Что такое прямоточная система выхлопа
Чтобы понять для чего устанавливать прямоточный глушитель, нужно знать, как работает выхлопная система автомобиля в целом и каковы ее задачи.
Основные задачи:
- Наполнение цилиндров подготовленной топливовоздушной смесью, а в дизельных авто – формирование топливной смеси в камере сгорания;
- Обеспечение вывода газов отработанного топлива от двигателя и салона за пределы автомобиля;
- Уменьшение выброса токсичных газов и вредных веществ в атмосферу благодаря встроенному каталитическому нейтрализатору;
- Уменьшение уровня шума в салоне и окружающем пространстве.
Принцип работы выхлопной системы, частично основан на законе инерции.
Благодаря действию данного закона за клапаном выпуска формируется зона разряжения в которую и устремляются газы, а их место сразу же занимает свежая порция топливной смеси.
Происходит это благодаря тому, что фазы впуска топлива и выпуска газов перекрывают друг друга, так предусмотрено в конструкции современных двигателей.
После закрытия выпускных клапанов, рядом с зоной повышенного давления, сформировавшейся в результате выхода выхлопных газов под напором, в коллекторе формируется еще одна зона — низкого давления, которая перемещаться по выхлопной трубе со скоростью звука.
Попадая в глушитель, зона разряжения встречает сопротивление в виде перегородок, отражается и идет в обратном направлении к клапанам.
Идеальный случай, когда данная зона подойдёт к мотору в момент открытия клапанов, но зависит это от частоты работы двигателя и расстояния до препятствия.
А так как в современных машинах такое расстояние большое, зона разряжения от одного цилиндра в итоге в момент открытия клапана, попадает к другому, а не к тому, от которого уходила.
Благодаря конструкции «паука» (выпускного коллектора), где предусмотрены трубы одной длины, происходит эффект затухания колебаний, так как зоны разряжения уходят из 4 –х труб в одну, где на стыке последних создается сопротивление, а также они частично гасят друг друга.
Но в шумоподавлении лидирующую роль играет глушитель, ведь выпускной коллектор и другие элементы неспособны сильно уменьшить шумность.
Но на многих спортивных автомобилях такое устройство можно и не найти, роль глушителя там играет специальная турбина, которая сглаживает колебания и уменьшает силу выхлопа за счет перемалывания выходящего потока газов.
Как сделать глушитель басистым
Как уменьшить звук прямоточного глушителя?
Стало модным устанавливать вместо штатных глушителей прямоточные, и против такой модернизации выхлопной системы автомобиля, а также тех плюсов, которые она приносит, трудно поспорить. Многие автолюбители устанавливают спортивные глушители из-за особого басовитого, благородного, спортивного звука, который характерен прямоточной системе. Однако со временем басовые нотки могут надоесть, или создавать некоторые проблемы с окружающими, или привлекают дополнительное внимание органов автоинспекции. Другими словами, у вас появилась проблема, как приглушить звук прямоточного глушителя?
Виды устройств
В стандартную схему выхлопной системы современного автомобиля входят резонатор (идет первый от двигателя) и сам глушитель.
Резонатор обрезает низкочастотные колебания, а глушитель как низкочастотные, так и высокочастотные, что в комплексе приводит к хорошему результату.
Но в указанную выше схему как совместно, так и по отдельности могут входить следующие типы глушителей:
- Из алюминированной стали;
- Из нержавеющей стали;
- Глушители ограничители, поглотители и отражатели;
- Резонаторного типа;
- Прямоточные (спортивные) аналоги.
Из алюминированной стали
Устройства из аллюминированной стали характеризуются не только большим сроком службы, от 5 до 10 лет, но и высокой ценой.
Подобрать такой глушитель для своего авто будет затруднительно, так как выпуском таких устройств занимаются только несколько компаний, а самому сделать будет проблематично.
Из нержавеющей стали
Устройства недорогого сегмента, но и срок службы у них всего от 2 до 5 лет. Большой плюс – можно подобрать элемент практически к любому автомобилю.
Ограничители
Используются, как правило, в виде дополнительного устройства, устанавливаемого перед основным.
Принцип работы основан на создании низкого акустического сопротивления.
Конструктивно это выполнено так – в трубе большой диаметр переходит в маленький, затем идет резкое увеличение объема по принципу большой бутылки с узким горлышком. Звук, заходя в большое пространство, уменьшается.
Отражатели
Используются в качестве вторичного глушителя, установленного после основного.
Выхлопные газы попадая в устройство, встречают на своем пути группу акустических зеркал. Отражаясь, от них поочередно газы рассеивают свою энергию, а на выходе получается слабый звук.
Поглотители
Могут использоваться в качестве основного глушителя. Принцип работы основан на поглощении колебаний пористым материалом, как правило, стекловатой, волокна которой колеблясь нагреваются, тем самым преобразуя звук в тепловую энергию. Конструктивно близки к прямоточным аналогам.
Считаются малоэффективными, так как поглощают только высокочастотные колебания, низкочастотные же пропускает.
Резонаторного типа
Как правило, используются первыми в выхлопных системах в качестве дополнительных.
Принцип шумопоглощения основан на наличии камер разного размера, проходя которые звук эффективно приглушается.
Устроено все так: по центру резонатора проходит труба с прорезями, которую вокруг окружают камеры разного объема. Через прорези выхлопные газы проникают в камеры, где теряется их энергия.
После этого звуки попадают в основное устройство, где еще больше уменьшаются.
Прямоточные
Еще их называют спортивными глушителями. Как правило, изготавливаются из нержавеющей стали. Устанавливаются на спортивные и тюнингованные автомобили.
После установки прямоточного глушителя улучшается всасывание в цилиндры топливовоздушной смеси, понижается сопротивление в выхлопной системе создаваемое обычными аналогами.
Прямоточный глушитель конструктивно чем-то похож на резонатор, имеется такая я же труба с отверстиями и пустые полости, отгороженные перегородками. Только вот сами полости заполняются базальтовой ватой (или другим материалом), которая выдерживает большие температуры.
Состоящая из длинных минеральных волокон базальтовая вата хорошо поглощает звуки, но только до того времени, пока ее не выдует из прямоточника и даже специальные заградительные металлические сетки не спасают ситуацию.
Если прямоточный глушитель, при постукивании по нему, начал звучать как пустая металлическая емкость, то его нужно снова заполнять ватой или менять. Да и звук, издаваемый выхлопной системой, будет другим.
Наполнитель для глушителя автомобиля
Вопрос о наполнителе для глушителя автомобиля имеет смысл при обсуждении прямоточных устройств, которые в штатной комплектации автопроизводители не устанавливают. Но немало людей становятся клиентами тюнинговых мастерских, желая изменить обычный звук своей машины на выразительный рев или прибавить к мощности двигателя еще 5-10%. Такая добавка реальна, если удалить все препятствия, которые приходится преодолевать выхлопным газам до выхода в атмосферу:
Их принцип работы основан на том, что в прямой трубе сверлится множество отверстий, через которые акустическая волна распространяется наружу и попадает в слой пористого поглотителя. За счет трения частиц и колебания волокон энергия звуковой волны эффективно преобразуется в тепловую, что решает задачу понижения шумности выхлопа.
Минеральная вата для глушителя
Используемый в роли набивки материал подвергается экстремальным влияниям раскаленных газов, температура которых может достигать +800°C, и работать при пульсирующем давлении. Наполнители низкого качества не выдерживают подобную эксплуатацию и быстро «выгорают». Звукопоглощающие свойства детали исчезают полностью и появляется неприятный громкий звенящий гул. Нужно заменить набивку в мастерской или самостоятельно.
Базальтовая вата
Каменная или базальтовая вата производится из расплавленных горных пород группы базальтов. Используется в строительстве в качестве утеплителя благодаря долговечности и негорючести. Способна длительно выдерживать температуры до 600-700°C. Благодаря широкому спектру плотности, есть возможность подобрать материал с необходимой устойчивостью к нагрузке.
Базальтовую вату несложно купить в строительных супермаркетах. В отличие от асбеста, не опасна для здоровья. От других минеральных плит отличается структурой, в которой волокна расположены в двух плоскостях – как горизонтально, так и вертикально. Это повышает срок службы материала, использованного как набивка глушителя автомобиля.
Стекловата
Другой тип минерального волокнистого материала, изготовленного из такого же сырья, как в обычной стекольной промышленности. Также широко используется в строительстве в качестве теплоизоляционного и звукоизоляционного материала, поэтому недорога и доступна для покупки. Однако температурный предел ее эксплуатации много ниже, чем у базальтовой, и не превышает 450°C. Еще одно неприятное свойство: вещество при механическом воздействии (оказавшись в потоке горячего газа) быстро распадается на микроскопические кристаллы.
Асбест
Иногда у человека, взявшегося самостоятельно ремонтировать выхлоп своей машины, возникает соблазн заполнить глушитель автомобиля асбестом. Привлекают действительно выдающиеся теплоизоляционные качества этого материала, способного противостоять нагреву до 1200-1400°C. Однако неопровержимо установлен сильный вред здоровью, который асбест приносит при вдыхании его частиц.
Комплект набивки для выхлопной системы
По этой причине хозяйственное применение асбеста ограничено только теми сферами, где он незаменим, при условии соблюдения защитных мероприятий. Необходимость рисковать собой ради условного удовольствия от «фирменного звука автомобильного выхлопа» вызывает серьезные сомнения.
Подручные средства от народных умельцев
В поисках наилучшего решения при замене набивки глушителя народное творчество находит оригинальные варианты. Встречаются отчеты о применении в этом качестве металлических мочалок для мойки посуды, разнообразных термостойких волокон. Наиболее разумным представляется опыт использования стальной стружки из отходов металлообрабатывающего производства.
Издаваемые звуки и их особенности
После установки прямоточной системы выхлопа сразу меняется исходящий от машины звук, как правило, он низкочастотный «рычащий», «басистый» и «бубнящий».
Это происходит потому, что размещенная в полостях прямотока минеральная вата убирает только высокие частоты, оставляя при этом неизменными низкие басы.
Также очень сильно уменьшается сопротивление выхлопным газам, а это влияет на увеличение мощности двигателя (но только в комплексе с другими мероприятиями).
Но характер звуков во многом зависит от количества отверстий и их диаметра в центральной трубе, а также характеристик материала, заложенного в полости.
Как было замечено, минеральная вата не держит низкие частоты, а ведь двигатель в большинстве случаев издает звуки именно в низком диапазоне.
Поэтому не удивительно, когда автомобиль с прямотоком издает через глушитель звуки работы мотора, и чем с большей частотой последний работает, тем сильнее закладывает уши.
Особенно хорошо это ощущается в салоне автомобиля, когда такие звуки, совпадая по частоте с колебаниями кузова (а они приближены к частоте работы двигателя), приводят к резонансным колебаниям внутри машины и сила звука увеличивается в разы.
Поэтому сделать тихий прямоточный глушитель практически невозможно.
Виды глушителей и их отличия
Насчитывают 4 типа глушителей по способу поглощения акустических волн:
Схема отражательного обратноточная, остальных — прямоточная.
Отражательные
Если в автомобиле устанавливают один глушитель, то используют отражательный вариант. В нём применяют принцип «ломания» потока выхлопных газов за счёт создания нескольких перегородок, камер расширения и поворотов. Громкость выхлопа снижена до нормативных показателей. По этой причине подавляющее большинство заводских автомобилей оснащают отражательным типом.
самый популярный для заводской конфигурации автомобиля
Недостаток такого вида глушителя — снижение мощности двигателя из-за сопротивления системы выпуска потоку отработавших газов.
Резонаторные
На систему выпуска мощных двигателей в качестве первой ступени устанавливают резонаторный глушитель. Он состоит из перфорированной трубы, помещённой в корпус. Корпус делится на две или три секции. Энергия отработавших газов ослабляется за счёт ступенчатого понижения давления.
устанавливается как первая ступень гашения энергии выхлопа
Деталь снижает силу звуковых колебаний и сохраняет мощность двигателя при свободном течении потока выхлопных газов.
Ограничительные
В ограничительных глушителях поток газов проходит через диафрагму или конусное сужение, что приводит к снижению мощности мотора. Акустическая защита таких устройств невысока, так как диафрагма не препятствует прямолинейному движению звуковой волны.
Поглотительные
Гасящую функцию для звуковых колебаний в поглотительном глушителе выполняет мелкопористый негорючий материал, расположенный в пространстве между перфорированной трубой и корпусом. Конструкция похожа на резонаторный тип. На снижение мощности этот тип влияет незначительно.
Мощность и прямоток, три разных мнения
Многие владельцы автомобилей ВАЗ или, к примеру, Митсубиси Лансер 10, Мазда 3, устанавливая на свои транспортные средства прямоточные системы выхлопа преследуют несколько целей, как правило, их две:
- Тюнинговать свой автомобиль;
- Повысить мощность двигателя, мол установка спортивного аналога оставит многих сзади при трогании на светофоре.
Мнение первое – это действительно так. Насчет тюнинга споров нет, этот момент мы упускаем. А вот насчет увеличения мощности существует другое мнение, и оно противоположное.
Мнение второе – спортивный глушитель без глубокого тюнинга двигателя не даст прироста мощности и частично оно совпадает с мнением специалистов.
Третье мнение от профессионалов – ощутимое увеличение мощности двигателя возможно только после существенной его переработки, а прямоточный глушитель, это второстепенная часть вопроса.
Тюнингованный силовой агрегат вырабатывает больше выхлопных газов, а, следовательно, стандартная выхлопная система не будет, особенно на больших оборотах, справляться со своими задачами.
Поэтому необходимо будет увеличивать диаметр всех труб, ставить тюнингованный коллектор, а уже потом прямоточный глушитель.
Как раз на спортивных автомобилях устанавливают не простые двигателя, а требующие к себе особого внимания. И как раз прямоточная система выхлопа вписывается в общую картину тюнингового мотора.
Прямоток и его суть
Устройство прямоточного глушителя довольно простое. Вся суть кроется в той самой трубе с большим диаметром. Изгибы у нее сглажены, а количество стыков минимально. Шумопоглатитель вы здесь не найдете, его свойства переняла специальная геометрия устройства. Она значительно облегчает путь отработанных газов, позволяя им быстро и беспрепятственно покинуть систему ДВС. Все это оказывает существенное влияние на продув, следствием которого становится увеличение КПД на целых 15%.
На словах все выглядит просто: поменял стандартный глушитель на большую трубу и все. На самом деле все гораздо сложнее.
Установка прямотока самостоятельными силами требует немалого опыта и определенных навыков.
Кроме того, в процессе тюнинга модификации подвергаются и другие составные части выхлопной системы, а не только глушитель.
Делаем прямоточный глушитель своими руками
Если вы хотите изготовить и установить прямоток на свой автомобиль, то лучше такие эксперименты проводить с отечественными автомобилями, к примеру, ВАЗ.
Выхлопную систему Митсубиси Лансер 10, Мазда 3 и других иномарок лучше тюнинговать, обратившись в специальные фирмы, которые занимаются этим профессионально.
Конструкцию прямотока мы разбирали выше. Чем отличается спортивный глушитель от обычного показано ниже.
Тюнинговать будем выхлопную систему ВАЗ – 2110 (8 клапанный объемом 1.6 литра).
Для этого понадобятся следующие материалы и инструменты:
- Металлическая труба диаметром 52 миллиметра (чуть больше 2 – х дюймов);
- Болгарка с диском для резки металла 1 (1.6) мм;
- Сварочный аппарат, желательно инверторный;
- Металлические губки (ершики) для чистки посуды – не менее 50 шт.
Ход работ
Демонтируйте старое устройство или подготовьте аналогичное взятое, к примеру, с разборки.
Вырежьте в нем желоб и все внутренности, как показано ниже.
Оставьте с обоих сторон по 4 см выступа для того, что можно было вварить в этот участок новую трубу.
Подготовьте новую трубу, для этого обрежьте ее по размерам и просверлите в ней отверстия диаметром 6-8 мм на расстоянии 1-2 см друг от друга.
Это трудоемкая работа, поэтому можно воспользоваться альтернативным методом – болгаркой с диском в 1,6 – 3,2 мм прорежьте отверстия в трубе в виде елочки на расстоянии друг от друга, 1-2 см.
Приварите трубу с отверстиями к отрезкам в глушителе и заполните все пространство металлическими ершиками.
С обратной стороны электрод может недостать, ничего страшного, оставленное отверстие будет дополнительным к остальным просверленным или пропиленным. А если пойдете на принцип, то придется вырезать другую сторону глушителя.
Приварите внешнюю часть обратно и при необходимости обновите трубу, идущую от прямотока в сторону выхлопа.
Полностью зачистите устройство, вскройте грунтовкой и покрасьте, это продлит срок его службы.
Стоит подробнее остановиться на наполнителе. В описанном выше примере использовалась металлическая сетка, но все же лучшим вариантом будет керамзит (в середине), а сверху наложить огнеупорную минвату.
Что такое флейта в прямоточный глушитель, и какой от нее эффект
Чтобы сделать прямоток тише и получить «проходные» децибелы на выходе, применяется несложная конструкция, которая у автомобилистов называется флейта. Это кусок перфорированной трубки длиною 180–250 мм и диаметром чуть больше 1/3 выхлопа, с приваренной шайбой-заглушкой в виде диска, цилиндра или конуса, который на болтах крепится внутри прямотока, у воздушного среза, тем самым позволяя приглушить его.
Принцип действия флейты для прямотока в том, что при изменении сечения выхлопного канала, и выходе отработанных газов через перфорации, происходит:
Правильное название этой флейты – сайленсер (от англ. silencer – глушитель), и она входит в комплект дорогих систем выхлопа, которые продаются в интернете. Можно приобрести и отдельно, средняя цена хороших европейских моделей 70–150 долларов, а массовых из Поднебесной — от 450 рублей.
Делаем прямоток с нуля
Для этого потребуется воспользоваться услугами токаря. Заказываем две трубы:
- Одну из стали толщиной 2 мм диаметром 130 мм и длиной 42 мм.
- Вторую из стали толщиной 2.5 мм, диаметром 52 мм и длиной 42 мм с отверстиями диаметром 8-10 мм, через каждые 2 см.;
Отдельно заказываются два фланца диаметром 130 мм с внутренним отверстием 52 мм, толщина металла 2-2.5 мм.
Подготавливаются:
- Асбестовая веревка;
- Стекловата или минеральная вата.
Асбестовой веревкой обматывается внутренняя труба. Это делается для того, чтобы защитить от перегрева минвату, которая будет идти верхним слоем.
Набиваем верхний слой, собираем и обвариваем конструкцию. Привариваем крепления и крепим прямоток на штатное место. Для красоты можно одеть насадку на глушитель.
Другая конструкция устройства показана ниже.
Чертежи
Способов изготовить прямоточный глушитель очень много, тут главное понимать принцип работы устройства и включать воображение. А автовладельцам, которым сложно это сделать, воспользуйтесь способами и чертежами, про которые рассказано выше, они простые и доступные многим.
Также расскажите в комментариях, какой прямоток установлен на вашем авто и как его можно сделать своими руками, многим это поможет разобраться в этой теме.
Сообщества › Выхлопные Системы и Впуск › Блог › Самодельный глушитель. Что влияет на звук.
Почему так? Причина в крайне малом объёме самой банки. По бокам флейта практически касалась корпуса. Маленькое количество набивки которая соответственно, крайне незначительно влияет на звук. Короче неудача. Я сделал второй. ППШ. Благодаря форме, в первую очередь большей ширине, тут уже и звук удался.
Питбайк с объёмом двигателя 140 кубов, зазвучал как 450. результатом все довольны.
Следующий глушитель который подкинул мне задачку был глушитель на стантовый мотоцикл. Задача была уместить глушитель под брюхо, а звук сделать басовитым на низах и агрессивным на больших оборотах. Что я сделал? Во первых как материал корпуса применил алюминий, для получения басов это очень существенно. Во вторых заполнил корпусом всё свободное место под брюхом, что бы выжать максимальный объём. Я уже говорил, чем больше объём тем лучше. Хотя всё равно вышло маловато…
Внутренности я построил так. Сначала обратный конус из перфорированной стали, который у основания (на входе в глушитель, соответственно на обрезе выхлопной трубы) в два раза больше по диаметру чем сама труба. В результате энергия газов, за счет резкого увеличения сечения резко падает. Далее поток газов снова сжимается но уже в конусе из перфорированного материала, за которым набивка. Которая при таком раскладе работает очень эффективно. Выходное отверстие обратного конуса я сделал чуть меньше диаметра выхлопной трубы. А за обратным конусом, на выходе из глушителя прямой конус, как рупор. Смысл в том что — на низких оборотах флейта в виде обратного конуса добавляет баса. А рупор на выходе на максимальных оборотах, большой скорости газа, добавляет агрессивную ноту. На видео сравнение с Ёшимурой, которая к слову очень даже ничего. Задачи сделать его тихим не стояло, мотоцикл не для улицы.
