Зачем нужен резонатор в выхлопной системе?
Содержание статьи:
Сегодня разберемся, зачем нужен резонатор в выхлопной системе. Рассматриваемый элемент также называют «передним» или «предварительным» глушителем, и он выполняет три важных функции: уменьшает температуру выхлопных газов, уменьшает шум путем погашения звуковых вибраций, выравнивает перепады давления выхлопов.
Подробнее о том, для чего нужен резонатор выхлопной системы
Устройство представляет собой гаситель колебаний звуковых волн (по большей части низкочастотных), срабатывающий в то мгновение, когда выхлопные газы покидают камеру для сгорания. Этот процесс называется резонированием и считается основной функцией детали.
Другое объяснение того, зачем резонатор в выхлопной системе — это увеличение полезной мощности силовой установки. С этой целью специально дорабатывают спортивные машины, заменяя штатный резонатор глушителя на усовершенствованный вариант и размещая его непосредственно за прямотоком.
Снижение температуры выхлопных газов — тоже важная особенность, поскольку это продлевает срок эксплуатации как глушителя, так и всей выхлопной системы. Параллельно снижается вредность выбросов.
Что будет, если убрать резонатор
Делать это нежелательно по следующим причинам:
Лишь проведение комплексного тюнинга выхлопной системы со специальной подстройкой и установкой новых элементов может послужить причиной для отказа от резонатора выхлопной системы. Однако многие водители удаляют деталь по иным поводам — чаще всего, если он прогорел или промялся, а денег на новый нет. Это в корне ошибочная стратегия — расходы, которые повлечет за собой длительная езда без резонатора, гораздо ощутимее, чем простое приобретение новой запчасти за 1-5 тысяч рублей (в зависимости от марки автомобиля).
Принцип работы и виды резонаторов
Устройство работает следующим образом:
Почему наиболее проблематично конструировать резонатор выхлопа для спортивных авто? Это связано с тем, что устройство должно одновременно понижать уровень шума и не создавать препятствий для прохождения выхлопов. С физической точки зрения резонатор работает по закону, согласно которому газы, с большой скоростью передвигаясь в узком пространстве, резко теряют скорость при вылете в широкое место, а вместе со скоростью теряется и энергия.
Помимо обычных резонаторов сейчас встречаются различные усовершенствованные типы. Между их слоями расположена оболочка с теплоизоляцией — таким образом кузов получает дополнительную защиту от перегрева. Также используется комбинированное устройство резонатора выхлопной системы, состоящее из двух частей: первая представляет собой традиционную конструкцию, а вторая заполнена базальтовым волокном или другим поглотителем шума.
Распространенные неполадки резонаторов
Чаще всего встречаются следующие виды поломок:
| Проблема | Возможная причина | Решение |
|---|---|---|
| Работающий двигатель издает сильный шум | Резонатор не работает должным образом, не гасит резонанс выхлопной системы. Вероятно, прогорел или разошлись сварные швы | Замена запчасти или сваривание элементов заново, в зависимости от степени повреждения |
| В глушителе слышится дребезжание или другие посторонние шумы | Резонатор, скорее всего, прогорел | Замена запчасти |
| Уменьшается мощность двигателя | Глушитель забился сажей (такая ситуация называется закоксовкой). Для выяснения предпосылок к этому требуется полная диагностика, включая фазы газораспределения, систему зажигания и состав ТВС | Если корпус резонатора находится в хорошем состоянии, то достаточно почистить резонансную камеру внутри. В противном случае проще сделать замену, чем ремонт |
Основная причина поломок резонаторов — это ржавчина. С ней нет возможности бороться при помощи грунтов, красок или прочих антикоррозийных покрытий: они мгновенно прогорают при запуске мотора. Поэтому для выхлопных систем используются следующие материалы:
Поэтому разгерметизация корпуса в результате прогорания — главная причина поломок. Учитывая важную роль резонатора в выхлопной системе, за его состоянием нужно следить. При прогорании чаще всего требуется замена, но иногда можно ограничиться заплаткой и пользоваться автомобилем еще 2-3 месяца.
Отремонтировать либо заменить резонатор можно в нашем сервисе «Мастер глушителей». Мы находимся в Санкт-Петербурге, Кантемировская ул. 39Д. Наши механики на отлично знают свою работу и, благодаря длительному опыту, справятся даже в самых сложных ситуациях.
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.
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.
Катализатор и немного о резонаторе
Как известно, системы с электронным управлением впрыска топлива делятся на системы с обратной связью и без обратной связи.
Системы с ОС выполняют нормы токсичности Евро-2, Евро-3 и имеют в своём составе датчик кислорода (ДК), каталитический нейтрализатор и адсорбер. Немного о принципе работы каталитического нейтрализатора.
Катализатор — это кусок выхлопной системы, в который встроены множество трубок в виде сот, сквозь которые проходят газы. Соты нужны для того, чтобы увеличить площадь контакта выхлопных газов с поверхностью, на которую нанесен тонкий слой определённого сплава.
Наиболее полное сгорание топливно-воздушной смеси и максимально эффективная нейтрализация токсичных компонентов достигается при соотношении воздух/топливо 14,5…14,6 :1. Для поддержания этого соотношения и используется датчик кислорода, который даёт контроллеру информацию о количестве кислорода в выхлопных газах. Если воздуха много (соотношение воздух/топливо больше 14,6) контроллер обогащает смесь, увеличивая длительность импульсов впрыска, если воздуха мало (соотношение воздух/топливо меньше 14,6)- контроллер обедняет смесь. Таким образом поддерживается постоянное значение соотношения воздух/топливо. И ещё-ничего в нейтрализаторе не догорает в прямом смысле! Он сильно нагревается из-за протекающей в нём окислительно восстановительной реакции.
Кроме тепла в катализаторе образуется дополнительный объём газа во-первых потому, что догорели углеводороды (также, как в цилиндре двигателя), во-вторых потому, что температура газов выросла. Это и есть то противодавление, которое дает исправный катализатор. Однако величина его не столь велика. Немалую долю в общую величину противодавления вносят лабиринты резонатора и глушителя. Для того, чтобы снизить сопротивление потоку газов со стороны катализатора, площадь всех отверстий сот примерно в полтора раза больше, чем подводящих или отводящих труб.
Теперь ещё об одном немаловажном факторе, о котором никто не упомянул. Дело в том, что далее за катализатором в выпускной системе установлен резонатор. Его назначение — пропустить беспрепятственно выхлопные газы, а ударную волну отразить как в зеркале и направить обратно в сторону двигателя. Отражённая ударная волна, достигнув закрытого выпускного клапана, отражается и от него. Если длину трубы до резонатора подобрать таким образом, что отражение от клапана происходит прямо перед его открытием, то скачек разрежения, следующий неотрывно за ударной волной, «отсосёт» выхлопные газы из камеры сгорания и улучшит продувку цилиндра. В этом состоит суть работы настроенного выхлопа. В случае, если двигатель работает на оборотах резонанса, в трубе установится стоячая волна с разрежением у выпускного клапана. Дело в том, что описанный процесс, называемый резонансом, возникает только на каких-нибудь одних оборотах двигателя.
Конечно, наибольшее влияние будет, если двигатель одноцилиндровый. Для многоцилиндровых двигателей отрицательное влияние ветвления труб сказывается, но конструкторы автомобилей используют резонанс на выхлопе для того, чтобы скорректировать моментную характеристику на определенных оборотах. Спортсмены часто используют это явление.
Теперь как это относится к нашей теме. Катализатор должен быть прозрачным для ударной волны. Именно поэтому он выполнен в виде сот с очень тонкими перемычками. Когда мы смотрим сквозь него, он «прозрачный», для ударной волны он — просто труба.
Есть ещё один момент, влияющий на работоспособность выпускной системы. Катализатор работоспособен, когда хорошо прогрет. Поэтому его устанавливают настолько близко к двигателю, насколько возможно. Из-за этого сильно сокращается длина «штанов», что отрицательно влияет на резонанс в выпускной системе. Иногда, понимая, что из-за конструктивных особенностей, связанных с наличием катализатора, резонансу всё равно конец, конструкторы просто сводят сразу за коллектором все четыре трубы в одну. Этот фактор, в основном, и является причиной, почему автомобили, оснащенные катализатором, имеют меньшую мощность. Противодавление здесь не причем.
Из всего выше сказанного вероятно понятно, каким образом надо удалять катализатор.
а. Самое правильное решение, если мы хотим получить дополнительную мощность, следующее. Надо снять выпускную систему от коллектора до глушителя и установить новую, предназначенную для автомобиля без катализатора. Как правило, в таком варианте выпускная система с «правильными», рассчитанными резонансными свойствами.
б. Если это дорого, надо вместо катализатора установить трубу того же сечения, что и подводящие трубы.
в. Если оставить пустую банку, будет хуже по двум причинам.
Первая — появился дополнительный резонатор не на нужном месте.
Вторая — тонкие стенки не поддерживаются сотами и начинают резонировать и шуметь.
г. Просверлить дырку в сотах, что почти эквивалентно варианту б.
Следующий вопрос. Hадо или нет удалять соты из катализатора. В случае если он «прозрачный», даже если перестал окислять из-за отравлености тетраэтилсвинцом, лучше его не трогать. Как видно, проще навредить, чем сделать лучше. А если он работоспособен, то пусть лучше мы будем дышать несколько более чистым воздухом, чем вам покажется, что машина стала «резвее».
Следующий вопрос, который был затронут. Взаимодействие катализатора и кислородного датчика. Они НИКАК HЕ СВЯЗАНЫ. Упоминание в некоторых изданиях о том, что при удалении катализатора необходимо перерегулировать контроллер, связаны в основном с тем, что при наличии катализатора, для получения несколько большей мощности, можно позволить иметь Лямбда фактор в пределах 0,8 — 0,9, что соответствует слегка обогащенной смеси. Экология от этого не пострадает, катализатор «дожигает». Правда, с экономией топлива не очень хорошо. Если катализатор убрали, необходимо иметь Лямбда равный единице. Иначе выхлоп очень токсичный. Общее у катализатора и лямбда датчика только одно. Они оба умирают от тетраэтилсвинца. Поэтому утверждение, что с выбитым катализатором можно ездить на этилированном бензине не совсем верное. Если в системе управления используется кислородный датчик, то нельзя. Если датчика нет, то и катализатор выбивать не нужно.
Теперь пару замечаний по конкретным моментам.
1.Соты не спекаются. Температура плавления керамики значительно выше, чем у стали. Скорее расплавится стальной корпус, чем соты.
2. Лямбда датчик надо менять тогда, когда он неисправен, а не вместе с катализатором.
3. Полировать выпускной тракт — это Сизифов труд, такой же бессмысленный. Снижать индуктивное сопротивление, когда можно просто увеличить сечение. Да и это не нужно. Ведь глушитель мы не заменим на спортивный.
Удалять нужно по причинам
1 Если он у Вас раскрошился от ударов и забился, в таком случае из выхлопной летит металлическая крошка при перегазовке.
2 Для безопасности. Если вдруг у Вас за троит двигатель из-за системы зажигания, зависнет форсунка, повыситься давление топлива или что-то еще, весь лишний не сгоревший бензин будет дожигаться в катализаторе а он будет греться (может нагреться до красна).
3 Для спортивных целей. Тут без комментариев. Могу только сказать что точно исправный катализатор на обычном двигателе не создает помех.Проверено неоднократно.
4 Если вы устали менять или варить свой глушитель. Нормальный исправный катализатор выделяет очень много воды из-за которой быстро ржавеет глушитель.
Если все это Вам ни почем, тогда оставьте его!
Всем спасибо!
п.с. если слишком много букв, могу делать несколько частей.
Принцип работы резонатора в выхлопной системе
Можно спросить любого автовладельца с минимальным набором знаний — Что такое резонатор? Каждый ответит в принципе одно и тоже: данное устройство обеспечивает минимизацию шумов, которые образуются в результате движения выхлопных газов. В общем, эта формулировка будет верной, если смотреть в широком смысле. Но если задаться вопросом как устроен резонатор глушителя внутри, то можно найти много нового для себя.
Кроме основной функции, резонатор уменьшает сопротивление системы выхода выхлопных газов. В качестве подтверждения этого факта, можно посмотреть на систему выхлопа без резонатора — система работает некорректно. Естественно, значительно увеличивается уровень шума автомобиля. А следом за этим транспортное средство не способно держать высокие обороты, что происходит как раз из-за обратного сопротивления системы. Также это устройство снижает температуру выходящих газов, которые очень пагубно влияют на окружающую среду и кузов автомобиля.
Данное устройство содержит в себе очень много задач и функций. Спектр действия достаточно широк и малейшая неисправность может привести к серьезным последствиям. Сейчас рассмотрим его подробнее.
Для чего нужен резонатор в выхлопной системе?
При движении любой транспорт издает различные звуки и шумы. Эти звуки могут как тихие, так и громкие. Если двигатель бензиновый, то шум будет особенно громок. И именно для снижения этого рева, изобрели глушитель, который стал основным звеном во всей цепи системы выхлопа газов. Глушитель на самом деле включает в себя всего несколько элементов, одна из которых — резонатор. Вся эта цепь решает задачу уменьшения звукового сопровождения сжигания топлива в двигателе. Именно от диаметра этой детали зависит уровень шума. Также очень важным аспектом является форма запчасти.
Можно ли убрать резонатор?
Не самое разумное решение по ряду факторов:
Если есть желание отказаться от прибора, то в таком случае необходим комплексный тюнинг с подстройкой всей выхлопной системы и установкой новых элементов для полноценного функционирования двигателя и глушителя. Даже с учетом возможной поломки автомобиля, некоторые водители просто удаляют деталь без каких-либо модернизаций системы.
Как устроен резонатор?
Это очень сложная и многослойная запчасть, в которой каждый слой играет свою роль. При образовании газов, они движутся в резонанс через отражатели. Оставшиеся отработанные пары перестают гореть после прохода через обтекатели. Выпускной и впускной клапан, совершают одинаковый объем действий. Они пропускают через себя весь поток образовавшихся паров.
Если запчасть действует исправно, то она оказывает большое давление на процесс работы двигателя. С учетом того, что вся система и резонатор переживает воздействие высоких температур с внешними факторами, возможны сбои во всем транспортном средстве. Во избежание поломок автовладелец должен регулярно проходить диагностику системы и профилактические работы. В момент диагностики на соответствующей станции технического обслуживания, владелец автомобиля должен знать принципы воздействия запчасти и на что она оказывает влияние:
Эффективность зависит от количества отсеков гашения и для трубопровода с многочисленными отверстиями. Центральная часть имеет несколько отделов, с различными объемами. Разделяются эти отделы при помощи специальной перегородки. Каждый из отсеков выполняет работу по созиданию колебаний необходимой частоты. Но эта частота может изменяться с учетом трения.
Сама запчасть очень похожа на глушитель уменьшенного размера. Его выхлопной клапан содействует проходу выхлопных паров при различной температуре. Чтобы устройство благоприятно функционировало, давление внутри камер должно растекаться равномерно. Эта функция дает возможность системе использовать минимум сопротивления на уменьшение моторных оборотов. В отсеках все потоки принимают одинаковую величину. При помощи отверстий в центре устройства, уменьшается давления выходящих паров.
Классификация
Механические резонаторы принято делить на два типа: накопительные и мгновенного действия.
Особенностью накопительного преобразователя является накопление деятельности внешнего воздействия путем снижения частоты колебаний внутри прибора. Если смотреть с научной точки зрения, то любой резонатор, который имеет частоту собственных колебаний выше воздействующей силы, можно назвать накопительным.
Деталь мгновенного действия так называется за счет совершения одного этапа колебаний за период, не превышающий период действия внешней силы. Его мощность можно увеличить путем искажения силы воздействия на входе и на выходе, потребление мощности второстепенных частот и потребление температур внешнего пространства.
Неполадки в работе резонатора
Любая поломка в этом устройстве способна привести к серьезным неполадкам с автомобилем в целом. Единственным путем решения данной проблемы будет незамедлительная замена детали во избежание еще больших поломок.
Самыми частыми поломками принято считать:
При обнаружении любого признака рекомендуется срочный ремонт неисправной запчасти. Но, к сожалению, ремонт на станции технического обслуживания может стоит больших средств. В таком случае устройство можно заменить самостоятельно. В случае, если это происходит впервые или знаний в этой сфере слишком мало — лучше обратиться к специалистам за качественным ремонтом.
Причинами же поломки или неисправности данного устройства могут быть разные факторы. Запчасть может попросту забиться. Так как отверстия в сердцевине устройства достаточно маленькие они легко задерживают крошечные частицы сажи и копоти. С увеличением периода эксплуатации нарост инородного скопления становиться все больше и прибор начинает работать не в полную силу, тем самым значительно увеличивая звуковое сопровождение сгорания паров.
При грубой езде и жестким контактом с дорогой могут появиться механические повреждения. При небольшой силе удара структура еще подлежит восстановлению. А в случае глубокой вмятины — только замена.
При резкой смене температурного климата и увеличении влажности внутренние части устройства могут быстро выйти из строя. При появлении коррозии внутри клапана обработки давления — заплатки будут бесполезны. Поможет только замена всей детали.
В этой статье ты узнал как устроен резонатор глушителя внутри, принцип работы, возможные неисправности и пути их решения. При должном обслуживании, своевременной диагностики и профилактики данной детали способна прослужить долгие годы без замены.