Как на автомашине расположены катализатор резонатор глушитель
Перейти к содержимому

Как на автомашине расположены катализатор резонатор глушитель

  • автор:

Что такое резонатор в машине, для чего нужен и как устроен

Фото: Shutterstock

Резонатор — это один из элементов системы выпуска отработанных газов автомобиля. Располагается между катализатором (или пламегасителем) и глушителем. По форме и средним габаритам резонатор примерно равен глушителю или чуть меньше его.

Для чего нужен резонатор

Несмотря на схожесть форм и размеров, функции резонатора отличается от таковых у глушителя, хотя есть и некоторые сходства. Главные задачи резонатора следующие.

Сглаживание пульсаций газов, возникающих в выпускном тракте в процессе работы двигателя

Это основная функция резонатора. Вопреки представлению рядового автомобилиста, не углубляющегося в дебри конструкции, поток выхлопных газов неоднороден в своем движении от двигателя на улицу. На самом деле он представляет собой не равномерное течение, меняющее лишь скорость от оборотов, а постоянный пульсирующий поток из отдельных порций газа. Эти пульсации на выходе из мотора соответствуют тактам работы ДВС, а вот дальше могут хаотически смешиваться и мешать сами себе. Из-за «наталкивания» друг на друга газовых импульсов в выпуске возникает сопротивление (подпор). Это приводит к снижению мощности и повышению расхода топлива. И задача конструкторов, проектирующих выпускную систему, заключается в том, чтобы сделать эти пульсации максимально упорядоченными и не создающими подпор в выпуске. Для этого, прежде всего, и нужен резонатор. Конструкция резонатора будет рассмотрена далее.

Фото: Shutterstock

Фото: Shutterstock

Снижение шумов со стороны выхлопной системы

Данную функцию резонатор делит с глушителем, являясь первым этапом понижения громкости выхлопа.

Снижение температуры выхлопных газов

После прохода через катализатор, для эффективной работы которого нужна высокая температура (поэтому он стоит первым на выпуске) выхлопные газы все еще остаются очень горячими, достигая значения в несколько сотен градусов. Резонатор охлаждает поток, предотвращая прогар элементов системы выпуска после себя.

Устройство резонатора

Фото: master-glushiteley.ru

Фото: master-glushiteley.ru

С виду резонатор представляет собой простую металлическую герметичную «банку» — часто его и глушитель так и называют. Однако устройство этого элемента куда сложнее, чем кажется. Внутри резонатора находится несколько отсеков, соединенных друг с другом сетью труб. Эти трубы имеют различную форму и диаметр, а некоторые выполнены с особой направленной перфорацией. Более того, эти трубы могут входить одна в другую, иметь ответвления и т.д.

По сути, резонатор представляет собой хитросплетенный лабиринт, проходя который выхлопные газы «плутают» в нем, многократно отражаясь от стенок и проходя через перфорацию. Тем самым они замедляют скорость и частично температуру. При этом снижается и акустический фон.

Типов и подтипов внутреннего устройства автомобильных резонаторов огромное множество. Но смысл у данного элемента один: уменьшить скорость газов и охладить их, параллельно упорядочив пульсацию общего потока по пути к глушителю.

Виды резонаторов

Классический резонатор

Самая простая конструкция из пары внутренних переборок, соединенных одной-двумя промежуточными трубами. До эпохи массового внедрения катализаторов и электронных систем управления на маломощные машины устанавливались именно такие конструкции.

Фото: Shutterstock

Фото: Shutterstock

При желании простейший резонатор можно изготовить и самому (чем часто и занимаются умельцы), обладая определенным набором материалов и сварки. Разумеется, в таком случае говорить о расчете на повышение эффективности работы двигателя не приходится.

Комбинированный резонатор

Все современные автомобили оснащены именно таким типом. Комбинированный резонатор предполагает наличие не только переборок и труб, но и других элементов. Например, внутреннего наполнителя-теплоизолятора, который снижает нагрев пола кузова над «банкой», а заодно служит и поглотителем акустических волн. Также, как отмечалось выше, могут присутствовать различные ответвления, сложная перфорация, телескопическая система труб (одна в другой) и прочие инженерные ухищрения.

Спортивные резонаторы

Данная категория является редкой и специфической относительно общей массы выхлопных систем. Если в гражданских выпускных трактах резонатор многофункционален, то в случае спортивного применения все акценты смещаются в сторону максимальной эффективности работы двигателя. Иными словами, характеристики шумоподавления и теплоизоляции становятся вторичными, а на первый план выходит задача минимального препятствования выходу потока газов. Глобально можно разделить спортивные резонаторы на два типа.

  • Спортивные резонаторы с пониженным сопротивлением. По конструкции во многом схожи со старыми классическим резонаторами с простейшим устройством. Однако, в отличие от массового сегмента, конструкция спортивных резонаторов досконально просчитывается на заводских стендах с целью добиться максимальной эффективности отвода потока газов. Отчасти в ущерб акустическому комфорту и прочим показателям.
  • Прямоточные резонаторы. Как можно понять из названия, внутри таких «банок» нет разветвленной сети труб и отсеков. При проходе через прямоточный резонатор газы встречают минимальное сопротивление, лишь немного «успокаиваясь» при отражении от стенок. Конструкция прямоточного резонатора (как и прямоточного глушителя) направлена на бескомпромиссную эффективность работы выпуска, практически не учитывая иные аспекты. Применяется только на гоночных автомобилях.

Неполадки резонатора

Фото: Shutterstock

Фото: Shutterstock

Возможных неисправностей резонатора существует всего две: прогар внешней оболочки и разрушение внутренней структуры — прогар труб и стенок. Такие повреждения приводят к ряду последствий.

  • Повышение уровня шума. Тот самый характерный «бубнеж» выхлопа поначалу, переходящий в громкий неприятный рев с увеличением пятна прогара. Конечно, стоит отметить, что спортивные выхлопные системы склонны к басовитому тону изначально. Но при повреждениях резонатора звук становится более резким и громким.
  • Запах выхлопа в салоне. В случае разгерметизации внешних стенок резонатора газы будут прорываться на улицу в районе пола передних пассажиров.

Особенность нарушения внешней герметичности резонатора (и выхлопа в целом) в том, что масштаб повреждений, особенно при активной езде, может увеличиваться лавинообразно. Сегодня это небольшой бас в районе пола, а через пару дней, при очередном активном старте со светофора, внезапно возникает оглушительный рев — небольшое прогоревшее отверстие резко увеличило свою площадь. Поэтому при первых признаках повреждения резонатора рекомендуется его как можно скорее заменить, либо выполнить качественный ремонт сваркой. В качестве аварийного варианта можно применить специальную высокотемпературную пасту для выхлопных систем, однако рассчитывать на нее как на полноценный ремонт точно не стоит.

Выхлопная система или система выпуска отработавших газов

Выхлопная система устройство

– предназначена для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности.
Выхлопная система у каждого автомобиля имеет разную компоновку но состоит как правило из одинаковых узлов которые могут быть расположены в различном порядке.

Выпускной коллектор

Выпускной коллектор

– часть навесного оборудования двигателя, предназначен для сбора выхлопных газов с нескольких цилиндров в одну трубу. Другой функцией выпускного коллектора является обеспечение эффективного продува и наполнения камер сгорания.

С одной стороны коллектор крепится непосредственно к двигателю внутреннего сгорания, с другой – к катализатору или, если катализатор не установлен, к выхлопной трубе.

В связи со специфичностью расположения коллектора он работает в достаточно экстремальных условиях. Температура выхлопных газов может достигать нескольких тысяч градусов. Таким образом, после глушения двигателя происходит достаточно быстрое охлаждение с последующим неминуемым выпадом конденсата. Как результат, основная проблема коллектора – быстрое появление ржавчины.

Лямбда-зонд

Лямбда-зонд (λ-зонд)

– датчик остаточного кислорода. Позволяет оценивать количество оставшегося несгоревшего топлива либо кислорода в выхлопных газах.

Если лямбда зонд не работает, то ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам, записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в выхлопе, снижение мощности, но машина при этом остается на ходу.

Лямбда зонд — наиболее уязвимый датчик автомобиля. Его ресурс составляет 40 000 — 80 000 км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Особенно чувствителен к качеству топлива – после нескольких плохих заправок лямбда зон «умирает» и больше не работает.

Гофра

Гофра

– это специальное эластичное соединение. Она устанавливается непосредственно в выхлопную систему автомобиля и, благодаря своей гибкости и уникальной способности к растяжению, компенсирует вибрации, создающиеся мотором транспортного средства во время его работы.

Чтобы она могла выполнять свои основные функции как можно лучше, гофру нужно устанавливать в правильном месте. Расположение гофры на приемной трубе является крайне удачным, поскольку позволяет моментально компенсировать вибрацию, не допуская ее дальнейшего распространения на остальную выхлопную систему.

Признаком выхода гофры из строя является резкий шум в процессе работы в передней части машины или под капотом. Причём при её полном выходе из строя шум может быть оглушающим. Второй признак — появление запаха отработанных газов в салоне автомобиля. Помимо этого возможна и значительная потеря мощности автомобиля, что проявляется на современных автомобилях, где утечки в выхлопной системе приводят к неправильной работе датчика кислорода. В этом случае необходимо немедленно заменить гофру глушителя, чтобы вибрация не привела к разрушению выхлопной системы.

Каталитический нейтрализатор (катализатор)

Каталитический нейтрализатор (катализатор)

– предназначен для снижения выброса вредных веществ в атмосферу с отработавшими газами. Чаще всего расположен катализатор сразу после приемной трубы, однако иногда его устанавливают прямо на приемной трубе. Делают это для более быстрого прогрева, так как эффективно работает он только при температуре свыше 300 °C. Однако, большой минус такого расположения — слишком высокие температуры и, следовательно, маленький срок службы катализатора.

В настоящее время катализаторы можно подразделить на три вида: керамический катализатор, химический катализатор, магнитно-стрикционный катализатор.

Если катализатор не работает, то:
• Временами (или всегда) пропадает тяга и «приемистость» на больших оборотах;
• Вчера вот «тянула» нормально, а сегодня ее вроде бы что-то «держит»;
• По утрам и в состоянии «на горячую» машина стала заводиться хуже, двигатель приходится долго «гонять» стартером, что бы завелся;
• Иногда «пропадают обороты»: давите на педаль газа, а стрелка тахометра с трудом добирается до двух или четырех тысяч и там останавливается;
• Машина начинает чрезмерно потреблять бензин;
• Заводится долго, а когда заведется – то глохнет почти сразу же или не заводится вообще, т.е. даже не «схватывает».

Резонатор

Резонатор

– является одним из типов глушителей и его очень часто называется средним глушителем, так как он расположен в средней части выхлопной системы. Основной задачей резонатора является гашение колебаний звука, возникающих в результате выхода громких выхлопных газов из камеры сгорания.

На громкость работы того или иного двигателя, прямым образом влияют габариты устройства (размер, форма) и конечно же, сама конструкция резонатора. В случае выхода детали из строя, нарушается работа всей системы выхлопа: транспортное средство становиться очень шумным, а в салон проникает запах выхлопных газов.

Глушитель авто

Глушитель

– обеспечивает окончательное шумоподавление. В металлическом корпусе размещается несколько перфорированных трубок. Корпус разделен перегородками на 2-4 камеры. Некоторые камеры могут заполняться звукопоглощающим материалом. В основном глушителе поток отработавших газов многократно меняет свое направление – лабиринтный глушитель.

Из всех конструктивных элементов выпускной системы больше всех подвергается модернизации (тюнингу) глушитель. При тюнинге выпускной системы устанавливается т.н. прямоточный глушитель (одна прямоточная труба на все камеры без изменения направления потока). Такой глушитель обладает меньшим противодавлением, но существенной прибавки в мощности двигателя он не дает. Основное преимущество прямоточного глушителя «благородное» или «спортивное» звучание автомобиля. Следует отметить, что эффективность отвода выхлопных газов зависит от диаметра труб, чистоты катализатора и глушителя.

Основная причина, по которой глушитель приходит в негодность – прогар сварочных швов. Устройство автомобильного глушителя таково, что в местах соединения и крепления трубок и перегородок, используется обычная сварка, которая более подвержена влиянию температуры и влаги (особенно это касается автомобилей, работающих на бензине). Вторая причина — выгорание минеральной ваты. Выхлопные системы дешевых производителей грешат тем, что в них используется некачественная минеральная вата. Она выгорает, волокна разрушаются и их частички выходят с потоком выхлопных газов. Как результат – появление нежелательного шума, который будет все громче с каждым новым километром пробега.

Ремонтируйте выхлопную систему вовремя!

Мы бесплатно проведем диагностику и проконсультируем Вас по ремонту выхлопной системы.
Как нас найти?

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.

В системах с катализатором именно он первым попадает под тепловой удар выхлопа. Если же катализатора в системе нет или он заменен на пламегаситель, первым встречает газы резонатор. Согласно законам физики, чтобы снизить скорость газов, необходимо изменить сечение трубы и направление движения, а также объем, в котором газы находятся. Поэтому резонатор больше по диаметру приемной трубы.

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.

Пламегаситель или катализатор?

Все мы знаем, что в катализаторе происходит термохимический процесс при котором дожигается топливо не сгоревшее в двигателе, так? Так. Катализатор геометрически находится гораздо ближе к первому глушителю (резонатору), чем выпускной коллектор двигателя. При отсутствии катализатора или пламегасителя первым температурный удар принимает на себя резонатор. Дело в том, что при термохимическом процессе температура выхлопных газов достирает 850 — 900 градусов, и корпус, внутренности катализатора рассчитаны на высокие температуры. Пламегасители (настоящие) выполнены тоже из высококачественной нержавеющей стали, да и конструкция пламегасителей (двойной корпус, диффузоры) работают на понижение температуры выхлопа. В итоге аллюминизированому резонатору с тонкостенной аллюминизированной перфорацией внутри, достаётся выхлоп после катализатора или пламегасителя 300-350 градусов, что вполне приемлемо для части выхлопной системы, предназначение которой сглаживать и отражать кинетическую энергию. Отсюда требования к пламегасителю большие.

Учитывая, что температура газов, вылетающих из камеры сгорания, достаточна велика, необходимо обработать и выпустить их в дальнейший путь уже более холодными плюс смешать пульсирующие потоки из каждого отдельно взятого цилиндра в один более ровный поток. К тому же корпус пламегасителя не должен издавать никаких посторонних звуков и быть устойчивым к внешним воздействиям таких как: вибрации, передающиеся от работающего двигателя, рывки от болтающегося глушителя и водно-соляной раствор, попадающий зимой на разогретые детали.
Если убрать катализатор и не поставить ничего взамен (пламегаситель), то температурный удар падает на первый от коллектора резервуар, т.е. резонатор. В результате чего резонатор перегревается, далее вы «залетаете», например, в лужу после дождя, так несколько раз резонатор испытает температурный шок плюс кинетическая энергия и вибрация которая уже не щадит закалённые и хрупкие на удар и вибрацию внутренние сварочные швы, которыми приварена перфорация резонатора, в итоге после 4-6 месяцев эксплуатации автомобиля без катализатора или пламегасителя мы получаем на вид очень даже приличный корпус резонатора, на звук как будто его наполнили гайками на 24.
В отличие от европейских стран, нормы по содержанию в выхлопных газах СО, СН и азотистых соединений в России гораздо мягче, автомобили и запчасти дороже, а средний доход у автовладельцев ниже. Поэтому желающих менять «умерший» катализатор на новый не так много — дорого. И пламегаситель при таких обстоятельствах становится более приемлемым вариантом.

Итак выделим основные задачи, которые должен решать пламегаситель:
Снизить уровень шума.
Погасить энергетическую волну.
Снизить температуру.
Создать противодавление.

Пламегаситель можно так же назвать волнорезом. Диффузоры (отражатели) — отражают звуковые волны, которые сталкиваются между собой и частично поглощаются, последний фактор это поглотитель (набивка).
Диффузоры также гасят кинетику (энергетическую волну) препятствуя разрушению других компонентов выхлопной системы, что обеспечивает долговечность с механической точки зрения, т.е. в прямотоке кинетическая энергия напрямую будет воздействовать на первое попавшееся препятствие, а это внутренности резонатора, которые не рассчитаны на данные нагрузки. (ну это так, если пламегаситель делать прямоточным без диффузора). Пламегаситель выполнен из высоко прочных материалов что позволяет выдерживать температурные нагрузки около 900 градусов, конструкция расположения диффузоров и внутреннего корпуса позволяет хаотично гасить траекторию потоков пламени. В итоге температура воздействует не на один участок детали и площадь воздействия увеличивается, тем самым удаётся значительно гасить температуру примерно до 600-500 градусов, что вполне комфортно переносит аллюминизированный резонатор стоящий после пламегасителя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *