Как устроен глушитель автомобиля

Шумоизоляция глушителя автомобиля своими руками

В шумоизоляции глушителя среди водителей нет единого мнения, и это понятно, тут как говорится палка двух концов, с одной стороны шумоизоляция глушителя снизит уровень шумовых колебаний, но с другой стороны создаст перегрев всех частей глушителя.

В основном для шумоизоляции глушителя используют материалы, такие как асбестовая ткань, или более современные жаростойкие и вибростойкие материалы.

Сама шумоизоляции сводится как правило к обматыванию этим жаростойким и звукопоглощающими материалом всех частей глушителя.

Некоторые умельцы даже обматывают и выпускной коллектор глушителя автомобиля, что так же вызывает много вопрос, как по перегреву самого коллектора, так и затруднение охлаждение части двигателя в месте соединения выхлопного коллектора с двигателем. Тут стоит взвесить все за и против такой процедуры. Но то, что будет большой перегрев всего глушителя из-за его обмотки шум изоляционными материалами это сто процентов.

Устройство конструкции и назначение её составных частей

Детали, составляющие данную конструкцию, имеют различную функциональную нагрузку и собственные обозначения, отражающие этапность их работы. Сама схема выхлопной системы и наименования её частей, выглядят следующим образом:

коллектор выпускной;
приёмная труба выхлопных газов;
катализатор или по-другому каталитический нейтрализатор;
резонатор или пламегаситель;
глушитель.

Коллектор выпускной, представляет собой навесной тип оборудования силового агрегата, и предназначен для поступления в него отработавших частиц и газов топливной смеси с камер сгорания каждого из цилиндров, и изготавливается в основном из керамики, сплавов чугуна или нержавеющей стали, обладающих повышенной термоустойчивостью.

Конструкция выхлопной системы

Приёмная труба, именуемая автолюбителями как «штаны», из-за схожего внешнего вида, предназначена для объединения нескольких потоков выхлопных газов в один, и для дальнейшего их продвижения к каталитическому нейтрализатору (катализатору). Труба зачастую оснащается так называемой гофрой, с помощью которой происходит гашение вибрации, передаваемой на всю конструкцию выхлопной системы работающим мотором.

Катализатор, представляет собой керамические соты, поверхность которых покрыта слоем сплава из платины и иридия, что позволяет вступить в химическую реакцию с ними выхлопным газам, в результате чего происходит их разделение на кислород и оксид азота. Выделенный кислород в катализаторе помогает более эффективно сгорать остаткам топливной смеси, в результате чего к глушителю подаётся исключительно азотно-диаксидноуглеродная смесь. Работу каталитического нейтрализатора контролирует специальный датчик лямбда зонд, передавая сигнал на блок управления силового агрегата автомобиля. Аналогичный датчик, устанавливается и на выпускной коллектор, для анализа показателей токсичности поступающих в катализатор отработанных газов.

Все составные части выхлопной системы соединены друг с другом через фланцы с помощью крепёжных болтов и термостойких уплотнителей, отвечающих за герметичность данной конструкции, без которой невозможна полноценная работа двигателя современного автомобиля.

Схема выхлопной системы

О прямоточной системе

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

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

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

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

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

Пару слов о прямотоках

Про это у меня есть отдельная статья, почитайте. Вот только некоторым из нас с вами не нужен акустический комфорт – важна только мощность. Поэтому резонатор, да и сам глушитель модернизируются, у них убираются перегородки, которые «стопорят» газы – соответственно энергия на преодоление этих барьеров не тратиться, вот вам + 5 + 7% к мощности двигателя.

А если убрать еще и катализатор, еще + 5%. Таким образом можно добиться до 10% мощности что уже ощутимо!

Однако такой «ревущий тюнинг», запрещен законом! Нельзя гонять по улицам выше определенных децибел, только на гоночных треках. ДА и без катализатора, вы никогда не пройдете ТО автомобиля, а соответственно не получите страховку.

Конструкция системы выпуска

Система выпуска

Основной задачей системы выпуска является эффективный отвод отработавших газов из цилиндров двигателя, снижение их токсичности и уровня шума. Зная, из чего состоит выхлопная система в автомобиле, вы сможете лучше понимать принципы ее работы и причины возможных неполадок. Устройство стандартной выхлопной системы зависит от вида используемого топлива, а также от применяемых экологических стандартов. Выхлопная система может состоять из следующих элементов:

Выпускной коллектор — выполняет функцию отвода газов и охлаждения (продувки) цилиндров двигателя. Он выполняется из термостойких материалов, поскольку температура выхлопных газов в среднем варьируется от 700°С до 1000°С.
Приемная труба — представляет собой трубу сложной формы с фланцами для крепления к коллектору или турбонагнетателю.
Каталитический нейтрализатор (устанавливается в бензиновых двигателях экологического стандарта Евро-2 и выше) — устраняет из отработавших газов наиболее вредные компоненты CH, NOx, СО, преобразуя их в водяной пар, углекислый газ и азот.
Пламегаситель — устанавливается в системах выпуска отработавших газов автомобилей вместо катализатора или сажевого фильтра (в качестве бюджетной замены). Он предназначен для снижения энергии и температуры потока газов, выходящих из выпускного коллектора. В отличие от катализатора, не снижает количество токсичных компонентов в отработавших газах, а лишь снижает нагрузку на глушители.
Лямбда-зонд — служит для контроля уровня кислорода в составе отработавших газов. В системе может быть один или два кислородных датчика. На современных двигателях (рядных) с катализатором устанавливается 2 датчика.
Сажевый фильтр (обязательная часть системы выхлопа дизельного двигателя) — удаляет сажу из выхлопных газов. Может совмещать в себе функции катализатора.
Резонатор (предварительный глушитель) и основной глушитель — снижают уровень шума выхлопных газов.
Трубопроводы — соединяют отдельные элементы выхлопной автомобильной системы в единую систему.

Виды

Для каждой модели машины, механизмы выбросов выхлопных газов создаются индивидуально. При их разработке учитываются технические характеристики двигателя, особенности кузова автомобиля и многое другое. Несмотря на множество различий в конструкции, глушители делятся на несколько типов.

Ограничительный

Это тип, в котором гашение звуковых волн происходит за счёт того, что диаметр выходной трубы, меньше входной. Выхлопные газы, поступившие в камеру по более широкому входному патрубку, рассеиваются по всему её объёму, теряя часть своей мощности. А выходят из неё по более узком патрубку, оставив часть своей силы внутри.

Отражательный

Этот тип является одним из самых распространённых. Внутри такого механизма создана система, которая заставляет звуковые волны проходить через препятствия в виде нескольких камер и патрубков различного диаметра. Они расположены таким образом, что звуковая волна несколько раз меняет направление движения внутри цилиндра. Ударяясь о стенки, она отражается от них, тем самым теряя часть своей мощности. За счёт этого и происходит снижение уровня шума. Отрицательный эффект данного вида заключается в том, что частично снижается мощность двигателя. Примерно на 5-7%. Это происходит из-за того, что поток газов, проходя внутри цилиндра, встречает сопротивление своему движению и из-за этого создаётся обратный поток, так называемый противоток. Именно он и не позволяет двигателю работать на 100%.

Резонаторный

Этот тип часто применяется в качестве дополнительного узла в системе выхлопа. Внутри него, перфорированная труба проходит напрямую. Она не меняет своего направления и не прерывается. Гашение звука происходит за счёт того, что сам цилиндр, через который и проходит трубка, разделён глухим перегородками, на две, три или четыре камеры. Там и происходит потеря мощности звуковой волны. Она частично рассеивается выходя через отверстия (перфорацию) трубы внутри каждой камеры. И на выходе уже слышен звук мотора, не раздражающий слух окружающих.

Поглотительный

Это тот же резонаторный, но слегка модифицированный. Его отличие заключается в том, что камеры, созданные для гашения звуковых волн заполнены специальным наполнителем, который и поглощает звук. Так как температура выхлопных газов достаточно высокая, а иногда выброс сопровождается образованием искр, то материалы для этого наполнителя применяются негорючие.

Устройство механизма шумоподавления

Рассмотрим из чего он состоит:

выпускной коллектор — выводит продукты сгорания топлива из двигателя;
нейтрализатор — очищает выхлопные газы от излишков токсинов;
резонатор (передний глушитель) – тот самый, описанный выше резонаторный тип;
поглотитель (задний глушитель) – этот тип так же, как и предыдущий рассматривается выше.

Существуют две разновидности:

активный;
реактивный.

Внутри активный глушитель довольно прост. Он заполнен шумоподавляющим веществом. Его минус в том, что спустя какое-то время он сильно загрязняется.

Из каких материалов изготавливаются

Глушители всех типов могут изготавливаться из:

Нержавеющей стали;
Алюминизированной (сплав алюминия со сталью);
Обычной черной стали.

Из нержавеющей стали изделие может прослужить, при активной эксплуатации автомобиля, от 6 до 10 лет, так как наименее подвержено коррозии.

Реализуются на рынке в высоком диапазоне цен, их большой плюс – не смотря на высокую цену, выпускаются массово и можно подобрать к большинству марок автомобилей.

Из алюминизированной стали изделия реализуются в среднем диапазоне цен, они тоже достаточно прочные, но их трудно подобрать к конкретной марке авто, так как выбор на рынке не велик (выпускают только несколько компаний).

В гаражных условиях такой глушитель сделать проблематично. Основное преимущество – большой срок службы до 6 лет, мало подвержены коррозии.

Изделия из черной стали выпускаются массово, так как самые дешевые. Их можно сделать и гаражных условиях для любой марки авто, но вот служить они будут 3, максимум 5 лет, дальше агрессивная среда и ржавчина сделают свое черное дело.

Устройство

Из вспомогательной составляющей автомобиля глушитель превратился в полноценную систему, обеспечивающую стабильную работу двигателя транспортного средства. Несмотря на многочисленные усовершенствования, принципиальная конструкция устройства остается неизменной.

Конструкция глушителя

Основные элементы системы в порядке следования друг за другом:

Коллектор – промежуточное звено между мотором авто и катализатором. Изготовленный в виде трубы из сплавов чугуна и стали, испытывает большие температурные нагрузки (до 1000 °С), снабжен гофрой, гасящей вибрации двигателя.
Каталитический нейтрализатор – камера с керамическими или металлическими сотами, где догорают остатки топлива и происходит деактивация окиси углерода.
Передний глушитель или резонатор – это бак с многочисленными решетками и отверстиями, которые снижают скорость выхлопных газов и шум от двигателя. Выхлопы здесь не очищаются.
Задний – в элементе окончательно рассеивается шум, происходит завершающий вывод отработанных газов. Когда встает вопрос, как сделать глушитель автомобиля самому, подразумевается именно эта часть системы.
Передний и задний компоненты соединяются средней трубой.

Прогрессивные выхлопные системы (прямоточные) не только отводят газы от силового агрегата, но и возвращают их энергию мотору.

Катализатор

Это, пожалуй, самая сложна и дорогая составляющая в любой системе выхлопа. Корпус данного элемента тоже выполнен из огнестойкого металла. Однако, в отличие от резонатора и приемной трубы, он многослойный. Внутри этой «банки» имеется керамический стержень. Дополнительно катализатор оснащается проволочной сеткой. Она покрывает второй элемент керамического материала.

Кроме этого, в устройстве имеется слой теплоизоляции с двойными стенками. Почему катализатор так дорого стоит? Помимо керамики, здесь используются дорогостоящие материалы — палладий или платина. Именно эти составляющие преобразуют вредные газы в водород и безопасные пары. Ввиду этого минимальная стоимость нового нейтрализатора составляет 40 тысяч рублей.

О прямотоке или ПГ

Прямоточный глушитель (ПГ) является совершенствованной альтернативой стокового выхлопа, который не способен обеспечить быстрый и своевременный выход газов из системы двигателя (ДВС). Особенно страдает (давится) штатная выхлопная система после установки спортивного распредвала или после расточки цилиндров ГБЦ (другими словами, на форсированном моторе).

Прямоточный глушитель призван усовершенствовать систему выхлопа

ПГ призван модернизировать систему выхлопа, в которой увеличен выброс газов. Кроме того, правильно установленный ПГ обеспечит прибавку мощности ДВС на 10–15 л.с. Однако надо быть готовым к кардинальным изменениям: заменить надо будет всё, начиная катализатором и заканчивая наконечником.

Прибавка мощности силового агрегата с помощью ПГ, к сожалению, имеет и «обратную сторону медали», связанную, прежде всего, с громкой звуковой атакой порядка 120 дБ. Это норма для спортивных автомашин, однако для гражданских, вряд ли. И этим объясняется масса случаев штрафов, выписываемых инспекторами правопорядка владельцам таких машин.

Чтобы минимизировать этот огрех модернизации, умельцы используют различные способы снижения звука. Инсталляция глушителя флейты, овального или круглого резонатора — все это разновидности методов по улучшению работы глушителя прямотока. Тихим сделать его может «форма и содержание».

К примеру, умельцы говорят о том, что квадратный резонатор, установленный в середине трассы (пути выхода газов в ВС), снижает шум намного лучше, чем овальный или круглый. Да и вообще, круглый лучше не ставить, а использовать в крайнем случае овальный, так как в нём больше объём банок и соответственно, тише звук.

Прежде, чем разбираться основательно в том, что такое ПГ, следует вспомнить о функционировании системы выхлопа автомобиля. Многие автомобилисты даже не подозревают, сколь много задач она выполняет, хотя так и не кажется на первый взгляд.

Комплект прямоток является готовым вариантом для проведения тюнинга

Безусловно, основной задачей выхлопа является отвод газов

Но не менее важной функцией — обеспечить своевременную и качественную вентиляцию цилиндров ДВС

Вентиляция цилиндров осуществляется следующим образом. В момент закрытия клапанов одного цилиндра ДВС, создаётся разряжение в выпускном коллекторе. Оно перемещается по системе с большой скоростью, и отразившись от преград, возвращается в коллектор. В момент выхода газов из цилиндра здесь создаётся пониженное давление, которое способствует лучшей вентиляции и продувке.

Помимо всего прочего, выхлопная система (ВС) призвана бороться с шумом. Для этого предназначен глушитель.

По сравнению с обычным, штатным глушителем, ПГ не имеет множество отдельных секций внутри. Соответственно, он отличается более упрощённой конструкцией. Именно этот факт и позволяет умельцам изготавливать его в домашних, гаражных условиях.

Но стоит ли вообще, обычному автомобилисту менять стандартный глушитель на ПГ? Безусловно, нет. Если он не предпочитает активную езду, не подразумевает эксплуатацию авто в спортивных целях, не комплексует по поводу «серой» и не выделяемой из всеобщего автопотока машины, то и модернизацию проводить ему не стоит.

Напротив, если басистый и породистый рёв мотора находит отклик в душе автолюбителя, то установка прямотока обязана быть проведена. Тем более что это даёт немало преимуществ следующего характера:

повышается мощь ДВС из-за увеличения пропускной способности;
продлевается срок эксплуатации всей ВС, за счёт использования качественных материалов.

Что касается недостатков модернизации, то это:

проблемы с законом из-за сильного шума (можно исключить, если установка ПГ будет проведена по новой системе);
возможные сложности с сервисным ТО;
большая чувствительность силового агрегата к низким температурам;
понижение клиренса.

Не стоит путать прямоток с глушителем. Дело в том, что прямотоком называется вся система выхлопа, а подвергается модернизации в большинстве случаев только её часть — глушитель.

Сажевый фильтр

Если рассматривать устройство выхлопной системы дизельного двигателя, стоит отметить и этот элемент. Он является дополнением к каталитическому нейтрализатору. В основе фильтра лежит матрица, изготовленная из карбида кремния. Она имеет ячеистую структуру и обладает каналами малого сечения. Последние попеременно закрыты с одной и другой стороны. Боковая часть элемента играет роль фильтра и обладает пористой структурой. До недавнего времени ячейки матрицы имели квадратную форму. Сейчас производители используют 8-угольные ячейки. Так производится лучший захват сажи и оседание ее на стенках фильтра. Как работает данный элемент?

Сажевый фильтр действует в несколько этапов. На первом происходит фильтрация сажи. Газы попадают в элемент, и вредные вещества оседают на стенках. Второй этап – это регенерация. Она может быть: Пассивной. Активной. В первом случае вредные газы очищаются, проходя через керамический элемент. Во втором добавляется специальная жидкость – AdBlue. Обычно такая система используется на грузовиках. Она позволяет снизить токсичность выхлопов на 90 процентов. В машине имеется отдельный бак для этой жидкости, и система после поступления соответствующего сигнала впрыскивает часть AdBlue в катализатор. Так, из трубы выходит практически чистый выхлоп, содержащий безвредный для атмосферы водород.

Ремонт глушителя самостоятельно

Для того, чтобы вам легче было осмотреть глушитель, следует его отсоединить от автомобиля. Это поможет быстрее и качественнее исполнить работу. Если во время визуального осмотра вы не увидели никаких серьезных повреждений, то, скорее всего, поломка находится внутри.

Если же при визуальном осмотре вы обнаружили повреждения (пробитую камнем дыру), то вам понадобится сварочный аппарат. А вот если видны прогоревшие, проржавевшие дыры, то такой глушитель варить не рекомендуется, поскольку он вскоре снова прохудеет, нужна замена глушителя, причем желательно из качественного материала. Часто случается так, что поломка происходит в месте соединения мотора с выхлопной трубой. Этот элемент называется гофра.

Как еще можно снизить уровень шума глушителя

Также для снижения шума можно установить зеркальный глушитель. Такие модели работают по такому же принципу, как и акустические зеркала. Чаще всего зеркальные глушители можно встретить в выхлопных системах двухтактных моторов мотоциклов и скутеров. Устройство глушителя в этом случае представляет собой выпускное колено и резонаторную банку, в которой отработанные газы «утихомириваются». При этом уровень сопротивления будет значительно ниже, а на мощность двигателя не будет расходоваться. Однако стоит учитывать, что из-за зеркального эффекта температура выхлопной трубы будет повышаться.

Подобный принцип используется в системах автомобилей ВАЗ 2107, Нива, 2115 и многих других.

Помимо этого существуют поглотительные и ограничительные глушители, которые также понижают шум.

Тюнинг глушителя своими руками.

Разобравшись с предназначением, строением и видами глушителей, перейдем к самому больному спору, в котором сломано немало копий.

Можно ли заменой только глушителя увеличить мощность стокового автомобиля?

Наше мнение — однозначно нет. Если вы поставите самую дорогую прямоточную «банку» самого известного производителя на стоковый двигатель, не подвергнувшийся тюнингу впускного и выпускного коллектора (и т.д.), никакой прибавки мощности не будет. Однако это не значит, что установка тюнингового глушителя лишена смысла.

И так, положим, что на непростом пути тюнинга, по тем или иным причинам, Вы все же решили произвести замену стоковой банки. Какими принципами нужно руководствоваться?

2. Низкое сопротивление = минимизация потерь мощности. 1. Легкий вес. Легкое авто — быстрое авто.

3. Снижение уровня шума(иначе мы бы вовсе от него отказались).

4. Стоимость и простота конструкции.

5. Компактный размер (упростит монтаж).

Выходит, что исходя из наших задач, нам наилучшим образом подходит глушитель прямоток. Простота конструкции позволяет задуматься о том, чтобы изготовить прямоток своими руками. Он может быть сварен в новом корпусе, либо в качестве корпуса может быть использована стоковая банка.

Конструкция самодельного прямотока такова: между внешним металлическим корпусом и трубой с отверстиями прокладывается звукопоглощающий материал (например, базальтовая вата, состоящая из длинных волокон), а между трубой и ватой размещается заградительный барьер из очень мелкой металлической сетки, для того чтобы волокна ваты не выдувались наружу. Ресурс прямотока определяется сроком удержания волокон, после истечения которого глушитель перестает выполнять свои функции и начинает звенеть. Минеральная вата хорошо поглощает высокие частоты, а низкие нет, поэтому Вы скорее всего получите низкий, рычащий звук.

Конструктивные особенности

Система отвода отработанных газов автомобиля позволяет не только удалять продукты сгорания топлива, но и увеличить эффективность работы силового агрегата, а также значительно снизить шумовой фон. Для этого в системе используется такой узел, как глушитель, который способен подавлять шум, создаваемый выхлопными газами, и значительно снизить уровень их токсичности. Все эти показатели зависят от того, как устроен глушитель.

Независимо от того, изготавливается ли глушитель в заводских условиях, или же собирается своими руками, в его конструкции должны быть следующие обязательные элементы:

Выпускной коллектор сочленяется непосредственно с двигателем авто через приемную трубу, которая может быть оборудована виброкомпенсатором.
Отработанные газы из приемной трубы попадают в полость катализатора, в котором догорают остатки топлива, и снижается насыщенность углекислого газа.
Из катализатора газовые потоки устремляются в камеру резонатора, где гасятся колебания и уравновешивается воздействие их пульсации.
Затем объем отработанных газовых потоков проходит через камеры заднего глушителя, который призван снижать шум.

Дополнительные меры по снижению шумности

Некоторые задумываются о том, как ещё можно снизить тот уровень шума, который создаётся штатным или заводским глушителем. Иногда работы заводского оборудования оказывается недостаточно.

Неплохим вариантом для достижения поставленной цели считается установка так называемого зеркального глушителя. Их принцип работы аналогичен работе акустических зеркал.

Зачастую зеркальные системы выхлопа встречаются в конструкциях двухтактных двигателей, установленных на скутеры, мотоциклы и мопеды.

Устройство выполнено в виде выпускного колена и резонаторной банки, внутри которой происходит подавление шума от выхода выхлопных газов. Но плюс в том, что сопротивление получается небольшим, а мощность мотора не падает

При этом важно помнить об эффекте повышения температуры выхлопа, когда используется зеркальный эффект

Такой принцип работы системы выхода отработавших выхлопных газов используется не только в мототехнике. Её можно встретить на отечественных автомобилях типа Нива, ВАЗ 2107 и пр.

Не стоит забывать о существовании ограничительных и поглотительных глушителей. Они выполняют аналогичные задачи, то есть способствуют подавлению и снижению уровня шума.

Намного приятнее со стороны окружающих пешеходов и автомобилистов наблюдать за попытками автовладельца снизить уровень шума, исходящего от его транспортного средства. А ведь часто происходит совершенно наоборот. Автолюбители хотят придать машине более агрессивное звучание, за счёт чего вносят изменения в конструкцию выхлопной системы. Но это выглядит крайне убого, когда при мощности не более чем 120 лошадиных сил человек пытается создать эффект, словно под капотом минимум 250 лошадок.

В настоящее время в конструкцию автомобильных глушителей постоянно вносятся изменения, системы модернизируются и улучшаются. При этом общий принцип их работы, как и основные конструктивные элементы, остаются неизменными уже более 30-40 лет.

Но сейчас удалось уйти далеко от тех первых металлических банок. Современные системы выхлопа принимают самое непосредственное участие в обеспечении правильной работы двигателя, снижении загрязнения окружающей среды и экономии топлива.