Что такое глушитель автомобиля и как работает

Плюсы и минусы автомобильных выхлопных систем.

Вы знаете основные типы выхлопных систем? А знаете, из какого материала сделана ваша выхлопная система и какие она имеет преимущества перед другими системами? В нашем мире нет ничего идеального, как нет идеальной выхлопной системы и лучшего в мире материала. Давайте мы вам все объясним. 

Вы, наверное, не раз слышали, как звучат выхлопные системы у мощных автомобилей. Также не раз прислушивались и к выхлопной системе вашего автомобиля. Правда, многие из нас делают это, чтобы вовремя заметить негерметичность выхлопа. Но задумывались ли вы, из чего сделана выхлопная система вашего автомобиля? Знаете ли вы, что для создания выхлопной системы в автопромышленности в наши дни используется множество материалов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы? Давайте рассмотрим основные:

Назначение выпускной системы автомобиля

Как следует из названия системы, она предназначена для удаления выхлопных газов из мотора. Помимо этой функции данная конструкция служит еще для:

• Гашение звука выхлопа. Когда мотор заведен, в рабочих камерах цилиндров происходят микровзрывы воздушно-топливной смеси. Даже в небольшом количестве этот процесс сопровождается сильными хлопками. Энергии, которая при этом высвобождается, достаточно, чтобы приводить в движение поршни внутри цилиндров. Благодаря наличию элементов с разным внутренним строением шум выхлопа гасится о перегородки, расположенные в глушителе.
• Нейтрализация токсичных отходов. Эту функцию выполняет каталитический нейтрализатор. Данный элемент устанавливается максимально близко к блоку цилиндров. Во время сгорания воздушно-топливной смеси образуются ядовитые газы, которые сильно загрязняют окружающую среду. При прохождении выхлопа через катализатор происходит химическая реакция, в результате которой происходит уменьшение выброса вредных газов.
• Отвод газов за пределы автомобиля. Если установить глушитель сразу возле мотора, то когда автомобиль стоит с заведенным мотором (например, на светофоре или в пробке), отработанные газы скапливались бы под машиной. Так как воздух для охлаждения салона берется из подкапотного пространства, то в этом случае в салон попадало бы меньше кислорода.
• Охлаждение выхлопа. При сгорании топлива в цилиндрах температура поднимается до 2000 градусов. После удаления газов через коллектор они охлаждаются, но даже в этом случае они настолько горячие, что могут травмировать человека. По этой причине все детали системы выпуска изготавливаются из металла (материал имеет большую теплоотдачу, то есть, быстро нагревается и остывает). В результате отработанные газы не обжигают тех, кто проходит мимо выхлопной трубы.

Зачем используются резонаторы

Выхлопная система автомобиля: схема устройства, возможные неисправности и методы диагностики Теперь более конкретно относительно того, для чего нужны резонаторы в автомобилях. Уже название даёт понять, что этот элемент отвечает за резонирование шума или звуковых потоков, которые образуются в процессе работы мотора.

Если говорить простым языком о том, зачем резонатор в выхлопной системе, то это гаситель звуковых колебаний в момент, когда выхлопные газы выходят из камеры сгорания. Но это далеко не все функциональные возможности компонента. На деле резонаторы выполняют одновременно несколько задач, хотя основной считается именно резонирование, либо гашение звуков. Преимущественно низкочастотных.

Специалисты утверждают, что резонатор в конструкции выхлопной системы служит не только для отвода газа и снижения уровня шума. Ещё один момент, для чего служит устройство, заключается в повышении полезной мощности силовой установки. Не зря спортивные автомобили подвергаются специальным доработкам, где стандартный резонатор меняется на более эффективный вариант. В таких случаях размещение элемента происходит непосредственно за прямотоком.

Прямоточная система выхлопа

Крайне важной функциональной особенностью резонатора является его способность снижать температуру выходящих выхлопных газов. Тем самым заметно продлевается срок службы всей системы и глушителя в частности. Как дополнение можно отметить факт снижения уровня вредных выбросов за счёт участия резонаторов в работе выхлопной автомобильной системы

Как дополнение можно отметить факт снижения уровня вредных выбросов за счёт участия резонаторов в работе выхлопной автомобильной системы.

Учитывая функции и назначение этого элемента, возникают вопросы касательно того, можно ли убрать из автомобиля резонатор, что произойдёт и какие последствия возможны. Некоторые считают удаление такого элемента глупостью. Но есть далеко не один такой водитель, который убирал конструкцию.

Для ответа на этот вопрос следует учесть, что будет при эксплуатации автомобиля без резонатора. Произойдёт следующее:

• значительно усилится звук работы выхлопной системы. Иногда он превышает все допустимые нормы, становится крайне неприятным и шумным. Во многом уровень шумности зависит от мощности двигателя и его оборотов;
• особенно заметным повышение шумности будет при низкочастотном диапазоне. Именно гашением низких звуков занимается резонатор;
• повысится температура выходящего выхлопного газа, который проходит через глушитель автомобиля. Это существенно снижает срок его службы. В скором времени глушитель придётся менять;
• нарушится штатное распределение ударных волн в газовой среде. Параллельно поменяются зоны разряжения. Всё это ведёт к заметным потерям двигателя по мощности;
• настройки по расходу топлива также нарушатся. Это приведёт к увеличению потребления горючего.

Полностью отказаться от использования резонатора можно только в определённых ситуациях, когда проводится комплексный тюнинг выхлопной системы с установкой дополнительных элементов и специальной настройкой. Если просто вынуть из выхлопа резонатор, и продолжить эксплуатировать автомобиль в таком состоянии, ничего кроме повышенного шума и ускоренного износа со всеми вытекающими последствиями это не даст.

Возможные неисправности, методы их устранения и варианты тюнинга

Конструкция выхлопной системы является идеальным вариантом для проведения тюнинга легкового автотранспортного средства, благодаря простате монтажа её составных частей и наличием большого ассортимента различных деталей. Самым частым вариантом тюнинга глушителя является установка так называемого прямоточного выхлопа, когда из системы убирается резонатор.

Наиболее частые неисправности выхлопной системы связаны с потерей герметичности деталей или их соединений, уплотнители в которых могут сильно износиться. Для замены уплотнительных элементов, необходимо приобрести ремонтный комплект выхлопной системы, и открутив крепёжные болты, поменять их на новые.

Сделанные из различных сплавов металла детали выхлопной системы, подвергаются значительному нагреву, резкому перепаду температур, и работают в условиях повышенных нагрузок, в результате чего подвержены сильному износу и прогаранию внутренних частей. Определить данные поломки позволит громкий шум работающего мотора и визуальная диагностика выхлопной системы, после проведения которой, повреждённую деталь конструкции необходимо либо заменить на новую, в случае внутренних неисправностей, либо отремонтировать её корпус с помощью электро/газосварки.

В современных автомобилях работа силового агрегата контролируется блоком управления, который получает определённые сигналы от многочисленных датчиков, расположенных на всех его конструктивных узлах. В конструкции выхлопной системы расположен датчик, именуемый лямбда-зондом, замеряющий количество токсичных веществ в отработанных газах. Его неисправность или некорректную работу способен выявить только диагностический стенд, после чего датчик необходимо заменить.

Практическое использование выхлопной системы

 Несмотря на то, что выхлопная система — это один из самых долговечных узлов автомобиля, и здесь находятся причины для больших затрат при ремонте.

 Дело в том, что рано или поздно, наступит момент когда каталитический нейтрализатор (в большинстве случаев) или глушитель забьются сажей на столько, что уменьшенная пропускная способность повлияет на мощность и стабильность двигателя. Поэтому, придется менять в обязательном порядке, катализатор. Стоимость которого может варьироваться от 10 000 до 200 000 рублей в зависимости от модели автомобиля. 

Вид забитого каталитического нейтрализатора

 Но главной причиной поломки всегда является коррозия, которая неизбежно образуется на трубах, сварных швах и всех элементах. Так сложилось, что выхлопная система всегда располагается под днищем машины, что позволяет попадать на нее воде, грязи и агрессивным химическим реагентам с дороги. Кроме этого, процесс образования коррозии усугубляется перепадами температур (особенно в холодное время года). Поэтому, если глушитель не проржавеет, то со временем прогорит.

 Но это те случаи, которые неизбежно произойдут при длительной эксплуатации транспортного средства. Кроме них, можно ускорить процессы используя некачественное топливо, или повредив выхлопную систему при неаккуратной езде, ударившись днищем об бордюр или кочку.

 Также, следует проводить визуальный осмотр системы на предмет правильного крепежа, или состояния крепления. Помните, что нельзя допускать соприкосновения выхлопной системы с кузовом автомобиля или другими элементами. Это может привести к незапланированному ремонту и большим расходам в последствии. Кроме самой выхлопной системы, может нарушиться крепление других элементов, что приведет к соприкосновению с выхлопной системой. К примеру: самый распространенный случай — это трос стояночного тормоза, который может соприкасаться с трубами и порвется через некоторое время.

Инконель

Известный как «суперсплав», Инконель в основном изготавливается из никеля и хрома. Его прочность очень высокая. Благодаря высокой температуре плавления Инконель стал популярным сплавом в аэрокосмической промышленности. Его также часто используют в ядрах ядерных реакторов. 

Знаете ли вы, что в течение многих лет выхлопные системы болидов Формулы-1 изготавливались из сплава Инконель-625? Благодаря этому сплаву конструкторам болидов Формулы-1 удавалось создавать тонкие выхлопные системы гоночным машинам.

Следовательно, это позволяло делать легкие выхлопные системы, что очень важно для конечного веса болида. В том числе выхлопные системы из сплава Инконель идеальны на болидах из-за высокой термостойкости. . Как вы, наверное, догадались, раз этот материал используется в аэрокосмической отрасли и в автомобилях Формулы-1, то речь идет об очень дорогом сплаве

Да, это так. Выхлопные системы из этого сплава стоят огромных денег. Причем не только из-за того, что этот материал сам по себе очень дорог, но и из-за того, что из этого сплава сделать полноценную выхлопную систему очень тяжело. Нет, с ним можно работать и делать сложные конфигурации выхлопных систем, но сам процесс очень трудоемкий. 

Как вы, наверное, догадались, раз этот материал используется в аэрокосмической отрасли и в автомобилях Формулы-1, то речь идет об очень дорогом сплаве. Да, это так. Выхлопные системы из этого сплава стоят огромных денег. Причем не только из-за того, что этот материал сам по себе очень дорог, но и из-за того, что из этого сплава сделать полноценную выхлопную систему очень тяжело. Нет, с ним можно работать и делать сложные конфигурации выхлопных систем, но сам процесс очень трудоемкий. 

Неудивительно, что автомобили, оснащенные выхлопными системами из сплава Инконель, как правило, относятся к автоэкзотике. Например, подобная система установлена на спорткаре Ferrari 488 Pista. 

В мире есть ряд производителей, которые производят для многих спорткаров выхлопные системы из этого суперсплава. Так, например, компания Kline выпускает выхлопные системы из сплава Инконель-625 для Lamborghini Gallardo. Единственный минус этого комплекта выхлопных труб для суперкара – это их стоимость. Стоят они около 750 000 рублей.

Мягкая сталь

Наиболее распространенным в автопромышленности материалом, из которого делают выхлопную систему, является железо, смешанное с небольшим количеством углерода. Выхлопные системы из этого материала дешевы в производстве. Также мягкое железо легко принимает любые конфигурации. 

В том числе выхлопные трубы из мягкого металла вполне неплохо подавляют неприятный звук выхлопа, делая его приятным на слух. 

Но есть в этом материале один важный недостаток. К сожалению, выхлопные трубы из обычной мягкой стали подвержены ржавчине. 

Ранние системы из этого материала производились из необработанного железа и поэтому быстро гнили. 

Затем автопроизводители стали использовать железные выхлопные системы, покрытые цинком, который в некоторой степени противодействует скорой коррозии. Ну и наконец еще один важный минус таких систем – это, конечно, их вес. Дело в том, что стальные выхлопные трубы, как правило, довольно толстые. Почему толстые? Это необходимо, чтобы выхлопная система долго сопротивлялась ржавчине, прежде чем она сделает в трубах сквозную дырку. 

Как сделать тихий глушитель на авто – тюнингуем тишину

Лишь небольшая часть автолюбителей хотела бы иметь на своём авто громкий спортивный выхлоп. Подавляющее большинство водителей, наоборот, озадачено вопросом, как сделать тихий глушитель. Езда может быть комфортной лишь в случае, когда в салон проникает как можно меньше посторонних звуков. Глушитель создаёт свой шумовой фон, который можно значительно снизить. Эффект от этого нельзя не заметить.

Основные способы, как сделать глушитель тише

Прежде чем приступать к модернизации выхлопной системы, следует разобраться в природе повышенного звука выхлопа. С каждым рабочим ходом поршня в камере сгорания цилиндра мотора происходит микровзрыв, который сопровождается существенным резким расширением газов. Естественно своеобразная взрывная волна, после того, как она сделала своё дело и переместила поршень вниз, с открытием выпускного клапана устремляется по выхлопной системе.

Таким образом, природа шума выхлопной системы двойствена:

• звук от расширения газов;
• шум от вибрации элементов выхлопной системы.

Как известно, основным способом борьбы с шумом является увеличение веса элементов. Чем толще металл, тем меньше вибрация и, соответственно шум. Поэтому выпускной коллектор, который первым принимает на себя раскаленные газы из ГБЦ, выполнен таким массивным. Многие автолюбители, которые имели возможность сравнить вес выхлопной трубы отечественного автомобиля и зарубежного, отметили, что детали выхлопной системы иномарок значительно тяжелее. Именно поэтому «наши» авто менее комфортны при звукошумовом сравнении.

Снизить скорость движения газа в выхлопной трубе призваны специальные элементы: резонаторы и глушители. Первым в очереди находится резонатор. Как только газы под давлением попадают в часть трубы с увеличенным объёмом, они сразу теряют часть энергии и дальше продвигаются с меньшим импульсом. В системе лабиринтов глушителя выхлопные газы окончательно теряют свою энергию, рассеиваются. Настоящий тихий глушитель на иномарке довольно тяжелый и имеет несколько отдельных корпусов.

Тихий глушитель своими руками, видео:

Делаем тихий глушитель своими руками

Принимаясь за модернизацию выхлопной системы с целью уменьшения звука выхлопа, следует быть готовым технически и материально. Для работы понадобится полный набор автослесарного инструмента. Кроме того, вам понадобится обязательно:

• сварочный аппарат (желательно полуавтомат или инвертор);
• углошлифовальная машина с набором дисков;
• верстак, оборудованный тисками.

Вариантов модернизации выхлопной системы также два: инсталляция на участке между основным резонатором и глушителем дополнительного резонатора заводского производства или изготовление устройства своими руками.

Рассматривая вопрос о том, как сделать глушитель тише, следует учитывать, что любой из вариантов может повлечь разные расходы. Если автолюбитель не ограничен в бюджете, то можно смело покупать новый резонатор, вырезать часть трубы и вварить его на освободившееся место. Второй способ оказывается более увлекательным и о нём следует рассказать более подробно.

Технология изготовления дополнительного резонатора состоит из следующих этапов:

• изготовление корпуса (бочки) из отрезка стальной тонкостенной трубы или листовой стали в виде двух половинок;
• выполнение на участке трубы выхлопной системы, соответствующем длине корпуса, за основным резонатором отверстий;
• соединение половинок корпуса на трубе с отверстиями и обваривание;
• закладка в полость нового корпуса базальтовой минеральной ваты;
• заваривание торцевых частей резонатора.

В завершение следует обработать сварные швы, зачистить и обезжирить новый резонатор, при возможности покрасить его термоустойчивой краской.

Видео, что такое выпускной коллектор и резонатор?

Дополнительные проблемы тихого автомобиля

После того, как разрешен вопрос, как сделать тихий глушитель, становятся очевидными некоторые проблемные места. В первую очередь следует помнить, что любой из способов изготовление «тихой» системы выхлопа, обязательно приведёт к увеличению веса конструкции.

Это в свою очередь обязывает автолюбителя принять дополнительные меры по усилению кронштейнов и резиновых амортизаторов. Другой момент, который следует учитывать – изменение баланса поступающего воздуха в мотор и выхлопных газов. После модернизации системы выхлопа обязательно следует провести испытания работы мотора в разных режимах и осуществить дополнительные регулировки системы подачи топлива и фильтрации воздуха.

Как получить прямоточный глушитель

Вы решили сделать басистый выхлоп своими руками. Первое, что потребуется — это переделать конструкцию на прямоточную. Работа проходит в три этапа:

• демонтаж старого глушителя;
• подготовка основы конструкции;
• монтаж прямотока и укладка изоляции.

Демонтаж элементов старой выхлопной системы

Аккуратно снимите глушитель, который установлен в транспортном средстве. Вероятно, он будет в стандартном исполнении, которое гарантирует баланс мощности, звучания, изоляции — производители редко оснащают обычные (не спортивные) транспортные средства чем-то другим. Изучите конструкцию выхлопной системы и продумайте, как лучше переделать ее под свои потребности.

Подготовка основы под прямоток

Старый глушитель еще понадобится. Вырежьте его корпус и вскройте, после чего уберите внутреннее наполнение. Именно оно мешает получить тот самый «рык» при езде на высокой скорости, так как выполняет изолирующую функцию.

Далее переходите к сварочным работам. Для начала соедините старую трубу с новой, купленной заранее

Очень важно выбрать трубу диаметром около 20 см. Увеличенный диаметр позволит проходить через ее полость бОльшему объему отработанных газов, а этот как раз делает звучание раскатистым

Новый элемент следует приварить в корпус, оставшийся от снятого старого элемента выхлопной системы.

Обратите внимание: визуально конструкция должна выглядеть так же, как и раньше, до демонтажа. В противном случае у вас возникнут проблемы при закреплении конструкции на днище

В будущем, если вы займетесь тюнингом на профессиональном уровне, будет больше возможностей для экспериментов. Основным материалом должна быть прочная жаростойкая сталь — температура газов очень высокая и может повредить изделие низкого качества из тонкой стали.

Прежде чем перейти к тому, как сделать выхлоп басистым, позаботьтесь о внешнем виде выступающей части трубы. Многим автовладельцам он кажется неэстетичным. Если вы относитесь к ним, используйте специальные насадки — они продаются в специализированных магазинах.

Укладка изоляции

Чтобы звучание получилось мощным, а компоненты машины, расположенные в области днища, не перегревались из-за новой трубы, необходимо использовать жаростойкую изоляцию. Ею плотно, избегая пробелов, обматывают сваренную конструкцию. Действует такое правило: чем плотнее изоляция, тем более рычащим становится звучание выхлопа. Изоляцию дополнительно защищают сверху тонким слоем нержавеющей стали, а затем стягивают стальными хомутами. Готовую конструкцию можно вернуть на основное место работы.

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.

Резонатор своими руками

Перед тем как проектировать и собирать резонатор собственной конструкции необходимо понимать одну простую вещь. Чем толще материал, из которого изготовлена выхлопная система (в том числе резонатор), тем более эффективной будет борьба с вибрациями и возникающими шумами. Именно по этой причине выпускной коллектор, который первый принимает на себя газы из ГБЦ, имеет такой внушительный вес.

Однако при выборе материала не стоит переусердствовать и выбирать слишком массивные заготовки. В противном случае масса резонатора будет значительной, а это скажется на динамических характеристиках автомобиля, и нагрузке на его ходовую часть.

Существует ряд причин, по которым автовладельцы самостоятельно изготавливают резонаторы выхлопа. Одной из них является уменьшение шума, который производит стандартный заводской глушитель. Обычно для этого в систему выхлопа газов устанавливают дополнительный резонатор. Вторая причина — изготовление и установка прямоточного резонатора автомобиля. Его особенности заключаются в следующем:

• уменьшение потери мощности двигателя (на самом деле незначительно, составляет около 5. 10%);
• изменение звукового фона работы двигателя и выхлопной системы (для любителей низкого звука).

Для изготовления прямоточного резонатора вам понадобятся:

• набор слесарных инструментов;
• сварочный аппарат (желательно пользоваться современными полуавтоматами или инверторами);
• углошлифовальная машина с набором отрезных и шлифовальных дисков.

Конструкция резонатора будет отличаться в зависимости от используемые материалов и фантазии автовладельца. Предлагаем для вас один из вариантов самостоятельного изготовления прямоточного автомобильного резонатора:

• Предварительно подготовьте трубу, которая будет внутренней основой резонатора. Она должна быть такого же или немного большего диаметра, чем у заводского. Следите за тем, чтобы ее можно в дальнейшем без труда приварить к имеющейся системе, поэтому не выбирайте слишком большой диаметр (при условии отсутствия возможности присоединить трубу при помощи фланца).
• Далее в этой трубе необходимо просверлить отверстия, аналогично стоковому резонатору.
• После этого необходимо найти трубу немного большего диаметра (примерно на 3. 5 см), которая будет служить в качестве внешнего корпуса. Ее длину нужно сделать меньше (зависит от конструкции, в среднем на 5. 10 см с каждой стороны).
• Изготавливают заглушки, необходимые для герметизации корпуса с торцов. Для этого используют листовой металл, где отрисовывают внешние диаметры большой и малой труб. После вырезают заготовки и обрабатывают при помощи шлифовальной машинки.
• Трубу с большим диаметром надевают на трубу с меньшим диаметром, а полость между ними набивают стекловатой (а лучше современной минеральной ватой с хорошими тепло- и звукоизоляционными характеристиками).
• Далее нужно с торцов заварить места по краям трубы с большим диаметром изготовленными заранее заглушками.
• После выполнения сварочных работ следует очистить швы при помощи угловой шлифовальной машины. После этого стоит их окрасить.
• Последний этап — это вваривание нового резонатора в систему выхлопа газов автомобиля. После проведения работ также очистите сварочные швы.

Резонатор своими руками

Приведенный алгоритм является приблизительным. Существует большое разнообразие вариантов самодельных резонаторов. В отдельных случаях их попросту выбрасывают из системы, устанавливая вместо них кусок трубы. Однако не советуем вам так делать, поскольку существенного дополнения к мощности автомобиля вы не получите, а вот дополнительный рев выхлопной трубы гарантирован!

Дополнительные проблемы

После установки самостоятельно изготовленного резонатора автовладелец наверняка столкнется с рядом проблем, которые необходимо обязательно решить. В первую очередь речь идет об увеличении массы системы отвода газов, и соответственно, автомобиля в целом. Это актуально в том случае, если вы использовали тяжелые металлические элементы для изготовления резонатора. Поэтому может возникнуть ситуация, когда нужно заменить кронштейны и/или амортизаторы. То есть, усилить их. В противном случае корпус машины “просядет”, а ходовая часть будет испытывать дополнительную нагрузку.

Кроме этого, замена резонатора влечет за собой изменение соотношения поступающего в двигатель воздуха и количества выхлопных газов. Поэтому опытным путем необходимо выявить, какие оптимальные настройки выбрать, и провести соответствующие регулировки в подаче топлива и фильтрации воздуха.

Какая система подходит мне?

Все, конечно, зависит от того, каким вы владеете автомобилем, и размера вашего кошелька. Для большинства автолюбителей будет достаточно той системы, которая была установлена на заводе в стандартной комплектации. Поверьте, с учетом того, что многие водители ездят не много, ваша выхлопная система, скорее всего, сгниет уже у другого собственника, после того как вы продадите автомобиль.

Если же вам важно, чтобы ваша выхлопная система прослужила максимально долго, то приобретите выхлопные трубы из нержавеющей стали. Благо сегодня на рынке полно производителей подобной продукции

Это будет самым экономичным вариантом для большинства. Вы получите коррозионную стойкость выхлопных труб по приемлемой цене. 

Если же у вас есть деньги и какой-нибудь редкий спорткар или тюнинговый внедорожник, то, конечно, вы можете потратиться на выхлопную систему из титана или Инконеля. Но помните, что, переплатив огромные деньги, вы не получите большую и реальную выгоду.