Глушитель (акустический фильтр)

У этого термина существуют и другие значения, см. Глушитель (значения).

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

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

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

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

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

См. также

• Глушитель (оружейный)
• Шум | Звукоизоляция
• Вибрация | Виброизоляция
• Двигатель внутреннего сгорания
  • Выхлопные газы
  • Выхлопная система | Выпускной коллектор | Каталитический конвертер
  • Турбонаддув

Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Добавить иллюстрации.