глушитель прямоточный

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.

Замер шума в ближнем поле: микрофон установлен на расстоянии 25 см от среза выхлопной трубы

ОТКУДА РЕВ?

В 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 ярковыра-женные 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 ярковыра-женный 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 автомбилях 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...

POWERFUL

Цена-$96 Диаметр входной трубы — 48 мм Диаметр оконечной насадки — 102 мм Максимальный уровень внутреннего шума — 81,8 дБ Максимальный уровень внешнего шума— 108,9 дБ   Это, пожалуй, самый популяр­ный прямоточный глуши­тель на московском рынке. Секрет ус­пеха, скорее всего, кро­ет­ся в при­влеки-тель­ной цене и эф­фектном внешнем ви­де. Чего стоят одни буквы Power-Ful, «пробитые» в торце хромированного жерла, выглядывающего из-под бампера. Неожиданностью стало то, что диаметр входной трубы оказался на три миллиметра больше, чем у стандартного глуши­теля. Да и изогнута труба по другому, более рез­ко, зато без уменьшения площади поперечного сече­ния. Испытания показали, что Powerful — самый тихий из нашей шестерки. Из всех «прямотоков» он наиболее близок к штатному глушителю по звуковому спектру, хотя снаружи Powerful все равно ревет намного громче «стандар­та». А максимальный уровень внутреннего шума с зтим глу­шителем оказался даже чуть ниже, чем со штатным! Похоже, что упор при создании глушителя был сделан именно на прие­млемый уровень звукового давления. Мощности PowerFul поч­ти не прибавляет, а на низких оборотах даже оказывается чуть хуже штатного глушителя.

Последнее мнение разделяют профессионалы: в любой серьезной тюнинговой фирме вам предложат программу доработок двигателя, в которой установка прямоточного глушителя будет стоять далеко не на первом месте. Другое дело — серьезно «заряженный» мотор. Если двигатель имеет увеличенный рабочий объем или форсирован по обо­ротам, стандартная система выпуска уже может не справляться с бо­лее мощным потоком газов, создавая ему слишком высокое сопротив­ление при высоких оборотах двигателя. Но и в этом случае один пря­моточный глушитель не способен решить проблему — необходима за­мена всей системы выпуска на спортивную, чтобы дыхание мотора ничто не стесняло. Для этого устанавливают другой выпускной колле­ктор, прозванный в народе за свой внешний вид «пауком», применя­ют трубы большего диаметра, убирают катализатор.

И все же, очень часто приходится видеть спортивные глушители на совершенно стандартных машинах. Дают ли они хоть что-то кроме громкого звука? И, кстати, насколько громок этот звук? Чтобы разо­браться во всем этом, мы отправились на Дмитровский автополигон, в лабораторию виброакустики. Там, в специальной безэховой камере, можно не только определить уровень и спектр производимого маши­ной шума, но и с помощью мощностного стенда Schenck (Германия) измерить крутящий момент на заданных оборотах двигателя, а следо­вательно рассчитать развиваемую автомобилем мощность.

В качестве базы мы взяли совершенно стандартный ВАЗ-2112 с 16-клапанным мотором и решили испытать на нем четыре наибо­лее распространенных на московском рынке прямоточных глу­шителя. Это продукция известных итальянских марок PowerFul и ASSO, российский прямоточный глушитель SVR и, конечно, немецкий Remus. Кроме того, чтобы понять, какое влияние оказывает на работу мотора остальная часть выпускной сис­темы, мы включили в программу испытаний две полные си­стемы. Это система SVR с диаметром трубы, увеличенным до 54 мм против стандартных 45, а также итальянский комплект Supersprint, диаметр труб у которого еще больше — 60 мм.

Мощность измерялась на трех режимах работы

Чтобы установить глушитель Remus, пришлось сверлить кузов автомобиля и мастерить систему креплений

двигателя: 1500 об/мин (на этих оборотах обычно происходит трогание), 3700 об/мин (обороты максимального крутящего момента по пас­портным данным) и 5400 об/мин (90 процентов от максимальных оборотов двига­теля). Одновременно с помощью профессио­нального измерителя-анализатора шума Lar-son Davis 2900B фиксировался уровень и спектр производимого автомобилем шума. По правилам ЕЭК-ООН №51 внешний шум изме­рялся при работе автомобиля на третьей пере­даче в диапазоне оборотов двигателя 1500—5400 об/мин. Верхняя планка оборотов по этим правилам определяется как 90 процентов от оборотов максимальной мощно­сти, а передача выбирается из расчета развива­емой автомобилем на дороге скорости. Впро­чем, наши измерения нельзя считать сертифи­кационными, поскольку эти правила предпола­гают замеры шума на дороге с определенным

крытием. Однако для сравнения разных сис­тем выпуска такая методика вполне пригодна. Замеры производились в двух точках позади автомобиля. Первый микрофон устанавливал­ся под углом 60 градусов к продольной оси ав­томобиля на расстоянии 25 см от среза выхлоп­ной трубы. Второй микрофон фиксировал шум точно по оси машины на расстоянии четырех метров позади нее и на высоте 1м 20 см. Условно говоря, первый микрофон измеряет шум самого глушителя (так называемый замер в ближнем поле), а второй — шум всего автомобиля в це­лом (замер в дальнем поле).

Внутренний шум измерялся на тех же режи­мах работы двигателя тоже в двух точках — в рай­оне головы водителя и в области голов задних пассажиров. Естественно, все измерения проводились с закрытыми две­рями и окнами.

Результаты испытаний не стали сюрпризом. Сказать, что прямо­точный глушитель по сравнению со штатным совсем не прибавляет мотору мощности, нельзя. Все оконечные глушители дают несколь­ко процентов прибавки на средних и высоких оборотах двигателя. «Внизу» эта прибавка либо меньше, либо вовсе никакая.

Полные системы с «пауком» вместо штатного коллектора, большими трубами и без катализатора прибавляют больше мощности. Наиболее заметно это на высоких оборотах, где мо­тору особенно необходимо свободное дыхание. Однако при­рост все равно не поражает воображение. Максимум — около семи процентов прироста мощности на высоких оборотах. При­чем использование 60-миллиметровой трубы не дает преимуще­ства по сравнению с 54-миллиметровой. Полуторалитровому моторчику со стандартными настройками и распредвалами столько просто не надо...

Итак, мощность увеличивается незначительно — в лучшем случае на 3—5 л.с. Зато как растет шум! Если по уровню внут­реннего шума некоторые глушители еще могут сравниться со штатным, то снаружи все протестированные образцы голосят безбожно. На первый взгляд может показаться, что прибавка в шесть-десять децибел (относительно звука стандартного глуши­теля) невелика — те же несколько процентов, что и в случае с мощностью. Но не надо забывать, что звуковое давление измеря­ется не по линейной, а по логарифмической шкале. И при пере­счете получаются уже не проценты, а разы! Попросту говоря, на некоторых режимах автомобиль с прямоточной системой шумит как десять стандартных «двенадцатых»! О том, почему так проис­ходит — в отдельной заметке на этих страницах.

Так стоит ли тратиться на прямоточный глушитель? Очевидно, что ответ на этот вопрос лежит в области личных предпочтений. Вы от­даете приоритет скорости и динамике автомобиля? Тогда лучше по­тратить эти средства на другие компоненты тюнинга, например, на хорошие тормозные колодки. Если же для вас основная цель — про­извести на светофоре впечатление на окружающих или подзадорить самого себя, то «прямоток» для этого подходит прекрасно. Главное, чтобы после старта вам удалось продемонстрировать соперникам хромированное дуло своего оружия...