Достижения науки и техники

Устройство резонатора и его роль в выхлопной системе автомобиля

Устройство резонатора и его роль в выхлопной системе автомобиля

Резонатор нельзя путать с дополнительными глушителями. Многоступенчатое снижение шума от выпуска отработанных газов в системе их отвода не может выделять резонатор в отдельное, функционально законченное изделие. На него возлагаются иные задачи, хотя и шум он тоже поглощает. Но основная особенность резонатора – работа с низкочастотными составляющими акустического спектра звука выхлопа. С различными целями.

Как работает резонатор

Функции резонатора сводятся к нескольким направлениям:

  • снижение динамического сопротивления со стороны глушителей для пульсирующего потока газов;
  • уменьшение вибрационной нагрузки на структуру поглощающих шум устройств;
  • частичное преобразование тепловой энергии газа в торможение пиковых аэродинамических нагрузок, проще говоря, он использует это тепло для торможения пульсаций потока, что снижает и облагораживает звук выхлопа.

Первая из этих функций использует неравномерность давления на выпуске для дополнительной очистки цилиндров от продуктов горения. Если синхронизировать провал давления во время пульсаций с тактом выпуска, то газ будет гораздо быстрее и надёжней удалён, что лучше подготовит цилиндр к загрузке очередной порции смеси горючего с воздухом. Вырастет наполнение, а это основная характеристика успешно работающего цилиндра с ограниченным объёмом.

С этой задачей наиболее успешно справляются настроенные в резонанс системы выхлопа. Отсюда и название резонатора, хотя у него есть существенное отличие. Настроенные системы работают в узком диапазоне оборотов, что приемлемо лишь для спорта. А резонатор – конструктивно широкополосное изделие, пригодное для гражданского применения, при этом достаточно эффективное.

Вторая способность – смягчение перепада давлений, что важно для прочих глушителей и труб. Нежелательно возбуждать в них вибрации, с чем резонатор успешно и борется. Умело перераспределяя скачки давления, он заставляет их уменьшать собственную амплитуду.

Газы теряют тепло при расширении. Это используется в работе резонатора. Нагретый выхлоп создаёт работу, ведь энергия просто так не исчезает. Конструкция рассчитана так, что эта работа направлена на гашение звука и изменение его тембра. Примерно так работают и основные глушители, но резонатор сильнее заточен на данный эффект. Глушители получают уже менее турбулентный поток, что упрощает их работу.

Последствия необдуманного удаления резонатора

Если решить, что это компактное устройство ничего особенного не делает, и удалить его при выходе из строя вместо замены, то вся выхлопная система окажется разрегулированной:

  • звук не просто усилится, он приобретёт крайне неприятный тембр, езда на такой машине быстро перестанет доставлять удовольствие;
  • снизится мощность двигателя из-за ухудшения наполнения;
  • возрастёт расход горючего;
  • уменьшится ресурс выхлопной системы из-за вибронагрузок и роста температуры.

Ничего общего с тюнингом такое удаление не имеет, для настройки выхлопа используются более тонкие и сложные процедуры.

Устройство и принцип действия

В резонаторе используются точно рассчитанные отверстия в металле и отражатели. Первые создают аэродинамическое сопротивление для газа, изменяя его давление и скорость, вторые меняют направление потоков. Это многослойная конструкция из листового металла.

При работе возникают многочисленные резонансные явления, но они рассчитаны таким образом, что противодействуют друг другу, преобразуя тепловую и кинетическую энергию газа. Очередная газовая пробка накладывается на предыдущую в противоположной фазе.

Для гашения и демпфирования энергии могут применяться волокнистые термостойкие наполнители, которые уменьшают нагрев близких к корпусу резонатора деталей кузова. Может применяться базальтовое или кварцевое волокно. Канцерогенный асбест запрещён.

Возможные неисправности и их причины

Основной враг выхлопа – коррозия. Для неё есть все условия, высокая температура, большие её перепады и обилие водяных паров, из которых во многом состоит выхлоп.

Традиционные способы защиты в виде грунтовки и окрашивания здесь плохо работают из-за высокой температуры. Поэтому применяется покрытие железа более стойкими металлами, обычно алюминием. Но и он корродирует, дорогие изделия выполняются из нержавеющей стали. На бюджетных машинах применять её неэкономично, отсюда частые замены узлов.

Способы ремонта

Если прогорают, то есть поражаются сквозной коррозией внешние поверхности изделия, то возможен ремонт вырезанием повреждённых участков с ввариванием заплат. Но это помогает ненадолго, интенсивную ржавчину остановить невозможно, она имеет свойство служить сама себе катализатором реакции.

Внутренние повреждения восстанавливать экономически не оправдано, вскрытие корпуса и исправление потребует больших трудозатрат. Поэтому разрушенный резонатор заменяют в сборе, цена изделия невелика, а служит он несколько лет даже без использования нержавеющей стали. Сварочные работы по корпусу можно считать лишь временной мерой. Исправный новый резонатор, как и все прочие детали автомобиля, быстро себя окупает за счёт восстановления исходных характеристик по отдаче и расходу.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.