О глушителях

Можно ли обойтись без глушителя? В принципе, да. В тех специфических условиях, когда уровень шума не играет роли — например, на автомобильных гонках. Всякий комфорт чего-нибудь да стоит, и глушитель не исключение — он отнимает некоторую толику мощности двигателя, поэтому гоночные автомобили, как правило, глушителями не оборудованы. Однако не следует думать, что стоит оторвать у машины глушитель и она поедет быстрее — это распространенное заблуждение.
Выпускной тракт современного автомобиля — это сложная и тонко рассчитанная система, подобранная именно к данному двигателю. Параметры этого тракта привязаны к таким характеристикам как рабочий объем и мощность, а также степень сжатия и диапазон оборотов двигателя. Измените параметры и что получится? Мощность может возрасти, может не измениться, а может даже и уменьшиться! Все зависит от характеристик конкретного автомобиля.
Еще более неосторожным решением будет ставить на машину глушитель от другого автомобиля, даже если удастся подогнать его по размерам и крепежу — результат непредсказуем. Финансовые трудности частенько толкают отечественного автовладельца на странные технические решения. В немалой степени это касается и глушителей. Если автомобиль неожиданно взревел не своим голосом, а визуальная диагностика подтвердила, что дело в глушителе — замена его будет единственно разумным решением. Но, увы, не всегда дешевым… Особенно это касается иномарок, которых на улицах наших городов уже немало: часто цена нового глушителя сравнима с остаточной стоимостью автомобиля.

Глушитель — штатная конструкция автомобиля, предназначенная для снижения шума автомобиля. Без глушителя существование автомобилей с дизельным или бензиновым двигателем было бы невозможным, поэтому примитивные глушители появились у первых автомобилей. Об этом говорят простые цифры. Если шум грузового автомобиля с глушителем на расстоянии 7,5 м составляет ~ 80 дБ (А), то без глушителя этот шум может достигать 100-110 дБ (А). Представим, что 110 дБ (А) — это шум в нашем отечественном танке. Представьте себе, по городу несутся сотни танков.
И все-таки, несмотря на глушители, автомобиль — основной источник акустического загрязнения окружающей среды. До 90% загрязнения в городах дает автомобильный транспорт. Шум на оживленных магистралях может достигать 75-80 дБ (А) (при норме шума в жилой застройке в дневное время 55 дБ (А). Повышенный шум причина не только тугоухости, но и заболеваний сердечно-сосудистой нервной системы. Из-за повышенного шума повышается кровеносное давление, снижается качество переработки информации, ухудшается общее самочувствие, возникают неврозы, бессонница. Шум- чума XX века, он как был бедствием в XX веке, так и остается бедствием XXI. По данным комиссии ЕС 20% жителей благополучной Европы живет в «черной» зоне, когда шум существенно превышает допустимые нормы, еще 40% живет в «серой» зоне, когда шум носит беспокоящий характер. Примерно 1/3 населения больших городов России страдает от шума. На борьбу с шумом тратятся громадные деньги: ЕС до 38 млрд. экю ( >1% ВВП -1995г). Это расходы только на борьбу с шумом в городах, а сколько тратят на шумозащиту самолетов (до 20% его стоимости), автомобилей (до 10%), в том числе ставят глушители. Во всех странах есть «Законы о шуме», которые реализуют принцип «Загрязнитель платит». Осуществляется жесткая и целенаправленная политика введения и регулярного ужесточения норм по шуму, в том числе транспортных средств. Так нормы шума автомобилей за последние 3D лет ужесточились на 10-14 дБ (А) (а самолеты на 30 дБ (А) ). Сейчас технические нормы шума (директива ЕС 92*97):
Легковые- 74 дБ (А)
грузовые- 80 дБ (А)
Конструкция глушителя
Для каждой модели автомобиля существует своя конструкция системы выпуска отработанных газов, имеющие свои особенности. Кроме снижения шума, современные глушители выполняют множество различных функций: предотвращение попадания токсичных выхлопных газов в салон, сохранение мощности двигателя при сниженном потреблении топлива, предотвращение загрязнения окружающей среды.
• Приемная труба
Приемная труба крепится к блоку цилиндров двигателя, и отработанные газы попадают в нее непосредственно из выпускного коллектора. Поэтому температура здесь может достигать 1000 градусов, что накладывает дополнительные требования к материалам.
• Катализатор
Сегодня на всех современных автомобилях установлен один или несколько катализаторов. Катализатор преобразует вредные примеси выхлопных газов в безвредные. Это достигается прохождением газов через множество металлических или керамических сот, поверхность которых покрыта благородными металлами, чаще всего платиной и палладием. Благодаря этому происходит реакция нейтрализации.
• Передний глушитель
Передний глушитель, называемый часто резонатором, кроме снижения уровня шума, обеспечивает уравновешивание пульсаций потока выхлопных газов.
• Средняя труба
Средняя труба, соединяющая передний и задний глушитель, обычно имеет довольно сложную форму, так как она должна обогнуть задний мост, и элементы подвески.
• Задний глушитель
Задний глушитель выполняет функцию, окончательного глушения шума, при помощи звукопоглощающего волокна или сложной внутренней структуры. Единственная часть выхлопной системы, которую видно на автомобиле со стороны. Благодаря этому является первым элементом для тюнинга выхлопной системы.

Гофры

Гибкое соединение, компенсатор колебаний, «гофра» и т. п. — предназначены для компенсации тепловых расширений и механических колебаний выхлопной системы. Изготовлены из специальным образом собранной в гармошку нержавеющей трубы толщиной 0,25-0,3 мм или сварены из нержавеющей, профилированной ленты методом навивки. Такая гофрированная труба герметична и может гуться и сжиматься, ее техническое название — сильфон. В конструкцию автомобильного компенсатора колебаний входят концевые втулки для легкого монтажа к трубопроводу и армирующие экраны, которые предотвращают сильфон от избыточных деформаций.
Катализаторы

Каталитический нейтрализатор – это полное, официальное название того, что ваши соседи по гаражу называют попросту катализатор. Старые справочники по устройству автомобилей упоминают катализаторы как дополнительную опцию. Меж тем в большинстве сегодняшних автомобилей (особенно импортных) катализатор – обязательная, необходимая запчасть. Это естественно: забота об экологии – актуальная тенденция в развитии современных технологий, а назначение катализатора состоит как раз в окислении вредных соединений в выхлопных газах. Для этого в катализаторах применяются соли платины, родия или палладия. Именно поэтому катализаторы недешевы.
Классификация катализаторов. Слабости катализаторов
Тип носителя каталитического слоя катализатора. Каталитический слой (соли платины, например) наносится в катализаторе либо на керамическую вставку в виде сот, либо на металлическую ленту. Керамические катализаторы дешевле и шире распространены, но они хрупкие, и в конечном счете их использование может обойтись дороже. Удар камнем на дороге или капли воды из лужи, упавшие на раскаленный катализатор – и керамические соты раскалываются. Еще одна причина разрушения катализатора – неправильно отрегулированная система впрыска. Если двигатель не заводится сразу, то не сгоревшая топливная смесь скапливается перед катализатором и после ее взрыва также возможно разрушение сот катализатора. Покупатели керамических катализаторов должны помнить и о керамической пыли. Катализатор стареет, его керамический блок, несмотря на внешнюю целостность и сохранность своих основных свойств, понемногу разрушается. Керамическая пыль попадает в камеру сгорания и приводит к преждевременному износу стенок цилиндров и, соответственно, к более раннему ремонту двигателя. Иногда, при разборе двигателя для ремонта, в цилиндрах находят даже небольшие кусочки керамики. Отсюда вывод: стоит менять керамический катализатор каждые 100 000 км пробега, несмотря на то, рабочий он или нет, как это делают в Европе.
Катализатор с металлическим блоком надежнее и дольше выдерживает различные механические нагрузки. Но и керамический, и металлический каталитические нейтрализаторы одинаково боятся следующих вещей:
некачественный или этилированый бензин;
попадающие в камеру сгорания масло или антифриз;
«левые» технические жидкости, используемые в целях промывки топливной системы;
переобогащенная топливная смесь;
долгая работа двигателя на холостом ходу.
В результате их пагубного влияния не только теряется способность катализатора дожигать вредные примеси, но и засоряются каналы. А это чревато уменьшением их общего проходного сечения, потерей мощности и перегревом самого нейтрализатора, корпус которого может даже раскалиться до красного цвета. Известны случаи, когда от раскаленного катализатора расплавлялась алюминевая теплозащита и загоралось антикоррозийное покрытие днища. Внутреняя температура неисправного каталитического конвертора настолько велика, что керамика может сплавляться и полностью забивать собой проход для выхлопных газов. Ремонт двигателя после этого почти неизбежен.
Место расположения катализаторов в выпускной системе. Это второй важный для автовладельца отличительный признак катализаторов. У большинства автомобилей каталитический нейтрализатор расположен или же сразу за приемной трубой глушителя или совместно с ней, составляя одну деталь. Другой вариант расположения нейтрализатора – непосредственно в выпускном коллекторе (реже после него, перед приемной трубой). С точки зрения ремонта – это самый неудачный вариант. На современных автомобилях (выпущенных позже конца 1990-х годов), катализатор, как правило, находится в коллекторе – такая конструкция облегчает выполнение экологических норм ЕВРО 4. Поскольку каталитический нейтрализатор выхлопных газов находится близко к камере сгорания, он быстрее прогревается до рабочей температуры и лучше сохраняется от внешних воздействий и резких перепадов температуры. Увы! При этом часто страдает сам коллектор. Треснутый выпускной коллектор – одно из последствий перегрева катализатора, а стоимость коллектора с катализатором обычно намного выше, чем стоимость коллектора простого. Поэтому владельцы автомобилей с таким расположением катализатора вынуждены, в случае его выхода из строя, платить больше и за саму деталь и за работу по ее установке
Пламегасители

Пламегаситель (пламягаситель – неверное написание, кстати) – это не термин. Учебники и справочники по устройству автомобилей знают понятие «предварительный глушитель» (или «передний глушитель»). Пламегаситель устанавливается сразу после приемной части (штанов). Другое название этой детали глушителя – резонатор. Точнее, пламегаситель (предварительный глушитель) является одним из видов резонаторов. Отличие пламегасителя от других резонаторов в том, что он подвергается наиболее высоким нагрузкам в системе выпуска отработанных газов.
Задачи пламегасителя:
смешение потоков выхлопных газов из разных цилиндров в один поток
снижение давления выхлопных газов (для уменьшения нагрузки на следующие части глушителя)
прием избыточной температуры (по возможности).
Корпус пламегасителя должен быть прочным и выдерживать высокие температуры и вибрации. Даже при самом экономичном исполнении предварительный глушитель должен быть двухслойным, выполненным из стали 3-4 мм, а лучше всего – из 2-3мм нержавейки.
Какой резонатор можно назвать пламегасителем?
Давайте рассмотрим конструктивные особенности пламегасителя.
По упрощенной схеме глушители шума делятся на активные, где используется принцип поглощения звуковых волн, и пассивные, где звук гасится за счет отражения звуковых волн. Употребляемый в первом случае наполнитель (базальтовое или синтетическое волокно) не выдерживает большой температуры выхлопных газов в передней части глушителя и выгорает за несколько месяцев, если он защищен нержавеющей сеткой, и за несколько дней, если не защищен ничем. Поэтому метод отражения все таки более приемлем для детали, подвергающейся большому температурному воздействию.
Корпус пламегасителя должен быть обязательно двухслойным, дабы колебания внутреннего слоя гасились наружным, в противном случае сам корпус при резком ударе в него звуковой волны будет дребезжать как консервная банка. Требования к материалу, из которого изготовляются внутренние части пламегасителя, уже не такие строгие, так как в начале выхлопной системы коррозия внутри практически не развивается, в отличие от задних частей, в которых скапливаются конденсат и влага, попадающая через выходной патрубок глушителя. Так же не стоит забывать и об объеме самого пламегасителя, от которого зависит, как будут работать следующие за ним детали (резонатор и глушитель). При недостаточном его объеме в резонаторе или в глушителе при резком нажатии на педаль газа обычно возникает