Susturucunun tasarımı, bu kadar güçlü bir motor sesini bastırmak için çok iş yapıyor gibi görünse de, aslında oldukça basittir: susturucunun içinde, içine delikler açılmış aldatıcı derecede basit bir boru seti bulacaksınız. Bu tüpler, özel haznelerle birlikte, aslında ince akortlu bir müzik aleti gibi dizilmişlerdir ve günümüzde sadece motoru sönümlemekle kalmaz, aynı zamanda özellikle spor arabalarda kullanıldığında pek çok otomobil tutkununun kulağına hoş gelen özel bir ses çıkarır.
kesit susturucu
Bu nedenle susturucular, motor tarafından üretilen ses dalgalarını (dalgalar) kendilerini kısmen iptal edecek şekilde yansıtacak şekilde tasarlanmıştır. Susturucular, bu gürültüyü bastıracak kadar ince bir teknoloji kullanır. Peki susturucu nasıl kurulur? Hadi çözelim! Ama önce sesin fiziği hakkında biraz daha bilgi sahibi olmamız gerekiyor.
Arabadaki susturucunun tüm egzoz sistemine göre konumu
ses hakkında
Ses dalgaları, motor silindirlerindeki değişen yüksek ve düşük hava basıncı darbelerinden üretilir. Bu darbeler havada ses hızında ilerler. Bu impulslar, egzoz valfinin açıldığı ve yüksek basınçtaki patlayıcı yakıt ve hava karışımının aniden egzoz sistemine girdiği anda motorda oluşturulur. Bu gazdaki moleküller, borudaki daha düşük basınç altındaki moleküllerle çarpışır. Bunlar da tüpün aşağısındaki moleküllerle çarpışır ve bu ses ortaya çıkar. Böylece, ses dalgası egzoz sisteminden aşağı (veya daha doğrusu önden arkaya) egzoz gazlarının buradan çıkmasından çok daha hızlı ilerler.
Bu basınç darbeleri kulağınıza ulaştığında, kulak zarına etki ederek titreşmesine neden olur. Ve beyniniz zarın bu hareketini bir ses olarak yorumlar. Bir dalganın iki ana özelliği, böyle bir sesi nasıl algıladığımızı belirler:
- Ses dalgası frekansı - daha yüksek dalga frekansı, basitçe hava basıncının daha hızlı dalgalandığı anlamına gelir. Motor ne kadar hızlı çalışırsa, duyduğumuz ses o kadar yüksek olur (yüksek hızda geçen Formula 1 arabalarının veya spor motosikletlerin uğultusunu düşünün). Daha yavaş titreşimler tonda daha düşük ses çıkarır (en karakteristik ses motorlar, rölantide veya düşük hızlarda Harley Davidson motosiklet motorları tarafından üretilir).
- Hava basıncı seviyesi - Dalganın genliği, sesin ne kadar yüksek olacağını belirler. Kulak zarlarımızın büyük hareket genliklerine sahip ses dalgaları daha fazla basınca sahiptir ve bu hissi daha büyük miktarda gürültü olarak kaydederiz.
Ancak iki veya daha fazla ses dalgasını bir araya getirip (!) daha küçük bir ses elde etmenin mümkün olduğu ortaya çıktı. Bir susturucu cihazı örneğini kullanarak nasıl çalıştığını görelim!
Ses dalgalarını algılamamızın temel özelliği, kulağımızda oluşan gürültünün aslında bir birim zamanda kulak zarına ulaşan tüm ses dalgalarının toplamı olmasıdır. Örneğin, Metallica'nın herhangi bir şarkısını dinlerseniz, aynı anda çalan davulları ve üç gitarı tek bir birleşik müzik olarak duyabilirsiniz, ancak böyle bir şarkıyı dinlerseniz, birkaç farklı ses kaynağı duyabilirsiniz (şarkılar hariç). davul ve bas gitar çalmayı ayırt etmek için) - kulak zarına ulaşan ses basıncı dalgaları toplanır, böylece kulak zarınız herhangi bir zamanda yalnızca bir basınç hisseder.
Ve şimdi susturucu cihazının ses bastırma açısından pratik kısmı: gerçek şu ki, başka bir özdeş dalganın tam tersi olan bir ses dalgası üretmek mümkündür ve bu tam olarak gürültü azaltmanın temelidir - iki özdeş dalga basitçe ya birbirini bastırır ya da iki kat genliğe sahip bir dalga oluşturur. Aşağıdaki animasyona bir göz atın. Yukarıdan gelen dalga ve ortadaki dalga saf eşit tonlardır. Bu iki dalga uyum içindeyse - yani aynı frekansta birbirleriyle örtüşüyorlarsa - o zaman tek bir dalga oluştururlar, ancak genliği iki katıdır. Bilimde buna yapıcı müdahale denir. Ancak, zıt fazlarda üst üste bindirilirlerse, bir seferde birinci dalganın genliğinin en düşük noktası, ikinci dalganın genliğinin en yüksek noktasıyla çakıştığında, o zaman birbirlerini sıfır sese kadar iptal ederler. . Ve buna zaten yıkıcı girişim deniyor. Birinci dalga maksimum basınca ulaşırken, ikinci dalga minimuma ulaşır. Bu dalgaların ikisi de aynı anda kulak zarına çarparsa hiçbir şey duymazsınız çünkü bu iki dalga her zaman birbirini yok eder.
Susturucu içeriden nasıl düzenlenir?
Susturucu aslında bir boru setidir. Bu tüpler, birbiriyle etkileşime giren ve sonunda birbirini iptal eden ses dalgalarının yansımalarını oluşturmak için tasarlanmıştır.
Egzoz gazları ve onlarla birlikte ses dalgaları (zaten bildiğimiz gibi, çok daha önce) susturucuya merkezi egzoz borusundan girer. Susturucunun arka duvarından sekerler ve susturucunun ana kısmındaki bir delikten yansıtılırlar. Daha sonra bir dizi delikten başka bir odaya geçerler, burada tekrar söndürülürler ve susturucudan çıkarak son tüpten çıkarlar.
İkinci oda denir rezonatör, birinci odaya bir delikten bağlanır. Rezonatör, belirli bir hacimde hava içerir ve belirli bir ses frekansını telafi edebilen bir dalga boyu elde etmek için bilgiçlik hassasiyetiyle hesaplanan belirli bir uzunluğa sahiptir. Nasıl olur? Susturucuya daha yakından bakalım...
rezonatör
Dalga susturucuya girdiğinde bir kısmı delikten ikinci odaya gitmeye devam eder, diğer kısmı ise yansır. Dalga ikinci bölmede yayılır, susturucunun arka duvarına girer, buradan yansır ve aynı delikten tekrar çıkar. Bu ikinci odanın uzunluğu, bu dalga ancak bir sonraki dalga ikinci odanın dışından (birinci odanın içinden) yansıdıktan sonra rezonatörü terk edecek şekilde hesaplanır. İdeal olarak, yüksek basınçlı ses dalgasının ikinci bölmeden çıkan kısmı, düşük basınçlı dalganın ikinci bölme duvarının dışından yansıyan kısmı tarafından iptal edilecektir ve birbirini iptal edecek olan bu iki dalgadır. .
Aşağıdaki animasyon, rezonatörün basitleştirilmiş bir susturucuda nasıl çalıştığını gösterir:
Aslında, motor sesi farklı ses frekanslarının bir karışımıdır ve bu frekansların çoğu motor devrine bağlı olduğundan, ses neredeyse hiçbir zaman onu mükemmel bir şekilde susturmak için doğru frekans aralıklarına dahil edilmez. Rezonatör, motorun en çok gürültü yaptığı en iyi frekans aralığında çalışacak şekilde tasarlanmıştır, ancak frekans farklı olsa bile, yine de önemli miktarda yıkıcı girişim üretecektir.
Bazı otomobillerde, özellikle sessiz çalışmanın önemli bir özellik olduğu lüks otomobillerde, egzozda susturucuya benzeyen ancak adı verilen başka bir bileşen vardır. rezonatör. Bu cihaz, bir susturucudaki bir oda rezonatörü gibi çalışır - boyutlar, boğuk dalgalar daha sonra başkalarını ve aslında bu tür arabaların kabinindeki insanları şaşırtmak ve memnun etmek için çıkışta belirli bir "güzel" ses üretecek şekilde hesaplanır. .
Susturucunun içinde, ses seviyelerini farklı şekillerde azaltmasına yardımcı olan başka özellikler de vardır. Susturucu gövdesi genellikle üç katmandan yapılır: iki ince metal katman ve aralarında daha kalın, hafif yalıtımlı bir katman. Bu, susturucunun basınç darbelerinin bir kısmını emmesini sağlar. Ayrıca, ana odaya giden giriş ve çıkış boruları deliklerle delinmiştir. Bu, binlerce küçük basınç darbesinin susturucu tarafından emilmenin yanı sıra bir dereceye kadar birbirini "yiyerek" ana bölmede iptal edilmesini sağlar.
Susturucu Dezavantajları ve Diğer Susturucu Türleri
Bir susturucunun önemli dezavantajlarından biri, motorun uyguladığı basınca karşı direncidir - bu özelliğe denir geri basınç. Susturucudaki tüm kıvrımlar ve delikler nedeniyle, egzozun sonunda çevredeki atmosfere kaçması için uzun bir yol kat etmesi gerekir. Yukarıda anlatılan susturucular yeterince yüksek bir karşı basınç üretirler ki motor gücünün bir kısmını alır, çünkü silindirin açık valfi yanmış olanın dışarı çıkmasına izin verir ve motorla ilgili yazıdan hatırladığımız gibi komşu silindirlerdeki patlama nedeniyle yakıt dışarı çıkar. operasyon.
Karşı basıncı azaltabilecek başka susturucu türleri de vardır. Böyle bir tür, bazen " çift camlı pencere", sesi azaltmak için yansımayı değil sadece absorpsiyonu kullanır. Böyle bir susturucuda egzoz borusu, deliklerle delinmiş emme egzoz borusuna doğrudan bağlanır. Bu borunun etrafına, kısmı emen bir cam yalıtım tabakası uygulanır. basınç impulslarının İzolasyon çelik bir tabaka ile çevrilidir.
Susturucu cihazı - "cam ünitesi"
Bu tür susturucuların ayrıca önemli bir dezavantajı vardır: çok daha az karşı basınç üretirler, bu nedenle arabanın gücünü yalnızca biraz "yirler", ancak ses seviyesini geleneksel susturucular kadar düşürmezler.