что такое прямоточный резонатор
Что такое резонатор и нужен ли он?
В автомобильных кругах вы слышите, как много людей говорят о резонаторах. Это глушитель? Является ли это частью стереосистемы? Что такое резонатор? Резонатор является частью вашей выхлопной системы, но это не глушитель. Его иногда называют предварительным глушителем, потому что он установлен в выхлопной системе после каталитического нейтрализатора и перед глушителем. У некоторых автомобилей и грузовиков есть они, у других — нет.
Должен ли я заменить плохой резонатор или оставить?
Есть две ситуации, которые потребуют замены или установки резонатора. Во-первых, когда ваш автомобиль был оснащен резонатором с завода. Это подробно описано ниже. Вторая ситуация была бы, если бы вы добавляли пользовательскую выхлопную систему на свой автомобиль или грузовик. Пользовательские системы настроены больше для лошадиных сил, чем для тишины, но добавление резонатора замедляет работу до скучного рева, но при этом высвобождает выхлоп для двигателя, чтобы сделать максимальную мощность. Резонаторы часто используются в пользовательских выхлопных системах, чтобы дать им тот глубокий, хриплый звук, который так много автомобилей с высокими характеристиками, и хотят! Если ваш резонатор ржавеет, или вы ремонтируете свою выхлопную систему и задаетесь вопросом, стоит ли оставлять лишние килограммы, стоит. Его отсутствие может «сбить» настройки вашего двигателя.
Что делает резонатор?
Резонатор, установленный как часть выхлопной системы вашего автомобиля или грузовика, служит одной из основных целей — резонировать.
Это своего рода эхо-камера для выхлопной системы вашего автомобиля, приготавливая весь громкий шум, исходящий от вашего двигателя, для глушителя, чтобы заставить его замолчать. Но науки гораздо больше. Резонатор не просто удаляет звук, он меняет его. Когда ваш автомобиль был спроектирован, была команда акустических инженеров, которые были уверены, что любые звуки, которые приходят с вашего автомобиля во время вождения, настолько приятны, насколько это возможно.
Очевидно, самым приятным для многих было бы тихая машина! Вы могли бы спроектировать глушитель, который бы почти не выходил из выхлопной трубы автомобиля, но это было бы настолько ограничительным, что ваш автомобиль был бы ужасно медленным и выдавал ужасный звук и загрязнял атмосферу! Как и многие вещи в жизни, и в автомобилях, ответ — это компромисс. Глушитель подает достаточно шума, чтобы сделать вещи приятными. По мере разработки выхлопных систем, инженеры поняли, что вы можете играть со звуком до того, как он достигнет глушителя, и выпустите еще больше эффективности и мощности от двигателя, не делая его громче. Этот ответ был резонатором. Выпускные импульсы, поступающие в выхлопную систему на двигателе, заполняются звуками высоких и низких частот. Звуки отскакивают назад и вперед внутри трубы, немного меняясь, особенно когда они меняют направление внутри трубы. Инженеры поняли это и решили искать способ, которым они могли бы воспользоваться. Они узнали, что если они разработали пустую камеру для выхлопных газов, то импульсы будут отскакивать там — резонировать — и некоторые из них отменяют друг друга.
Теория прямоточной выхлопной системы
Классическая система глушения выхлопных газов состоит из выпускного коллектора с катализатором, резонатора и глушителя. Выхлопная система рассчитана на эффективное высвобождение отработанных газов в атмосферу. Немаловажно, чтобы выхлоп был максимально тихим, а также соответствовал экологическим нормам.
Конструкция стандартной выхлопной системы создает некоторое сопротивление газов против выталкивания их в атмосферу, а значит, двигатель затрачивает энергию на их высвобождение. Именно этот момент является ключевым при установке прямоточной выхлопной системы – минимизировать сопротивление угарных газов при выхлопе.
Из чего состоит прямоточная выхлопная система
Выпускной коллектор
Геометрия выпускного коллектора играет немаловажную роль в эффективности выхлопа. Большинство стандартных коллекторов, в силу конструктивных особенностей, имеют разную длину каждой трубы, а значит, с каждого цилиндра скорость отработанных газов и его поток будет отличаться друг от друга.
Прямоточные выпускные коллектора основаны на выравнивании магистрали, отчего и название – «равнодлинный коллектор». Конструкция может быть по типу «4-2-1» или «4-1», что означает количество труб, переходящих к главной магистральной трубе.
В зависимости от предпочтений, катализатор может устанавливаться после коллектора, либо удаляться, вместо него будет обычная труба. Для стабилизации температуры под капотом на коллектор наматывается термолента
Резонатор
Установлен за выпускным коллектором. Выхлопная магистраль проходит через резонатор. Если резонатор расположен максимально близко к двигателю, крутящий момент будет достигаться раньше, если дальше – двигатель будет более «верховым».
Помимо прямого назначения – снижать уровень шума, резонатор играет немаловажную роль в сглаживании пульсации выхлопных газов, снижая их сопротивление. Разница между обычным и тюнинговым резонатором в том, что у второго отсутствуют камеры, изменяющие геометрию движения газов, за счет чего достигается максимально низкое сопротивление
Прямоточный глушитель
Конечный глушитель также определяет эффективность выхлопной системы. В стандартном глушителе имеются множество перегородок, через которые газы разбиваются. Это создает сильное сопротивление в виду того, что необходимо много времени на высвобождение газов.
В прямоточном глушителе отсутствуют перегородки – проходит одна перфорированная труба. В качестве звукопоглотителя применяется стеклоткань или минеральная вата. Таким образом, глушитель прямоток не создает сопротивления, а наоборот способствует скорейшему освобождению СО2.
Прибавка к мощности
Опытным путем проверено, что установка полноценной прямоточной системы на разных автомобилях дает разный эффект. Средняя цифра по прибавке мощности – 7%.
Максимальная эффективность достигается только при комплексных работах, включающих в себя доработку впускной и топливной системы.
Немаловажно рассчитать диаметр выхлопной магистрали, так как недостаточной диаметр создаст большее сопротивление, да и большой приведет к такому же эффекту, в силу того, что газы будут копиться в магистрали, и после высвобождаться.
Плюсы и минусы прямоточного глушителя
Среди преимуществ можно выделить такие:
Но и без минусов не обошлось.
Резюме
Прямоточная система, при правильных расчетах, способна раскрыть потенциал двигателя. Только одной установкой системы невозможно добиться серьезной прибавки в мощности, поэтому данную операцию рекомендуется выполнять в комплексе с тюнингом двигателя.
Что такое резонатор?
Резонатор – деталь выхлопной системы, гасящая звуковые колебания после выхода газов из камеры сгорания
Основная задача резонатора — гасить звуковые колебания ревущих выхлопных газов, вырывающихся из камеры сгорания. Размер, форма и конструкция резонатора напрямую влияют на то, насколько громко будет работать двигатель. При поломке этой детали нарушается работа всей выхлопной системы. Автомобиль становится шумным, в салон проникает запах выхлопа.
История появления резонатора в выхлопной системе
Первый резонатор появился на автомобиле в начале XX века. Снижение уровня шума было первой задачей, которую пришлось решать разработчикам, так как вскоре после появления серийных машин проявилось недовольство пешеходов их чрезмерно шумной работой. С этой детали началось создание полноценной выхлопной системы, которую можно видеть в современных автомобилях.
Принцип работы резонатора
Выхлопные газы образуются в камере сгорания и выводятся из цилиндра через выпускной клапан. После этого они на большой скорости движутся по выпускному коллектору и приемной трубе. При этом температура газовой смеси составляет около 650 градусов Цельсия, поэтому детали выхлопной системы подвергаются серьезной тепловой нагрузке.
Труднее всего создать конструкцию резонатора для спортивного автомобиля. С одной стороны, он должен пропускать через себя поток газов, не создавая препятствий. С другой — снижать уровень шума
Далее газовый поток попадает в катализатор, а затем в резонатор, который представляет собой полость с одной или несколькими камерами. Через камеры проходит труба с небольшими отверстиями, через которые проходит разделенный поток газов. Прохождение через трубу способствует взаимному поглощению звуковых волн.
Более сложные современные резонаторы могут иметь оболочку, между слоями которой располагается теплоизоляционный материал. Такие детали не только поглощают шумы, но и позволяют защитить кузов от нагревания.
Все чаще в автомобилестроении встречаются комбинированные резонаторы, которые состоят из двух частей. Первая часть детали основана на классической конструкции с трубой и внутренними переборками, а вторая – заполняется шумопоглощающим материалом (обычно базальтовым волокном). Такие комбинированные резонаторы работают эффективней обычных.
Эксплуатация и неполадки резонатора
Дольше всего служит резонатор с двойным корпусом. Материал должен быть невосприимчивым к коррозии. Как правило, недорогие глушители для автомобилей потребительского рынка делают из алюминированной стали, то есть обычной стали, покрытой тонким слоем алюминия, защищающего поверхность от коррозии. Немаловажную роль играет и объем резонатора. От этого показателя зависит эффективность его работы. Если объема недостаточно, то во время резкого нажатия на педаль газа шумы будут существенно усиливаться, а сама деталь может начать вибрировать.
Покупая резонатор из аллюминированной стали, следует помнить, что невысокая цена изделия получена путем снижения долговечности. Лучшие резонаторы делают из нержавейки
Как и любая часть выхлопной системы, резонатор подвергается вредному воздействию агрессивных факторов: работа в среде газа, высокие температуры. Из-за этого срок службы деталей выпускной системы весьма невелик. Признаками поломки могут быть усиление шумов, запах выхлопных газов в машине, наличие струек дыма под днищем. В этом случае его следует менять.
Резонатор в автоспорте
Благодаря простоте и небольшому весу резонатор находит применение в автомобильном спорте, однако для этих целей деталь часто подвергается существенным изменениям. Как правило, в спортивные автомобили устанавливают резонаторы, имеющие камеру более сложного типа, которая обеспечивает звукопоглощение и обладает минимальным сопротивлением, то есть не повышает обратное давление в выхлопной системе. Спортивные глушители делают, как правило, из нержавеющей стали, так как у нее более гладкая поверхность (создающая минимум завихрений в системе), и сделанные из нее детали лучше работают в экстремальных температурных режимах.
Глушитель прямоточный, Все за и против
Здравствуйте уважаемые читатели блога
Сегодня речь пойдёт о НЕИЗМЕННОМ атрибуте тюнинга – это спортивный прямоточный глушитель. Одинаково часто встречающийся и на серьезно заряженных машинах, и на экземплярах с цветными брызговиками и светящимися форсунками омывателя.
А какой эффект дает рычащий выпуск на самом деле?
Чтобы выяснить это, я провел инструментальные ИСПЫТАНИЯ нескольких популярных спортивных глушителей.
Сначала — немного теории.
Для чего предназначена и как работает система выпуска? Вопрос этот кажется элементарным только на первый взгляд. Начнем с того, что система выпуска отработанных газов выполняет несколько задач одновременно. Первая и самая простая — отвод выхлопных газов за пределы кузова автомобиля.
Вторая задача выпуска — обеспечение наилучшего наполнения цилиндров топливовоздушной смесью. В современных моторах фазы впуска и выпуска заметно перекрываются и в момент, когда открыты оба клапана, важно создать за выпускным клапаном разрежение, благодаря которому отработанные газы будут активнее покидать цилиндр, освобождая место для свежей порции смеси. Чтобы этого добиться, используют инерцию и неравномерность истечения выхлопных газов из двигателя.
Дело в том, что после закрытия выпускного клапана, в коллекторе образуется зона понижено го давления, двигающаяся по трубе со скоростью звука. Если создать на пути этой волны препятствие, она отразится и, при правильном расчете соотношения между оборотами двигателя и расстоянием до этого препятствия, окажется у выпускного клапана в момент, когда он будет снова открыт.
Для автомобильного двигателя это расстояние оказывается очень большим, поэтому фронт разрежения от одного цилиндра возвращают к двигателю в момент открытия клапана другого. Этот процесс организуется с помощью выпускного коллектора с трубами равной длины, а препятствием для волны служит соединение этих труб в одну.
ОТКУДА РЕВ? штатной системе выпуска низкочастотную составляющую шума в основном глушит резонатор, но и на долю глушителя, главная задача которого — пригасить высокочастотный сигнал, «низов» тоже хватает. А в прямоточном глушителе набивка из минеральной ваты способна эффективно тушить только высокочастотные составляющие звука, поэтому низкочастотный шум попросту «пролетает» по прямой трубе практически без помех. Именно из-за этого голос «прямотоков» получается низким. Недаром говорят, что спортивный глушитель «басит», «бубнит» или «рычит». Особенно явно это чувствуется в салоне, куда высокочастотные составляющие проникают хуже низкочастотных.
И все бы ничего, если бы не одно но… У салона, как замкнутого объема, да и у панелей кузова неизбежно имеются собственные резонансные частоты. Звук выхлопа имеет в своем спектре ярко выраженные максимумы, их еще называют гармониками, частота которых кратна оборотам двигателя. Как только частота гармоники становится близкой к собственной частоте кузова, шум резко усиливается, а в его спектральной характеристике появляется ярко выраженный максимум.
Как оказалось, у ВАЗ-2112 в «проблемной» для прямоточного глушителя области оказались две мощные гармоники, из-за которых шум в салоне резко увеличивается в районе 2500—2800 об/мин и 4200—4500 об/мин. Если провести на этих режимах спектральный анализ, легко увидеть в диапазоне 60—400 Гц пару пиковых частот, которые оказываются кратны этим оборотам. Очевидно, при разработке стандартного глушителя на «десятку» инженеры ВАЗа смогли максимально «задавить» эти гармоники за счет отражений звуковых волн внутри глушителя, а тюнинговые «прямотоки» пропускают их без особых помех.
Наконец, третьей задачей выпускной системы является собственно глушение шума. Ни простая труба, ни настроенный выпускной коллектор справиться с ней не в состоянии — требуется глушитель. Правда, на гоночных автомобилях встречаются системы, по сути, без глушителей, но, как правило, только на турбированных моторах, где турбина, «перемалывая» поток выхлопных газов, сама снижает его энергию и сглаживает колебания.
Итак, чтобы снизить шум, требуется глушитель. Они бывают нескольких типов. Первый тип — резонатор, состоящий обычно из перфорированной трубы и окружающей ее камеры. За счет резонанса, возникающего в камере, такой глушитель эффективно гасит звук определенной частоты. Как правило, современные резонаторы имеют несколько камер различного размера и при скромных габаритных размерах неплохо гасят низкочастотные шумы.
Стандартный оконечный глушитель обычно представляет собой лабиринт из перегородок, при отражении от которых часть энергии газа переходит в тепло, а звук затихает. Кроме того, за счет установки внутри глушителя перфорированных труб, в нем также как в резонаторе применяется эффект подавления звука определенных частот.
Прямоточный глушитель во многом похож по конструкции на резонатор. Отличие лишь в том, что между корпусом и трубой с отверстиями у него проложен звукопоглощающий материал. Как правило, это базальтовая вата, состоящая из длинных минеральных волокон. Чтобы волокна не выдувались потоком газа наружу, между трубой и ватой размещают заградительный барьер из очень мелкой сетки или специальной проволоки. И все равно, ресурс прямоточного глушителя определяется не коррозией металлического корпуса, а сроком удержания волокон, по истечении которого глушитель начинает звенеть, как пустое ведро.
Звучание прямоточного глушителя задается его размерами, количеством и материалом набивки, а также диаметром и числом отверстий в трубе. Но как не настраивай «прямоток», общая тенденция остается. Вата хорошо поглощает высокие частоты, а с низкими справляется плохо. Зато прямоточный глушитель оказывает наименьшее сопротивление выхлопным газам.
Среди владельцев вазовских машин распространено мнение, что стандартная система выпуска сильно «душит» мотор. Особенно 16-клапанный, ведь выпуск на нем такой же, как и на менее мощном «восьмиклапаннике». Поэтому, установка прямоточного глушителя с заметно меньшим сопротивлением выходу отработанных газов — сильный козырь в светофорных гонках. Уровень и спектр шума регистрировался спектроанализатором в режиме реального времени. Хорошо видны резонансные гармоники сигнала Есть и прямо противоположное мнение: на стандартном моторе прямоточный глушитель прибавки мощности не дает. Единственная его задача — пустить пыль в глаза, а точнее — рев в уши. «Прямоток» — самый простой способ заставить поверить окружающих, что у машины мощный мотор и соответствующая динамика. К сожалению владельца машины, чтобы развеять эту иллюзию, часто хватает одного параллельного старта…
Прямотоковая система “стоит свеч”, на моё мнение как бы скептики не угнитали ее и не доказывали что это просто “тюнинговый аксессуар” но вот в чем вопрос на спортивные автомобили прямотоковую систему зачемто ставят, и явно что не для красоты.
Буду очень рад Вашим комментариям…
Резонатор выхлопа: конструкция и неисправности
В начале века, когда автомобили только учились ездить, систему выхлопа разработали только для того, чтобы заглушать шум двигателя. И частично отводить ядовитые газы подальше от водителя и пассажиров. Глобально выхлопная система не менялась лет 60, до тех пор, пока в нее не врезали катализатор. Но резонатор входил в обязательный комплект полноценной выхлопной системы.
Для чего нам резонатор
Основная его задача состоит в понижении уровня шума и частично вибраций. Все происходит следующим образом. При сжигании топлива в камере сгорания раскаленные отработанные газы на огромной скорости вырываются в выпускной коллектор. Он практически не отводит тепло и не снижает скорости газов, а также не влияет на звуковые волны, образованные взрывными процессами в цилиндре. Не меняется также и сечение трубы, по которой проходят газы.
Чтобы заставить газы изменить направление движения, внутри корпуса резонатора установлены перфорированные перемычки и направляющие трубы с перфорацией. Перемычки образуют резонаторные камеры, а перфорация на направляющих трубах способствуют гашению скорости газов и, соответственно, изменению длины волновых колебаний. Из-за этого после резонатора в выхлопной системе существенно снижается уровень шума.
Как резонатор влияет на мощность
Каждая резонаторная камера содержит различный объем по сравнению с соседними, что также способствует выравниванию и изменению длины звуковых волн. Безусловно, это сказывается на производительности двигателя, поскольку для прохождения газов сквозь этот лабиринт необходимо дополнительное усилие. Его оценивают по-разному в зависимости от модели двигателя и типа выхлопной системы, но в общих чертах резонатор отбирает около 8-10% мощности двигателя.
Эту проблему пытались решить в 20-30-х годах прошлого века очень простым способом. На входе в систему выхлопа устанавливали элементарную заслонку и разветвитель. При открытой заслонке газы беспрепятственно вырывались наружу, издавая немалый шум, все это сопровождалось дымовой завесой, зато мощность двигателя резко вырастала на тех же 10-15%. Открывать глушитель разрешалось только за городом, поэтому въезжая, заслонку закрывали и шум стихал, насколько это позволяли глушители того времени.
Неисправности и решение проблем
Главный враг любого резонатора — это ржавчина. Бороться с ней традиционными методами бесполезно. Любое полимерное или органическое антикоррозионное покрытие, краска, грунт моментально выгорают при запуске двигателя. Поэтому инженеры еще в середине прошлого века начали применять несколько видов стали для изготовления систем выхлопа:
● нержавеющая сталь, дорого, но очень эффективно, нержавеющие резонаторы тоже прогорают, но их ресурс в десятки раз выше обычных стальных систем;
● алюминированная сталь, это конструкционная сталь стандартной толщины, но покрытая тонким слоем алюминия, служит в пределах пяти лет и это самый распространенный материал для бюджетных автомобилей;
● обычная сталь, выкрашенная термостойкой краской-грунтом, выдерживает порядка года на наших дорогах.
Отсюда и первая неисправность резонатора — разгерметизация из-за прогара корпуса. В большинстве случаев проржавевший резонатор просто заменяют, но в редких случаях, когда состояние металла позволяет, можно установить заплатку и протянуть еще пару месяцев.
Признаки прогара вполне понятны. Это прорыв газов наружу и высокий уровень шума в центральной части системы выхлопа. Чтобы убедиться в том, что корпус резонатора прогорел, необязательно его снимать. Опытный мастер и на подъемнике определит состояние системы и поставит ей диагноз. Однако в большинстве случаев ремонт резонаторной банки, поврежденной коррозией, не обоснован с точки зрения логики и траты денег. Лучше купить новый.
Вторая проблема, с которой может столкнуться водитель, закоксовка камер резонатора. Выяснить причину появления сажи в системе можно только с помощью полной диагностики двигателя, но скорее всего, нужно будет обратить внимание на систему зажигания, фазы газораспределения и состав топливо-воздушной смеси.
Что касается чистки резонаторных камер, то это имеет смысл в тех случаях, когда внешнее состояние корпуса удовлетворительное. Для очистки камер необходимо вскрывать корпус, удалять нагар и сажу, а после этого собирать резонатор с помощью сварки. Работы много, вскрывать и собирать банку долго, поэтому если сам резонатор не слишком дорогой и не из нержавеющей стали, а пробег системы выхлопа больше 80-90 тысяч км, рациональнее будет выглядеть его замена.
Стоит ли ставить прямоточный резонатор
Конструкция прямоточного резонатора отличается от обычного тем, что газы на пути к свободе не проходят через лабиринт камер и перфорированных труб, перегородок. Как правило, прямоток, или как его называют, стронгер, представляет собой тот же корпус резонатора, но внутри вместо камер, мембран и перегородок установлена сплошная перфорированная труба такого же диаметра, как и вся выхлопная система.
В случае установки стронгера звук, безусловно, изменится. Насколько прямоточный резонатор повлияет на мощность, может сказать только специалист, знакомый с конкретным, отдельно взятым двигателем и отдельно взятой выхлопной системой. Поэтому тешить себя мыслью, что после установки прямоточного резонатора мощность поднимется ощутимо, все же не стоит.
В любом случае, выхлопная система — это точно просчитанная цепь, в которой каждое звено имеет значение, а любое бездумное изменение ее характеристик прогнозировать очень сложно.