Эжекционные глушители

В последнее время некоторые периодические издания, не специализирующиеся на автомобильной тематике, стали помещать сообщения о самодельных глушителях так называемого секциониого типа, применение которых, по их сведениям, дает поразительный эффект. Вот какими словами, например, оценивается «Москвич — 426», на котором такой глушитель был установлен вместо серийного: «Скорость развивает мгновенно, возросла мощность и приемистость двигателя, заметно снизился расход бензина…» В другом сообщении речь идет о ВАЗ — 2101: «Машина рванула вперед, как тигр. Она резво брала с места и на второй, и на третьей передаче…» Феноменально, не правда ли? Ведь даже гоночные «жигули» сборной команды СССР, моторы которых форсированы до 160 л. с, не обладают подобными стартовыми возможностями. Так неужели в конструкции глушителя действительно таятся такие резервы мощности? Конечно же, нет, — об этом известно всякому достаточно компетентному специалисту по автомобильной технике.

Назначение глушителя отражено в самом его названии: это устройство, которое снижает шум от выхлопных газов. Приемов, служащих этой цели, существует немало, и, соответственно, разработаны конкретные конструктивные решения для их реализации.

Проектирование глушителя в известной мере можно уподобить созданию духового музыкального инструмента, а задача эта, как известно, очень непроста. Дело еще и в том, что обороты двигателя, а следовательно, и частота колебаний струи отработавших газов изменяются в широких пределах; глушитель же должен быть эффективен во всем диапазоне частотного спектра. Опыт показывает, что хороший результат можно получить только после глубокой расчетной проработки на основе законов акустики и многочисленных экспериментов. Так что простота глушителя — кажущаяся, и это всегда многих сбивало с толку.

Теперь о другой стороне вопроса. Любые глушители, включая работающие с использованием принципа эжекции, и вообще все трубопроводы выпускной системы оказывают сопротивление струе отработавших газов, создают некоторое противодавление, вследствие чего ухудшается процесс очистки цилиндров и снижается мощность двигателя. Чтобы компенсировать это снижение, приходится дополнительно сжигать определенное количество топлива.

Как велики потери мощности от глушителя на современном легковом автомобиле? Наибольшее противодавление в системе выпуска возникает при максимальной скорости газа, то есть в режиме максимальной мощности и оборотов. Его величина для разных моделей колеблется в пределах 120—мм рт. ст. Общая же зависимость для карбюраторных двигателей: каждые 100 мм рт. ст. противодавления на выпуске отнимают 2,5% мощности и на столько же увеличивают расход топлива. Таким образом, на предельных оборотах выпускная система отнимает, 3—% мощности. Но, как упоминалось, определенная доля здесь падает на сами трубопроводы, избавиться от которых по понятным причинам нельзя — можно лишь попытаться снизить их сопротивление, увеличивая диаметр труб и радиусы закругления, что и делают на гоночных машинах. Если же на обычном легковом автомобиле снять глушитель, то противодавление системы выпуска будет равным 60—мм рт. ст. Иными словами, в чистом виде глушитель «Жигулей» или «Москвича» съедает не более 3% мощности. Напомним, что речь по-прежнему идет о режиме максимальной мощности, который в обычной эксплуатации почти не используется. А поскольку величина противодавления пропорциональна квадрату скорости потока газа, то при езде с наполовину нажатой педалью акселератора сопротивление, создаваемое глушителем, будет меньше в четыре раза, и потеря мощности на него уменьшится в той же степени. При таком положении трудно рассчитывать на серьезный выигрыш за счет конструкции глушителя, а вот проигрыш при неверном расчете можно получить большой. Убедиться в этом поможет один пример.

В 1981 году на АЗЛК провели испытания глушителя эжекционного типа, сделанного самодеятельным изобретателем. При установке его вместо серийного время разгона автомобиля с места до максимальной скорости увеличилось с 55 до 89 секунд, сама же максимальная скорость при этом упала со 145 до 130 км/ч. По своим акустическим свойствам он был практически равноценен серийному, а следовательно, нужный уровень шумоглушения был достигнут тем, что двигатель оказался «задушен». Кстати, это был один из тех образцов, которым посвящались восторженные отзывы в печати.

Уместно рассказать еще об одних испытаниях самодельного эжекционного глушителя — проведенных на ВАЗе. Автор рассчитывал, что изготовленный им узел заметно уменьшит сопротивление выпуска и даст прирост мощности. Однако испытания начали с оценки главного показателя глушителя — его акустических свойств. Проверка была организована строго по методике ГОСТ 19358. Результат был таким: по сравнению с серийным глушителем внешний шум при движении увеличился на 6 дБ, то есть вдвое (для замера шума принята логарифмическая шкала), а на холостом ходу — на 7 дБ. Разумеется, дальнейшие испытания не имели смысла, и работа была прекращена.

Мы намеренно не приводим здесь ни фамилий авторов самодельных конструкций, ни названий всех печатных органов, выступивших с их популяризацией. Задача в данном случае состоит в том, чтобы помочь читателям разобраться в основных зависимостях, определяющих эффективность выпускной системы. По той же причине вряд ли целесообразно приводить и рассматривать схему вихревого эжекционного глушителя — она была представлена в статье «Экономия на выхлопе», помещенной в сентябрьском номере журнала «Изобретатель я рационализатор» за 1980 год. Там же описаны и принципы, которыми руководствовался автор при разработке схемы. Однако заставить эти принципы «работать» в реальной конструкции, к сожалению, не удалось, и причины этого ясны.

Коэффициент полезного действия лучших эжекторов не превышает 0,3. В только что упомянутой конструкции используются два струйных аппарата. Если для каждого из них принять названное значение КПД, то в целом для глушителя он составит 0,09 (без учета дополнительных тепловых потерь). Поскольку на входе в первую расширительную камеру глушителя напор газов при наименьшем возможном диаметре трубы характеризуется величиной 16 мм рт. ст. (в режиме максимальной мощности), экономия составит 1,5 мм рт. ст., или менее 1% всего противодавления выпускной системы. Таким образом, в условиях автомобильного выпуска роль термодинамических процессов, принятых за основу для получения преимуществ эжекционных глушителей, крайне мала. Если учесть также, что подобные конструкции очень нетехнологичны, то в целом их следует оценить как неперспективные.



1 User Responded in " Эжекционные глушители "

avatar
Сергеев Сергей Владимирович   написал,  

Чётко, грамотно, актуально.
Ваше мнение достойно внимания.
Хотелось бы прочесть следующий реферат
о применении модулей “резонатор, основнойглушитель”
Согласование их между собой,способы измерения и подбора их динамических и частотных характеристик.
Как зависят характеристики от геометрических особенностей.

Оставить комментарий

  Имя [*]

  e-mail [*]

  сайт

Subscribes подписаться на получение ответов

Заметьте: Включена проверка комментариев. Нет смысла повторно отправлять комментарий.