой угол слияния от 7 до 15 градусов дает примерно такую ​​же производительность.Менее семи градусов, коллекторы становятся слишком длинными, вы получаете потери сопротивления, круче 15 градусов, и вы начинаете слишком сильно поворачивать поток », — заключил Роман.

Выхлопные первичные обмотки расположены в последовательном порядке включения вокруг коллектора, так что один импульс усиливается предыдущим и так далее. Эта подача мощности может быть сродни двухтактному, когда двигатель нужно держать «на трубе» или в узком диапазоне мощности для эффективного управления.

Заголовки Tri-Y на драгстере.

В схеме тройного коллектора используются три простых коллектора типа «два в один», соединенных в пару к одному выходу. Поскольку эти коллекторы спарены, весь блок цилиндров не видит импульсные сигналы от других цилиндров одновременно — вместо этого импульсы очистки слабее, но отправляются чаще. Это обеспечивает более плоскую подачу мощности и, как правило, более низкую пиковую мощность, но более удобную подачу.

Выбор того, какое расположение коллектора лучше всего подходит для вашей комбинации двигателей, может сбить с толку и стать движущейся целью, когда дело доходит до настройки.

«Имея дело с 4-цилиндровыми двигателями V8 с плоской кривошипом, мы обнаружили, что, поскольку импульсы в коллекторе относительно далеко друг от друга, четыре в один и три примерно одинаковы, мы можем оптимизировать и то, и другое. Когда мы говорим о кривошипно-шатунных двигателях с поперечным расположением плоскости, у которых два последовательных цилиндра работают с одной стороны, мы обнаруживаем, что теоретически тройник может привести к лучшей производительности, потому что мы можем отделить эти импульсы на первом коллекторе », — вспомнил Роман.

Существует бесчисленное множество вариаций на эти темы: от 180-х колонок, ставших знаменитыми благодаря GT40, до коллекторов «шесть в один», которые генерируют воющие звуки выхлопа от грубых и неуклюжих отечественных силовых установок.

Типы глушителей

Глушители — неизбежное зло в глазах большинства фанатов скорости, но они не должны мешать работе. Глушители OEM-типа обычно снижают шум, заставляя выхлопные газы перемещаться по лабиринту камер, перфорированных труб и крутых поворотов, полагаясь в основном на замедление выхлопных газов для достижения своей цели.

Рынок запасных частей для глушителей стал бурным из-за последнего поколения энтузиастов, которые, как никто из предыдущих потребителей, требуют выбора и выбора.Самый простой способ классифицировать конструкции глушителей — это использовать метод подавления звука. Наиболее часто встречающиеся школы мысли — это глушители с уплотнением, глушители с камерами, технология отражающего звука и настраиваемый диск.

Во времена расцвета хот-роддинга был только один вариант между стоковым выхлопом и широко открытым — стеклопакет. Глушители с набивкой, как правило, имеют прямую конструкцию — внутренняя перфорированная или решетчатая трубка обернута синтетическим материалом, например, матовым стекловолокном, а затем заключена в наружную банку.Эти глушители полагаются на изоляционные качества набивки, чтобы уменьшить шум, но, как известно, со временем ухудшаются.

Камерные глушители редко бывают прямыми и обычно направляют выхлопные газы вокруг перегородок или пластин, приваренных изнутри к глушителю. Звук классических маслкаров 70-х годов характеризуется наличием глушителя с камерами, и они доступны во множестве размеров и уровней выходной мощности.

Глушители с технологией отражающего звука — одни из новейших на рынке.Заимствуя технологию шумоподавления, как в ваших наушниках, эти глушители настроены для конкретного двигателя и противопоставляют определенную длину и амплитуду нежелательных звуковых волн. Этот эффект гашения означает, что внутренние детали глушителя создают наименьшее ограничение для потока выхлопных газов, фактически это прямая труба с несколькими отверстиями.

Последний дизайн глушителя — один из самых простых и уникальных, редко выходящий за пределы гоночных кругов. Настраиваемый глушитель дискового типа был впервые разработан одной компанией — Supertrapp.Эти системы являются модульными и используют стопку или стальные диски, сформированные так, чтобы вставлять друг в друга, но позволяют газам выходить между ними. Диски можно добавлять или вычитать из стопки, чтобы изменять уровень шума и влиять на смесь.

Чаще всего встречаются в приложениях, где требуется некоторое шумоподавление, но не установлен максимальный уровень децибел, эти искрогасители дискового типа распространены во всем внедорожном сообществе и даже среди ведущих гоночных команд, таких как Flying Lizard, как видно на их Audi R8.

Источник фото: Люк Маннел

Выводы

Из этого краткого поверхностного введения в гидродинамику и выхлопную систему можно извлечь одну вещь: все дело в уравновешивании скорости и потока. Максимизация обоих поможет вашему тщательно отобранному пакету работать с максимальной эффективностью. Соберите систему, которая соответствует вашим потребностям и подходит для вашей силовой установки. Трубки огромного диаметра могут выглядеть круто, но любой, кто разбирается в тонкостях выхлопной системы, обязательно укажет вам на выбор.

(PDF) Практический подход к проектированию, разработке и проверке прототипа глушителя

Стр. 2 из 16

Дизайн глушителей является темой большого интереса в течение многих лет, и, следовательно, было получено большое понимание

. Большинство достижений в теории акустических фильтров и глушителей выхлопных газов произошло в

за последние четыре десятилетия. Следовательно, хорошая конструкция глушителя должна обеспечивать лучшее снижение шума и обеспечивать оптимальное противодавление

для двигателя.Более того, для данной внутренней конфигурации глушители должны работать в широком диапазоне

оборотов двигателя.

Обычно, когда глушители конструируются с помощью хорошо зарекомендовавших себя численных методов, таких как метод граничных элементов или метод

конечных элементов, создание числовой модели занимает много времени, часто ограничивая пользователя возможностью попробовать различные

другие возможные варианты конструкции. Этот процесс может быть длительным и трудоемким, поскольку включает в себя большее количество итераций с

различных прототипов.

Глушители были разработаны в течение последних девяноста лет на основе электроакустических аналогий и экспериментальных

проб и ошибок. Много лет назад Стюарт использовал электроакустические аналогии при выводе основной теории и конструкции

акустических фильтров [1]. Позже Davis et al. опубликовали результаты систематического исследования глушителей [2]. Они использовали решения одномерного волнового уравнения

бегущей волны и предположение, что акустическое давление p

и объемная скорость звука v являются непрерывными при изменении площади поперечного сечения.Важным шагом вперед в анализе акустических характеристик глушителей

является применение теории двухпортовых сетей с использованием четырехполюсных параметров

. Игараси и его коллеги рассчитали передаточные характеристики глушителей, используя

эквивалентных

электрических схем [3-4]. Позже Parrot опубликовал результаты для некоторых основных элементов, таких как расширение и сокращение площади

. Сринат и доктор Мунджал дали выражение для затухания глушителей, используя подход матрицы переноса

[5].Разработанное ими выражение было основано на концепции скоростного соотношения. Позже,

доктор Муджал изменил этот подход, включив в него конвективные эффекты, связанные с потоком [6]. Янг и Крокер использовали метод конечных элементов

для прогнозирования четырехполюсных параметров, а затем потери передачи глушителей сложной формы

для случая отсутствия потока [7].

Ying-change, Long-Jyi использовал оптимизированный подход к максимальному STL и размеру глушителя при ограничениях пространства

на протяжении всего графического анализа, а также компьютерной численной оценки [8].Миддлберг,

Дж. М. и Барбер Т. Дж. представлены различные конфигурации простых глушителей с расширительной камерой, включая удлиненные впускные или выпускные трубы

и перегородки, которые были смоделированы численно с использованием CFD для определения их акустической характеристики

[9]. Однако большинство исследований основано на формулировке математического уравнения и методе проб

и ошибок.

Объем нашей работы состоит в том, чтобы разработать методологию проектирования, чтобы упростить процесс проектирования и сократить затраты времени

за счет использования акустических теорий [10, 11] и опыта, короче говоря, практического подхода для улучшения дизайна

.Также этот подход позволит прогнозировать качество конструкции на более ранней стадии проектирования глушителя, оценивать качество конструкции

, устанавливать цели для прототипа и улучшать его на всех этапах проектирования продукта, а также сокращать затраты на разработку прототипа

.

2.0 МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ — ПРАКТИЧЕСКИЙ ПОДХОД

Правильно спроектированный глушитель для любого конкретного применения должен удовлетворять часто противоречащим требованиям

одновременно минимум пяти критериям

 Акустический критерий, который определяет минимальное снижение шума, требуемое от глушитель как функция частоты

.Рабочие условия должны быть известны, потому что большие постоянные скорости потока или

большие переменные скорости (высокие уровни звукового давления) могут изменить его акустические характеристики.

 Аэродинамический критерий, определяющий максимально допустимое среднее падение давления через глушитель

при заданной температуре и массовом расходе. ( Сертифицированная организация ISO 3297: 2007)

Vol.5, выпуск 5, май 2016 г.

Авторские права на IJIRSET DOI: 10.15680 / IJIRSET.2016.0505288 8626

Дизайн, разработка и проверка глушителя

Методы

П.Чинна Рао1, Б.Мадхава Варма2000 PG3 Студент 9Гопала Рао , Кафедра машиностроения, Инженерный колледж MVGR, Визианагарам, Индия1

Доцент, Кафедра машиностроения, Инженерный колледж MVGR, Визианагарам, Индия2

Адъюнкт-профессор, Кафедра машиностроения, Инженерный колледж MVGR, Вицианагарам, Индия3

РЕЗЮМЕ: Двигатели внутреннего сгорания обычно оснащены глушителем выхлопа для подавления акустического импульса

, генерируемого процессом сгорания.Волна давления высокой интенсивности, генерируемая при сгорании в цилиндре двигателя

, распространяется по выхлопной трубе и излучается от ее окончания. Выхлопные глушители

предназначены для снижения уровня шума на определенных частотах. Новые правила и стандарты по выбросу шума

вынуждают автомобильные компании вносить некоторые улучшения в отношении снижения шума двигателя. С другой стороны, развитие

в автомобильной технологии и растущая конкуренция между производителями требуют уменьшения веса на

, возможности более высокого звукопоглощения и снижения противодавления глушителей.Легкость может быть

возможна при уменьшении толщины или объема. Однако это вызывает высокое противодавление. Традиционно разработка глушителя

представляла собой повторяющийся процесс путем проб и ошибок. Однако теории и наука, которые претерпели

развития за последние годы, дали возможность инженеру сократить количество итераций. На сегодняшнем конкурентном мировом рынке

компании важно сократить время цикла разработки продукта.В этой статье рассматривается практический подход

к проектированию, разработке и проверке глушителя, особенно реактивного глушителя для выхлопной системы, который даст преимущества

по сравнению с традиционным методом с сокращением времени цикла разработки и проверки продукта. В этом документе

также делается акцент на том, как можно использовать современные инструменты CAE для оптимизации общей конструкции системы, уравновешивая

конфликтующих требований, таких как шум и обратное давление.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: акустический импульс, глушитель, конструкция глушителя, потери при передаче, противодавление.

I. ВВЕДЕНИЕ

С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания во второй половине девятнадцатого века создаваемый им шум

был постоянным источником проблем для окружающей среды. Примечательно, что шум выхлопа с точки зрения давления примерно в

в 10 раз больше всех остальных шумов (структурный шум) вместе взятых. Таким образом, проблемы снижения шума двигателя состоят, главным образом, в

, снижающем шум выхлопных газов.

Конструкция глушителей является предметом большого интереса в течение многих лет, и поэтому было получено большое понимание

.Большинство достижений в теории акустических фильтров и глушителей выхлопных газов произошло за последние

четырех десятилетий. Следовательно, хорошая конструкция глушителя должна обеспечивать лучшее снижение шума и обеспечивать оптимальное противодавление

для двигателя. Более того, для данной внутренней конфигурации глушители должны работать в широком диапазоне оборотов двигателя.

Обычно, когда глушители проектируются с помощью хорошо зарекомендовавших себя численных методов, таких как метод граничных элементов или метод конечных

элементов, создание числовой модели занимает много времени, часто ограничивая пользователя возможностью попробовать различные другие возможные варианты конструкции

.Этот процесс может быть длительным и трудоемким, поскольку включает в себя большее количество итераций с разными прототипами.

Глушители были разработаны в течение последних девяноста лет на основе электроакустических аналогий, экспериментальных проб и ошибок

. Много лет назад Стюарт использовал электроакустические аналогии при выводе основной теории и конструкции акустических фильтров

[1]. Позже Davis et al. опубликовали результаты систематического исследования глушителей [2]. Они использовали решения одномерного волнового уравнения типа бегущей волны

и предположение, что акустическое давление p и акустический объем

скорости v являются непрерывными при изменении площади поперечного сечения.Важным шагом вперед в анализе акустических характеристик глушителей

является применение теории двухпортовых сетей с использованием четырехполюсных параметров. Игараши и

Оптимизация шума глушителя выхлопа специального автомобиля на основе улучшенного генетического алгоритма

1. Введение

Все более серьезные выбросы и шумовое загрязнение были вызваны быстрым развитием автомобильной промышленности, и во многих странах были приняты обязательные стандарты, касающиеся шума транспортных средств.В автомобиле было много источников шума, включая шумы системы охлаждения, шумы двигателя, шумы вибрации кузова, аэродинамические шумы и шумы системы привода. Согласно множеству экспериментов, на шум автомобиля в основном повлияли шумы двигателя и выхлопных газов. Однако на шум двигателя повлияло множество факторов, оптимизация которых была очень сложной. Напротив, конструкция глушителя с низким уровнем шума и снижение шума выхлопных газов были экономичным и эффективным методом.

Глушители для труб с микроперфорацией, основанные на теории звукопоглощения микроперфорированной пластины [1-3], были предложены для шумоподавления в воздуховодах.Благодаря хорошим акустическим характеристикам [4] он широко используется в различных областях [5-10]. Рабочие характеристики глушителей для перфорированных труб были изучены, и Лу был проведен расчет оптимизации на основе метода конечных элементов [11]. Принимая во внимание соединение между глушителем с перфорированной трубой и двигателями, компания Zhong исследовала метод оптимизации конструкции глушителя [12]. Посредством FEM (метода конечных элементов) Росс [13] смоделировал акустическую систему перфорированных пластин и рассчитал потери передачи простой перфорации.Его результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальным результатом по низкой частоте, но большим отклонениям в средней и высокой частоте. Джи [14] предложил многодоменный МГЭ для прогнозирования характеристик устранения шума глушителя с трехходовой перфорированной трубой, результаты численного прогнозирования которого согласовывались с экспериментальными результатами. Применяя одномерный аналитический метод и трехмерную подструктуру BEM, Джи [15] предсказал характеристики шумоподавления прямоточного трубного глушителя, указав эффективный частотный диапазон одномерной теории.Кроме того, им было исследовано влияние скорости перфорации и геометрических параметров на акустические характеристики перфорированных легких глушителей.

Однако исследуемый перфорированный глушитель был в основном нацелен на средневысокочастотный шум свыше 100 Гц, в то время как низкочастотные шумы ниже 100 Гц было трудно устранить. Чтобы устранить шумы менее 100 Гц, есть два способа. Один из способов — увеличить объем выхлопной системы, а другой — изменить внутреннюю структуру глушителя и улучшить звукопоглощающую способность на низких частотах, когда объем глушителя такой же.Из-за ограниченного пространства шасси автомобиля увеличение объема выхлопной системы практически невозможно реализовать. Поэтому внутренняя структура выхлопной системы изменена для увеличения способности глушить низкочастотный звук при неизменном объеме выхлопной системы.

2. Рев-диагностика выхлопной системы для спецавтомобиля

На примере спецтехники проведена субъективная оценка. Результаты экспериментов показали, что значительный рев был при ускорении второй передачи, а скорость вращения составляла около 1400 об / мин.Автомобиль испытывался на второй передаче и полном разгоне. Как показано на рис. 1, микрофоны были помещены в правые уши водителя и второго пилота перед автомобилем. Как было обнаружено в результате, уровни звукового давления (SPL) в правом ухе водителя имеют значительное пиковое значение при 1400 об / мин, в то время как правое ухо второго пилота — нет. Для решения этой проблемы были извлечены кривые звукового давления второго и четвертого порядка на драйвере, а затем соответствующие результаты сравнивались с общими, как показано на рис.2.

Рис. 1. Положения микрофона для проверки внутреннего шума

Рис. 2. Кривые уровня звукового давления правого уха водителя

Как видно из рис. 2, рев при 1400 об / мин вызван в основном вторым порядком. Шум второго порядка исходит в основном от глушителя двигателя [11]. Поэтому глушители необходимо изучить. Кроме того, шум в салоне также велик при примерно 5500 об / мин.Однако двигатель транспортного средства не может достичь такой высокой скорости при нормальном вождении, на что можно не обращать внимания.

2.1. Эксперименты по шуму выхлопной трубы

Для дальнейшей проверки влияния выхлопного глушителя на внутренний шум, эксперимент по внутреннему вкладу был проведен в полубезэховой камере для шума выхлопной трубы специального автомобиля. Как показано на рис. 3, автомобиль был закреплен на вращающейся ступице. В правом ухе водителя разместили микрофон, а другой микрофон был расположен на расстоянии 50 см прямо от выхлопной трубы и под углом 45 градусов к оси выхлопной трубы.

Эксперимент проводился на второй передаче и полностью открытой дроссельной заслонке для сбора данных в диапазоне от 1000 до 6000 об / мин. Сначала был проведен эксперимент с исходным состоянием, а затем безэховая коробка была снова подключена к выхлопной трубе для эксперимента, при этом положение микрофона на выхлопной трубе осталось неизменным.

Рис. 3. Полевые испытания автомобилей с вращающейся ступицей

2.2. Анализ экспериментальных данных

Затем данные, полученные экспериментально, были обработаны, результаты которой показаны на рис. 4.

Как показано на рис. 4, рев при 1400 об / мин эффективно устраняется после подключения безэховой коробки к выхлопной трубе, что указывает на то, что такая проблема в автомобиле действительно вызвана нерациональной конструкцией глушителей. Поэтому необходимо провести оптимизацию конструкции глушителя. Если только путем экспериментов, то срок проектирования глушителей будет увеличен, а также увеличена его стоимость.Поэтому в статье для оптимизации конструкции глушителя делается попытка использовать трехмерный метод конечных элементов.

3. Основные теории
3.1. Трехмерный FEM

С учетом двух сред, включая отверстия для поглощения воздуха и звука, глушитель с перфорированной трубой разделен на две области Ωa и Ωb. И граница разделена на вход, выход, жесткую стенку и перфорированную стенку, которые представлены Si, So, Sw и Sp соответственно. Во всех регионах основным уравнением трехмерного распространения звука является уравнение Гельмгольца, как показано ниже.

В области Ωa может быть получена следующая формула:

Аналогичным образом в области Ωb может быть получена следующая формула:

, где pa, pb, ka и kb — звуковое давление и волновое число воздуха и звукопоглощающей среды, соответственно.

Рис. 4. Сравнение шума до и после подключения безэховой коробки

a) Общий уровень звукового давления до и после подключения безэховой коробки

б) Состояние второго порядка до и после подключения безэховой коробки

c) Состояние четвертого порядка до и после подключения безэховой коробки

Граничные условия расчета звукового поля для глушителей следующие.

1) Внешняя поверхность глушителей представляет собой жесткую стенку, нормальная скорость которой равна 0. Следовательно, можно получить следующее уравнение:

2) Вход глушителя определяется как граничное условие скорости частицы, которое здесь установлено un = 1. Следовательно, можно получить следующее уравнение:

3) Выход глушителя настроен на полное всасывание, а именно:

4) Посредством контакта акустического импеданса перфорированных элементов, скорость вибрации un и скачок давления Δp нормальной частицы в точках Sp1 и Sp2 перфорированных участков стенки, показанных ниже:

(6)

pp1-pp2uana = ρacaξp.

ξp — акустический импеданс перфорированной стенки, pp1 и pp2 — звуковое давление с одной стороны от воздуха и звукопоглощающего материала в перфорированной стене.

Уравнение конечных элементов имеет следующий вид:

(7)

Ma00Mb-Sa00Sb + Da000papb + jkaξpCp11-Cp12-Cp21Cp22papb = Fa0,

где:

(8)

Ma = Ωa∇N∇NTdV,

(9)

Mb = ρaρb∫Ωb∇N∇NTdV,

(11)

Sb = ρaρb∫Ωbkb2NNTdV,

(13)

Cp11 = Cp12 = ∫Sp1NNTdS,

(14)

Cp21 = Cp22 = ∫Sp2NNTdS,

, где N — вектор-столбец действительной функции.

Звуковое давление в каждом узле может быть получено путем решения уравнения. (7). В результате можно вычислить потери передачи глушителя.

3.2. Потеря передачи

Потери при передаче определяются как разница между уровнями падающей звуковой мощности на входе и уровнями звуковой мощности передачи на выходе, которая может быть выражена следующим образом:

(16)

TL = 20lg10S1S21 / 2p1 + ρ0c0υ12p2,

, где p1 и υ1 — звуковое давление и скорость частиц на входе соответственно.p2 — звуковое давление на выходе. Когда заданы скорость частицы и скорость частицы υ1 на входе, можно применить метод конечных элементов для вычисления звукового давления p1 и p2 на входе и выходе. Затем потери передачи глушителя можно получить, подставив их в формулу. (16).

4. Численный расчет и экспериментальная проверка потерь передачи
4.1. Численный расчет потерь передачи

Как видно из рис. 5, глушитель представляет собой трехкамерную конструкцию и вывод впускного патрубка расположен близко.Воздушный поток выбрасывается из небольшого отверстия, проходит во вторую камеру (которая заполнена пеной глушителя) через перфорированную пластину, а затем снова попадает в первую камеру через перфорированную трубу. По конструкции выхлопной системы было получено, что этот глушитель не может снизить шум на низких частотах, а увеличение объема выхлопной системы является наиболее удобным и эффективным способом улучшить звукопоглощающую способность на низких частотах. . Однако улучшение объема выхлопной системы не может быть достигнуто из-за ограниченного пространства шасси.Следовательно, увеличение звукоизоляции на низких частотах может быть реализовано только путем регулировки внутренней конструкции выхлопной системы.

Рис. 5. Внутреннее устройство глушителей

Рис. 6. ПЭМ сеток глушителя

Рис. 7. Перспективная модель МКЭ сеток глушителя.

Во-первых, в ГИПЕРМЕШ импортирована геометрическая модель глушителя.Затем была проведена очистка геометрии галтелей и небольших отверстий глушителя, чтобы улучшить качество сетки и точность вычислений. Конструкция глушителя была разделена на ячейки тетраэдрическими элементами, размер элемента составлял 3 мм. Внутренние перегородки соединялись с камерами совмещенными узлами. Внутренний воздух обрабатывался с помощью элементов тетраэдра, и воздух был связан со структурой глушителя также соузлами. Для средней камеры, показанной на рис.5 в бумаге между перфорированной трубой и внешней структурой глушителя была залита пена глушителя, и это также можно было смоделировать с помощью совмещенных узлов. Итоговая сеточная модель глушителя представлена ​​на рис. 6 и содержала 68958 элементов и 78539 узлов. Глушитель был стальным. Модуль упругости 210 ГПа. Плотность составляла 7800 кг / м 3 , а коэффициент Пуассона составлял 0,3. Скорость звука во внутреннем воздухе составляла 340 м / с, а плотность внутреннего воздуха составляла 1,225 кг / м 3 .На рис. 7 показан прозрачный вариант сетчатой ​​модели глушителя, из которого видно, что глушитель имел три камеры и две перегородки.

Рис. 8. Путь передачи звука в глушителе

Путь распространения шума внутри глушителя показан на рис. 8. Глушитель имел три камеры. Звук сначала шел из трубы 1 в глушитель. После этого часть звука передавалась в трубу 2 и камеру 2 через небольшие отверстия в трубе 1, а другой звук передавался непосредственно в камеру 3 через небольшие отверстия на конце трубы 1.Поскольку камера 3 была закрыта, звук будет перемещаться внутри нее и постепенно рассеиваться. Через небольшие отверстия в Pipe1 и Pipe 2 звук попадет в камеру 2 и будет быстро поглощен пеной глушителя внутри этой камеры. Часть звука внутри трубы 2 войдет в камеру 1, которая также была закрытой структурой, а затем звук будет распространяться внутри этой камеры и постепенно рассеиваться. Кроме того, часть звука из Pipe 2 будет напрямую попадать в окружающую среду.Конечно-элементная модель глушителя была построена на основе геометрической структуры, а внутренние трубы и отверстия будут включены в конечно-элементную модель. Таким образом, конечно-элементная модель была импортирована в программное обеспечение для акустической обработки Virtual.lab, и были заданы свойства материала. Между тем, сетка была предварительно обработана, чтобы получить сетку огибающей поверхности глушителя, которая использовалась в качестве акустической сетки. Затем были определены свойства конструкционного материала и воздуха.Отверстия в двух трубах были смоделированы с использованием проводимости, чтобы повысить эффективность и точность вычислений. Затем к входу трубы 1 в модели конечных элементов применялось возбуждение, и две точки поля были установлены на расстоянии 50 мм от входа и выхода, соответственно, как показано на рис. 9. И затем акустические характеристики трубы. глушитель был рассчитан, и контур звукового давления для поверхности глушителя был извлечен, как показано на рис. 9. Кроме того, кривые уровня звукового давления для двух точек поля могут быть извлечены, а звуковые давления на входе и выходе были обработаны для получения потерь передачи глушителя, как показано на рис.10.

Рис. 9. Контур звукового давления поверхности глушителя

4.2. Экспериментальная проверка потерь передачи

Как видно из рис. 7, было известно, что внутренняя конструкция глушителей очень сложна. Следовательно, необходимо было проверить потери передачи, рассчитанные методом FEM.

Было два глушителя спереди и сзади автомобиля, как показано на рис.11, которые были подключены через прямую трубу. Затем на одном конце был установлен динамик в качестве источника звука. Кроме того, как на входе, так и на выходе, исследуемых в данной статье, был размещен датчик. Наконец, программа MATLAB была применена для обработки звукового давления на входе и выходе. Наконец, были получены потери передачи глушителей и сопоставлены с расчетным результатом, как показано на рис. 12.

Рис. 10. Кривая трансмиссионных потерь глушителей

Рис.11. Эксперимент по потерям трансмиссии глушителей

Рис. 12. Сравнение экспериментальных и симуляционных потерь при передаче

Как видно из рис. 12, результаты экспериментов и моделирования потерь передачи мало различаются, максимальная разница не превышает 5 дБ. Указывается, что расчетная модель в этой статье надежна и может быть использована для последующего оптимизационного анализа.

Потери передачи глушителя были относительно плавными на рис. 12 и были нормальными. Действительно, было много пиков и впадин в потерях передачи для общих конструкций, таких как приборная панель, крышка головки блока цилиндров и другие тонкостенные детали. И основные причины были следующие. С одной стороны, их структурные модалы были плотными. С другой стороны, их структурная вибрация может легко вызвать радиационные шумы. Однако для глушителя, изучаемого в этой статье, кривые потерь при передаче были относительно гладкими, и соответствующие причины могут быть получены из следующих пунктов.Во-первых, глушитель имел несколько резонансных камер, и когда звук попадал в резонансные камеры, он терял большую часть своей энергии и едва мог погаснуть. В результате невозможно представить шумы вибрационного излучения, вызванные множеством структурных модалей. Во-вторых, в этой статье изучались только низкочастотные шумы (ниже 500 Гц), а количество модальных сигналов для низких частот было относительно небольшим, поэтому соответствующие кривые потерь при передаче выглядели гладкими. Собственно, кривые потерь при передаче для глушителей в опубликованных статьях также были очень гладкими.Например, применив метод модального зацепления, Ву изучил потери передачи цилиндрического глушителя с камерой расширения [16]. Когда анализируемая частота была ниже 500 Гц, кривая потерь передачи была очень гладкой. Ву также обнаружил, что отношение длины к диаметру расширительной камеры глушителя влияет на уровень флуктуации потерь передачи на средних и высоких частотах, но не оказывает значительного влияния на форму низкочастотных шумов. Чиу провел экспериментальные и теоретические исследования потерь передачи в многокамерном глушителе [17].Когда анализируемая частота была ниже 500 Гц, кривая потерь передачи также была очень гладкой. Основываясь на расчетах гидродинамики, Мидделберг проанализировал потери при передаче глушителя с несколькими камерами расширения [18] и сравнил результаты расчетов с результатами экспериментов. Кривые как для экспериментальных, так и для численных результатов были очень гладкими. Следовательно, потери передачи глушителя в этой статье также были разумными, а кривые не обрабатывались никаким инструментом.

5. Оптимизация конструкции глушителей

Согласно анализу экспериментальных данных и потерь при передаче, грохот в основном вызван недостаточной звукопоглощающей способностью выхлопной системы на низких частотах, и, особенно, радиационные шумы второго и четвертого порядка в выхлопной трубе выше. На основе оригинальных глушителей конструкция была улучшена для решения вышеуказанных проблем.

Было два улучшения глушителей. Во-первых, конструкция глушителя была изменена с трехкамерной на четырехкамерную, а с использованием четвертой камеры был разработан низкочастотный резонатор.Внутренняя конструкция улучшенного глушителя представлена ​​на рис. 13, а 2, 3 и 4 перегородки показаны на рис. 14. Три внутренние перегородки были установлены спереди назад внутри глушителя, а внутренние были разделены на четыре. камеры, включая 9, 10, 11 и 12, соответственно слева направо. На переднем конце глушителей была впускная труба 6, а на заднем конце — выпускная труба 7. Вставная труба 8 была закреплена на перегородке 2, 3 и 4 точечной сваркой. Передний конец трубы был соединен с камерой 9, а задний конец — с камерой 12.В качестве герметичной камеры камера 12 и вставная труба 8 образуют камеру низкочастотного резонатора.

Рис.13. Внутреннее устройство улучшенного глушителя

Рис.14. Вид в разрезе перегородки

a) Перегородка 2 и 3

б) Перегородка 4

Некоторые параметры улучшенного глушителя не могут быть оптимальными.В результате потери передачи улучшенного глушителя могут быть не самыми большими, поэтому параметры улучшенного глушителя следует дополнительно оптимизировать.

Потери при передаче были одним из важных показателей для оценки характеристик глушителя, и требование легкости также должно быть принято во внимание при проектировании конструкции. Поэтому в этой статье максимизация средних потерь при передаче и минимизация массы рассматривались как цель оптимизации глушителя.Выбранные параметры оптимизации были следующими: радиус r1 входной трубы, радиус r2 средней трубы, радиус r3 выходной трубы, радиус r4 расширительной камеры, длина l1 камеры 9, длина l2. камеры 10, длины l3 камеры 11 и длины l4 камеры 12. Во время процесса оптимизации необходимо убедиться, что общий внешний размер глушителя не был увеличен, иначе глушитель не мог быть установлен так, чтобы днище автомобиля.Поэтому предотвращение увеличения общего внешнего размера глушителя считалось ограничением. Математическое выражение оптимизации было показано следующим образом:

(17)

Мин. (Вт), Макс. (TL)
20≤r1≤30,
10≤r2≤20,
20≤r3≤30,
30≤r4≤98,
20≤l1≤100,
20≤l2≤100 ,
20≤l3≤100,
20≤l4≤100,
l1 + l2 + l3 + l4≤300.

В формуле. (17), W — полная масса глушителя. TL — это средние потери при передаче глушителя.

Рис.15. Поток улучшенного генетического алгоритма

На основании приведенного выше анализа можно сделать вывод, что оптимизация глушителей была сложной задачей, включающей несколько целей и множество переменных. И генетический алгоритм широко применяется для решения многоцелевой оптимизации. Поэтому в данной статье для оптимизации конструкции глушителя был выбран генетический алгоритм. Согласно большому количеству опубликованных статей, традиционный генетический алгоритм может легко получить локально оптимальное решение в процессе поиска.Другими словами, это приведет к преждевременной конвергенции и быстрому достижению 90% оптимального решения. Чтобы избежать локально оптимального решения, необходимо было расширить пространство поиска и увеличить разнообразие населения.

Метод случайного испытания, также называемый методом Монте-Карло, использует относительно меньше памяти и имеет хорошие статистические характеристики. В статье, при сохранении скорости кроссовера и скорости мутаций, был принят метод случайных проб, чтобы предотвратить локальную конвергенцию.Другими словами, когда никаких изменений не произошло с оптимальными индивидами в непрерывных n поколениях, это показало, что алгоритм обнаружил локальный экстремум, и необходимо принять некоторые меры для решения этой проблемы. Когда возникла вышеупомянутая проблема, следует провести случайные пробные операции с популяцией, а к развивающейся популяции следует применить большое возмущение, чтобы алгоритм мог избавиться от локально оптимальных точек и начать новый поиск. Конкретные операции заключались в следующем: сохранить только оптимальные значения и восстановить остальных индивидов.Цель случайных пробных операций заключалась в том, чтобы как можно быстрее избавиться от состояния медленной эволюции и начать новый поиск, а не вырождать популяцию. Последовательность усовершенствованного генетического алгоритма, включающего метод случайного испытания, показана на рис. 15. В процессе оптимизации исходная популяция составляла 50, частота кроссовера составляла 0,95, а частота мутаций составляла 0,05. Как значение приспособленности генетического алгоритма изменяется с числом эволюционных поколений, показано на рис.16.

Рис. 16. Значение приспособленности меняется вместе с эволюционным поколением.

Рис.17. Сравнение потерь передачи до и после оптимизации

Согласно рис. 16, целевая функция могла иметь стабильные значения после почти 80 поколений. Конструктивные параметры оптимизированного глушителя приведены в таблице 1. Согласно таблице 1 общая масса глушителя уменьшена на 0.9 кг, а средние потери передачи были увеличены на 3,2 дБ, что дало очевидный эффект оптимизации. Основываясь на этих параметрах, глушитель был смоделирован, в результате чего была получена четырехкамерная конструкция глушителя, показанная на рис. 13 в статье. Затем был использован метод конечных элементов для расчета потерь передачи глушителя, и расчетные значения были сопоставлены со значениями исходной конструкции, как показано на рис. 17.

Рис.18. Сравнение уровня звукового давления правого уха водителя до и после оптимизации

a) Общие уровни звукового давления до и после оптимизации

б) Уровни звукового давления второго порядка до и после оптимизации

c) Уровни звукового давления четвертого порядка до и после оптимизации

Как видно из рис.17, потери передачи оптимизированного глушителя резко увеличиваются на низкой частоте. Для дальнейшей проверки фактического эффекта оптимизированного глушителя был изготовлен образец. После субъективной оценки рев глушителя выхлопа исчез при 1400 об / мин, и эксперимент с транспортным средством также проводился в полубезэховой камере, который сравнивался с исходным результатом. На рис. 18 сравнивается звуковое давление в правом ухе водителя при второй передаче и при полном разгоне до и после оптимизации.На рис. 19 также сравнивались звуковые давления в положениях выхлопной трубы на второй передаче и при полном разгоне до и после оптимизации.

Как видно из рис. 18, уровень звукового давления на ухе водителя значительно улучшился около 1400 об / мин, а грохот исчез. Кроме того, из рисунка 19 следует, что радиационный шум в месте расположения выхлопной трубы снижается на 3-7 дБ при 1000–2000 об / мин, шум второго порядка снижается на 5–12 дБ при 1200 об / мин. -2350 об / мин, а шум четвертого порядка снижается на 3–7 дБ при 1000–1500 об / мин.Из этих результатов видно, что оптимизированный глушитель в этой статье возможен.

Рис.19. Сравнение уровня звукового давления положения выхлопной трубы до и после оптимизации

a) Общие уровни звукового давления до и после оптимизации

б) Уровни звукового давления второго порядка до и после оптимизации

c) Уровни звукового давления четвертого порядка до и после оптимизации

Таблица 1. Сравнение всех параметров до и после оптимизации

Переменные

Оригинал

Оптимизировано

Радиус входной трубы r1 / мм

30

28

Радиус средней трубы r2 / мм

20

13

Радиус выпускной трубы r3 / мм

30

27

Радиус расширительной камеры r4 / мм

98

85

Длина камеры 1 л1 / мм

75

50

Длина камеры 2 l2 / мм

75

92

Длина камеры 3 л3 / мм

75

41

Длина камеры 4 л4 / мм

75

85

Общая длина, л / мм

300

268

Общая масса Вт / кг

5.2

4,3

Средние потери передачи TL / дБ

39,1

42,3

6. Выводы

1) Общий уровень звукового давления правого уха водителя проверяется и сравнивается с уровнем звукового давления второго и четвертого порядка.Как видно из результата, рев при 1400 об / мин в основном вызван чрезмерным шумом второго порядка.

2) Безэховая коробка помещается в конец выхлопной трубы транспортного средства, и затем проверяется соответствующий шум, который сравнивается с предыдущими результатами. Указывается, что после установки безэховой коробки пиковый шум при 1400 об / мин был значительно улучшен, что дополнительно показывает, что рев в этом положении вызван звукоизоляционной способностью выхлопной системы на низкой частоте.

3) Метод конечных элементов применяется для расчета потерь передачи глушителей, результаты которого сравниваются с экспериментальным результатом. Они согласуются друг с другом, и это показывает, что численная модель потерь передачи надежна и может быть использована для последующего анализа.

4) На основе оригинального глушителя улучшена его конструкция, но параметры улучшенного глушителя не могут быть оптимальными. В результате улучшенный генетический алгоритм принят для оптимизации улучшенной структуры.Затем вычислительная модель применяется для расчета потерь при передаче глушителей, результаты которых, наконец, сравниваются с исходными результатами. Как показывают результаты, потери передачи оптимизированной конструкции были значительно увеличены.

5) Чтобы проверить фактические эффекты оптимизированной структуры, создаются образцы для реальных экспериментов, результат которых затем сравнивается с исходным значением. Пиковые шумы как в правом ухе водителя, так и в выхлопной трубе были значительно уменьшены, что свидетельствует о том, что предложенная в документе оптимизация является реальной и эффективной.

alexxlab

E-mail : alexxlab@gmail.com

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*