Глушитель (акустический фильтр)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Глушитель — устройство для снижения шума от выходящих в атмосферу газов или воздуха из различных устройств.

В системах вентиляции используются шумоглушители для снижения передаваемого по вентиляционным каналам шума от вентиляционного оборудования.

Оружейный глушитель уменьшает шум выстрела.

Наиболее известны и распространены глушители шума выпуска двигателей внутреннего сгорания, в частности автомобильные глушители.

Глушители легковых автомобилей[править | править вики-текст]

Система выпуска отработанных газов в легковых автомобилях состоит из следующих друг за другом элементов:

  • Приёмные трубы глушителя (выпускной коллектор, так называемые «штаны» или «паук», из-за внешнего сходства) — раздельно идущие от каждого цилиндра трубы, сходящиеся в одну. Независимые трубопроводы уменьшают влияние цилиндров друг на друга. Всегда крепится (цельное изделие) жёстко к двигателю (головке цилиндров).
  • (опционально) Полужёсткая гофра — (специальная, для выпускной системы) — применяется в последнее время. При её отсутствии соединение жёсткое («труба в трубу» или фланец).
  • Пламегаситель или «предварительный глушитель» (также известный как «резонатор») — обеспечивает отражение волн выхлопа (отсюда название «резонатор») и первую ступень снижения шума и пульсаций газов.
    • (или, опционально) Каталитический нейтрализатор отработавших газов (в просторечии «катализатор») — преобразует некоторые продукты выхлопа в менее опасные для природы и человека, устанавливается сразу после приёмных труб, так как требует достаточно высокой температуры для своего функционирования. Заменяет собой пламегаситель (то есть — из них ставится что-то одно).
  • Труба от пламегасителя или каталитического нейтрализатора (разъёмное соединение) до глушителя (приварена).
  • Собственно глушитель, основная рабочая часть (на автомобильном сленге «банка», «бочонок»). Представляет собой герметически закрытую (от внешней среды) металлическую камеру объёмом в несколько литров (чем больше объём, тем эффективнее), внутри которой имеются многочисленные перегородки с отверстиями, образующие расположенные в шахматном порядке камеры. При прохождении газов 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, выходящая из глушителя (приварена) и выпускающая отработавшие газы в атмосферу. На мощных автомобилях может быть несколько (две, четыре) небольших параллельных выхлопных трубы.
  • (опционально) Наконечник выхлопной трубы - чаще всего хромированный отрезок трубы чуть большего диаметра - может быть съёмным и устанавливаться владельцем отдельно. Служит для улучшения внешнего вида (приведения всех внешних элементов автомобиля к общему стилю).
Каталитический конвертер автомобиля Dodge Ram Van (1996 год)
Двойная выхлопная труба на легковом автомобиле. Трубы выходят из глушителя и заканчиваются наконечником

Глушитель и трубы, по причине их жёсткой (через гофру — полужёсткой) связи с вибрирующим двигателем, а также из-за вибраций, порождаемых выхлопными газами, крепятся (чаще всего — подвешиваются) к кузову через резиновые элементы-демпферы.

На мощных легковых автомобилях, а также грузовиках, могут устанавливаться два независимых выпускных тракта. Обычно это применяется для продольно установленного V-образного двигателя (отдельные тракты от левой и правой головок цилиндров).

Применяемые материалы и условия работы[править | править вики-текст]

На двигателях сравнительно небольшой мощности (примерно до 100 кВт) применяют приёмные трубы из жаропрочной стали, на более мощных двигателях используют выпускной коллектор — литьё из чугуна.

Автомобильные глушители (а также трубы и резонаторы) производятся из:

  1. Из нержавеющей стали (практически отсутствуют в продаже из-за большой стоимости и длительного срока изготовления на заказ). Производятся для наиболее популярных марок автомобилей. Срок службы — не менее 10-15 лет.
  2. Из алюминизированной стали (то есть стали, покрытой алюминием) (наиболее распространены на отечественном и европейском рынке; срок службы таких глушителей 3-6 лет);
  3. Из обычной (чёрной) стали без покрытия. Срок службы от 6 месяцев до 2 лет.

Элементы выпускной системы работают при очень высокой температуре — сотни градусов, поэтому обычные антикоррозионные покрытия (краска, мастика) могут защитить металл лишь при хранении и транспортировке, после установки они обгорают.

С наружной стороны (выпускная система монтируется под днищем кузова) на металл глушителя попадает много грязи и воды, однако здесь основное влияние не коррозии (от температуры вода быстро испаряется), а тепловых ударов, которые постепенно ослабляют металл. Для защиты от этого выпускную систему располагают ближе к центральной оси кузова и, по возможности, в нишах днища.

С внутренней стороны, на глушитель действует раскалённый пульсирующий поток газов, что само по себе вызывает старение и эрозию металла. Кроме того, на холостом ходу и прогреве двигателя газы в трубах успевают охладиться ниже точки росы, что приводит к выпадению конденсата в глушителе (если поездки короткие, он может быть там постоянно), и соответственно — коррозии изнутри.

Эти неблагоприятные факторы и определяют сравнительно короткий срок службы выпускной системы в легковых автомобилях. Повреждение («прогар», «прогорание глушителя») может быть внутренним (увеличивается шум) и внешним (небольшое сквозное отверстие, через которое с характерным цокотом выходят газы).

Система выпуска маломощных ДВС[править | править вики-текст]

Состоит из приёмной трубы (патрубка, коллектора) и глушителя. Приёмная труба выполняет две основные функции: 1) обеспечивает относительно беспрепятственный выход газов в течение такта выпуска и 2) позволяет отделить глушитель от цилиндра и расположить его в удобном месте. Глушитель при этом, как правило, небольших размеров и крепится только к приёмной трубе (либо ещё одной точке опоры — мотоциклы, мотоблоки).

В особо малых моторах (бензопилы, мотокосы) глушитель крепится непосредственно к цилиндру.

В лодочных моторах иногда применяется выпуск отработанных газов в воду.

Несовершенство глушителей (из-за требований малых размеров или экономии) на маломощной технике является основной причиной её повышенной шумности.

Влияние турбонаддува на глушитель[править | править вики-текст]

Так как турбина поглощает значительную часть энергии отработавших газов, применение турбонаддува позволяет уменьшить размер глушителя (на тракторах даже исключить его совсем)

См. также[править | править вики-текст]