Não confiável, fedorento e barulhento. Somente essa opinião sobre motores de combustão interna poderia soar no início do século XX. O que mais era de se esperar? O som mais alto que uma pessoa ouvia naquela época era o trabalho de uma prensa industrial ou o barulho de uma locomotiva a vapor. Mas esses ruídos eram de alguma forma previsíveis. O carro daqueles anos era absolutamente imprevisível, seja no comportamento, seja no nível de ruído que os habitantes da cidade recebiam.
O silenciador salvará o motor de combustão interna
Afinal, havia um motor elétrico silencioso e calmo, que no início do século trabalhava ativamente em veículos elétricos, inclusive. Nem todo mundo gostou da ideia de usar energia elétrica em vez de energia do petróleo, então a maioria dos projetos relacionados à eletricidade foi reduzida, os desenhos foram confiscados, os inventores adoeceram com urgência com doenças estranhas e morreram repentinamente, e os motores a gasolina foram desenvolvidos ativamente. Com a ajuda dos governos e total apoio, apesar do descontentamento das massas.
De fato, o silenciador foi um dos fatores de economia do projeto da gasolina. Tudo começou com os franceses, com a empresa Panhard-Levassor. Foram eles que enroscaram o cano no motor de combustão interna para de alguma forma acalmá-lo. Acabou relativamente bem, o supressor de ruído começou a desenvolver e adquirir ativamente novos elementos e recursos de design.
Tutorial em vídeo sobre válvula de escape, ressonador, fluxo direto
Por que você precisa de um silenciador
Tal inferno está acontecendo no motor e na câmara de combustão que é difícil imaginar - temperaturas enormes, 130 explosões poderosas por segundo, cargas incríveis e quedas de pressão. E tudo isso é acompanhado por sons. Sons altos e constantes, dos quais é necessário isolar o motorista e todos que estiverem ao seu alcance. Até agora, nada melhor do que o aparelho que é chamado de silenciador nos livros didáticos de autotrabalho.
O ruído são as vibrações do ar de diferentes frequências que o ouvido humano pode perceber. É para a neutralização das ondas acústicas que o silenciador do carro é projetado. Esta é a sua primeira e mais importante função. A potência do motor também depende do sistema de escape e do seu estado. Insignificante, mas o silenciador ainda afeta a potência. Os incansáveis americanos aprenderam até a usar bem as deficiências do silenciador. Ou seja, eles desenvolveram um turbo silenciador que simultaneamente amortece as vibrações, as envia de volta ao motor, e aí trabalham para a eficiência da combustão do combustível e, consequentemente, para o aumento da potência. O projeto é bastante polêmico e complexo, mas existe.
Cuidados de catalisador. Sobre ecologia?
Outra função do abafador é afastar os gases tóxicos dos olhos, fora da carroceria do carro. Também estão sendo feitas tentativas para reduzir o nível de toxicidade dos gases de escape com a ajuda de um silenciador. Isso é feito por um conversor catalítico, um catalisador na vida cotidiana. Na verdade, não reduz nada ali e não limpa os gases de escape, muito menos os ozoniza. Ele simplesmente calcula o nível de CO e instrui a unidade de controle eletrônico a ajustar a proporção de combustível e ar para que haja o mínimo possível de substâncias nocivas nos gases de escape.
Assim, ele entra em conflito com o sistema de combustível, que tenta fornecer a potência máxima e encher os cilindros com a mistura de trabalho, e o catalisador tinha essa potência em mente. O principal para ele são as emissões menos nocivas. Os catalisadores são classificados de acordo com o nível de influência e o nível de severidade do controle de emissões. Se os sistemas Euro 2 tivessem apenas um sensor de oxigênio, uma sonda lambda no tubo de escape do silenciador, o sistema Euro 3 já está equipado com duas sondas lambda e, quanto maior a classe de segurança Euro, mais perceptível será o efeito do catalisador na operação do motor.
O sistema de controle do nível de CO fica mais complicado a cada ano, mas por algum motivo o planeta Terra não fica mais limpo. Mas os sistemas de conversores catalíticos estão se tornando mais caros e está se tornando cada vez mais difícil cortá-los das profundezas do silenciador. Assim, na injeção VAZ 2107 ou 2109, bastava não ter preguiça e cortar o corta-chamas de estoque, que sufocava o motor com bastante força. Os motores 2109, 2114, 2110 dos primeiros anos de produção cumpriam as normas Euro 2 e havia apenas uma sonda lambda no sistema de escape. Ele controlou apenas a situação na área do coletor de escape até a entrada do escapamento do silenciador... O que aconteceu a seguir, o catalisador não conseguiu controlar. O sistema Euro 3 envolve a instalação de dois sensores, de modo que os motores posteriores de Kalina, Priora, Grant não são mais passíveis de intervenção cirúrgica.
Silenciador - neutralizador de ruído
Um silenciador tem muito trabalho a fazer, mas é melhor para lidar com o ruído. Para abafar o som do escapamento, não a princípio, mas de um motor específico, de um modelo específico, com determinado volume e determinado número de cilindros, não pode haver silenciador universal. Cada motor cria suas próprias vibrações individuais, que percebemos como ruído. Sons de diferentes frequências, diferentes amplitudes são absorvidos pelas paredes de várias câmaras de ressonância localizadas no caminho do gás de exaustão.
Ele tem que passar por muitos buracos, quicar nas paredes centenas de vezes e mudar de direção antes de sair. Durante esses lançamentos de gás pelo escapamento, ocorre uma liberação ativa de calor, mas isso não é o mais difícil no desenvolvimento de sistemas de escapamento. A oscilação interna de qualquer faixa, alta frequência, baixa frequência, média frequência, em certas rotações do motor, é obrigada a se adaptar a eles.
A geometria do sistema de escape é um dos fatores mais importantes na luta contra o ruído. O exemplo mais simples é mostrado pelo silenciador mais simples de um trator T 74 ou um T 25 de dois tempos. O comprimento de todo o sistema de escapamento não passa de um metro, consiste em um tubo de escapamento curto, um coletor de escapamento e um simples ressonador. A eficácia de tal sistema é muito duvidosa, pois a geometria do silenciador praticamente não cria interferência e não amortece as frequências ressonantes. Além disso, o ruído do motor de combustão interna é afetado pelo diâmetro e número de furos pelos quais passa o gás de escape. Quanto mais complexa for a geometria do sistema e quanto mais buracos e dobras houver, mais efetivamente as ondas de ruído serão amortecidas. Só neste caso surge uma certa contradição - cada obstáculo adicional para gases leva a uma deterioração na limpeza dos cilindros e, como resultado, a uma deterioração em seu enchimento com uma mistura ar-combustível. Agora chegamos perto da questão de como o volume e a complexidade do sistema de escapamento reduzem a potência do motor.
Foi estabelecido experimentalmente que o volume do sistema de exaustão deve ser de 5 a 7 vezes o volume de trabalho do motor. Só então o sistema pode fornecer proteção contra ruído. Mas ao desenvolver sistemas de exaustão, também é levada em consideração a análise espectral das vibrações sonoras, que cada modelo de carro não pode ter uma abordagem individual e generalizada para esse problema. O impacto do ruído no corpo humano também é diferente - ruídos de baixa frequência de até 250 Hz contribuem para a fadiga do motorista e uma rápida diminuição do desempenho e do tempo de reação.
Como lidar com o barulho do carro
Até agora, existem apenas duas opções para lidar com o ruído do motor - absorção sonora e ressonância. Portanto, existem quatro tipos principais de silenciadores:
- ressonador;
- espelho;
- absorção;
- restritivo.
O tipo mais simples, aquele que mencionamos no exemplo do trator, funciona com base no princípio da restrição. Sua tarefa é simplesmente abafar o fluxo pulsante nocivo dos gases de escape. Para fazer isso, basta reduzir o diâmetro da saída. O resultado não é tão quente e a potência do motor cai muito.
Os silenciadores de espelho são mais eficientes e funcionam com base no princípio dos espelhos acústicos. O exemplo mais marcante de tais silenciadores são os sistemas de escapamento de um motor de dois tempos de motocicleta e scooter. Um exemplo de silenciador limitador de espelho simples é o Izh Planet, um ciclomotor Karpaty. O silenciador consiste em um cotovelo de escape e uma lata de ressonância, na qual os gases de escape são silenciados. A resistência criada pelo silenciador é bem menor, a perda de potência não é tão perceptível, mas devido ao efeito espelho, a temperatura do escapamento sobe. Este princípio também fundamenta o dispositivo silenciador VAZ 2107, 2115, 2109, Niva.
O ressonador, por outro lado, consiste em várias câmaras fechadas, que são interligadas por tubos com furos feitos neles. Juntamente com a lata, formam um par ressonante que serve para um escape silencioso. Assim, as oscilações acústicas são suavizadas em parte devido a desvios na direção dos fluxos de gás e em parte devido à ressonância acústica. Esses ressonadores costumam ser instalados separadamente, como nos veículos UAZ, GAZ e Gazelle. Sistemas mais complexos usados \u200b\u200bnos carros Volkswagen, Lada Priora e Kalina 2 são do tipo absorção. Os ressonadores de tais sistemas na seção são um ressonador tubular simples de duas ou quatro câmaras, mas com uma camada de material absorvedor de som. Através dos orifícios das tubulações de ligação, os gases entram na matriz da lã de basalto, onde consomem energia para fazer vibrar as fibras do material. Um design simples, mas sua eficácia é alta apenas no caso de uso complexo com outros sistemas.
O dispositivo silencioso de um carro moderno é feito estruturalmente na forma de um corpo soldado ou laminado de aço. As divisórias internas são feitas do mesmo aço, mas todo o recheio deve ser bem fervido. Para preservar a estrutura do metal, utiliza-se solda elétrica de contato, assim são feitos os silenciadores para Renault Logan, VAZ 2110, Daewoo Lanos e a maioria dos carros nacionais. Às vezes, para aumentar a vida útil de um silenciador, ele é feito de aço galvanizado ou aço inoxidável, embora o custo de tais silenciadores nem sempre seja justificável. Na maioria das vezes, materiais caros são usados \u200b\u200bno projeto de um silenciador direto sintonizado.
O silenciador moderno é constantemente aprimorado e, de acordo com a lei alemã, o nível máximo de ruído de um carro de passeio caiu de 82 decibéis, permitido oficialmente em 1974, para 72, já aprovado em 1995.
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