Jak działa tłumik samochodowy, na czym opiera się zasada działania

Tłumik samochodowy został zaprojektowany w celu zmniejszenia hałasu spalin w układzie wydechowym zgodnie z międzynarodowymi normami. Jest to metalowa obudowa, wewnątrz której wykonane są przegrody i komory, tworzące kanały o skomplikowanych trasach. Kiedy spaliny przechodzą przez to urządzenie, drgania dźwiękowe o różnych częstotliwościach są pochłaniane i przekształcane w energię cieplną.

Główne przeznaczenie tłumika w układzie wydechowym

W układzie wydechowym silnika tłumik montowany jest za katalizatorem (dla pojazdów benzynowych) lub filtrem cząstek stałych (dla silników Diesla). W większości przypadków są dwa:

• Wstępny (tłumik-rezonator) - przeznaczony do ostrego tłumienia hałasu i stabilizacji wahań przepływu spalin na wylocie silnika. Jest instalowany jako pierwszy, dlatego często nazywany jest „frontem”. Jedną z jego głównych funkcji jest dystrybucja spalin w układzie.
• Tłumik główny — zaprojektowany z myślą o maksymalnej redukcji hałasu.

W praktyce tłumik samochodowy zapewnia następujące przekształcenia w celu zmniejszenia hałasu spalin:

• Zmiana przekroju przepływu spalin. Odbywa się to ze względu na obecność w konstrukcji komór o różnych przekrojach, co pozwala pochłaniać hałas o wysokiej częstotliwości. Zasada technologii jest prosta: najpierw mobilny przepływ spalin zwęża się, co powoduje pewien opór dźwięku, a następnie gwałtownie się rozszerza, w wyniku czego fale dźwiękowe są rozpraszane.
• Przekierowanie spalin. Odbywa się to przez przegrody i przesunięcie osi rur. Obracając strumień spalin pod kątem 90 stopni lub większym, hałas o wysokiej częstotliwości jest tłumiony.
• Zmiana oscylacji gazu (interferencja fal dźwiękowych). Osiąga się to dzięki obecności perforacji w rurach, przez które przepływa spaliny. Ta technologia pozwala usuwać szumy o różnych częstotliwościach.
• „Autoabsorpcja” fal dźwiękowych w rezonatorze Helmholtza.
• Absorpcja fal dźwiękowych. Oprócz komór i perforacji korpus tłumika posiada materiał dźwiękochłonny, który izoluje hałas.

Rodzaje tłumików i ich konstrukcje

W nowoczesnych samochodach stosowane są dwa rodzaje tłumików: rezonansowe i proste. Oba mogą być instalowane razem z rezonatorem (tłumikiem wstępnym). W niektórych przypadkach przedni tłumik może zastąpić konstrukcja o prostej konstrukcji.

Budowa rezonatora

Strukturalnie rezonator tłumika, zwany również przerywaczem płomieni, to perforowana rura umieszczona w szczelnej obudowie, podzielona na kilka komór. Składa się z następujących elementów:

• cylindryczny korpus;
• warstwa termoizolacyjna;
• przegroda ślepa;
• perforowana rura;
• przepustnica.

Rezonansowe urządzenie tłumiące

W przeciwieństwie do wstępnego, główny tłumik rezonansowy jest bardziej złożony. Składa się z kilku perforowanych rur zainstalowanych we wspólnym korpusie, oddzielonych przegrodami i umieszczonych na różnych osiach:

• perforowana rura przednia;
• perforowana tylna rura;
• rura wlotowa;
• przednia przegroda;
• przegroda środkowa;
• tylna przegroda;
• rura wydechowa;
• owalne ciało.

Tak więc w tłumiku rezonansowym stosuje się różne przekształcenia fal dźwiękowych o różnych częstotliwościach.

Charakterystyka tłumika prostego

Główną wadą tłumika rezonansowego jest efekt przeciwciśnienia wynikający z przekierowania przepływu spalin (przy zderzeniu z przegrodami). W związku z tym wielu kierowców przeprowadza strojenie układu wydechowego, instalując tłumik bezpośredni.

Strukturalnie tłumik prosty składa się z następujących elementów:

• szczelna obudowa;
• rura wydechowa i wlotowa;
• trąbka z perforacją;
• materiał wygłuszający - najczęściej stosowane włókno szklane jest odporne na wysokie temperatury i posiada dobre właściwości dźwiękochłonne.

W praktyce tłumik przelotowy działa według następującej zasady: przez wszystkie komory przechodzi rura perforowana. W ten sposób nie ma tłumienia hałasu poprzez zmianę kierunku i przekroju przepływu gazu, a tłumienie hałasu uzyskuje się tylko dzięki interferencji i pochłanianiu.

Ze względu na swobodny przepływ spalin przez tłumik z przepływem do przodu, powstałe ciśnienie wsteczne jest bardzo niskie. Jednak w praktyce nie pozwala to na znaczny wzrost mocy (3% - 7%). Z drugiej strony dźwięk samochodu staje się charakterystyczny dla samochodu sportowego, ponieważ obecne technologie dźwiękoszczelne tłumią tylko wysokie częstotliwości.

Od działania tłumika zależy komfort kierowcy, pasażerów i pieszych. Tak więc podczas długotrwałej pracy wzrost hałasu może powodować poważne niedogodności. Dzisiaj instalacja tłumika o przepływie bezpośrednim w konstrukcji samochodu poruszającego się po terenie miejskim jest wykroczeniem administracyjnym, które grozi grzywną i nakazem demontażu urządzenia. Wynika to z nadmiaru norm hałasu ustanowionych przez normy.