Как избавиться о гула выхлопной системы?

Чаще всего этот вопрос возникает после тюнинга выхлопа и установки прямоточного глушителя. Часто помимо возросшей громкости выхлопа мы получаем раздражающий гул на определенных частотах (drone), как правило, это проявляется в каком-то узком диапазоне оборотов двигателя. Этот гул — следствие возникновения резонанса в выхлопной системе. Поездив с таким прямотоком, многие автовладельцы решают вернуться к тихим штатным системам, однако, резонанс — не приговор, с ним можно успешно бороться!

Для борьбы с резонансом используются специальные элементы выхлопной системы — резонаторы. Существуют различные варианты устройства резонаторов, ранее мы писали о резонаторе Гельмгольца и расчетах его параметров. Данное устройство зарекомендовало себя как весьма эффективный метод борьбы с резонансом, иногда сложности возникают с расчетами и изготовлением, ведь для его работы надо рассчитать 3 параметра — объем камеры, длину горла и его сечение. Есть решение более простое, но не менее эффективное — четвертьволновой резонатор.

Что такое четвертьволновой резонатор (quarter-wavelength resonator)?

Это элемент выхлопной системы, который представляет из себя дополнительный тупиковый канал на выхлопной трубе. Часть акустических волн попадает из основной трубы в канал и отражается. За счет возвращения звуковой волны той же частоты, но в противофазе, гасится резонанс.

Для возможности размещения под днищем автомобиля такого резонатора его часто приходится закручивать, из-за чего он напоминает букву J, отсюда и еще одно название — J-pipe или J muffler.

Основное преимущество для тюнера — простота расчета и самостоятельного изготовления. В принципе достаточно только посчитать его длину.

Расчет четвертьволнового резонатора.

 

Расскажем о двух вариантах расчета параметров, в первом посчитаем только длину резонатора — самый важный параметр.

L = 0,25 * (c / f),

где L – длина,

с — скорость звука,

fчастота резонанса.

Второй способ более точный, учитываем диаметр трубы. На самом деле отраженная волна движется к выходному отверстию резонатора, изменяя на выходе акустическое сопротивление среды, что делает рабочую длину резонатора больше реальной длины трубы.

L раб = L трубы + 8r/3π

Таким образом, формула выглядит так: f=c/4(L-(8r/(3π))).

Вторая формула приведена для того, чтобы понимать меру зависимости настройки от диаметра трубы. Мы считаем, что для расчета достаточно оперировать только длиной. Такие параметры, как объем, форма и направление камеры, мы в расчет вообще не берем.

Почему считаем параметры резонатора приблизительно?

1. Для проектирования устройства нам надо отталкиваться от f частоты резонанса. Мы можем рассчитать ее исходя из оборотов двигателя и количества цилиндров.

Пример: 4-х цилиндровый двигатель, рабочий ход через 180 градусов, следовательно на 3000 оборотов/мин произойдет 6000 вспышек. 6000/60=100 Гц.

Способ очень не точный, так как в реальной жизни мы исходим из какого-то диапазона оборотов на котором присутствует гул.

Определить точнее поможет любая программа анализатор звукового спектра.

2. В формуле для расчета размера мы используем c ,но скорость звука зависит от среды и температуры. В статье по расчету резонатора Гельмгольца мы использовали 436 м/с (при t 200° С), опять же взяли приблизительную величину. Мало того, что она будет зависеть от типа двигателя, конструкции выпускного тракта, места размещения резонатора, так к тому же эта величина не будет постоянной и может меняться в зависимости от режима эксплуатации двигателя.

Пример расчета четвертьволнового резонатора.

Имеем 4-х цилиндровый двигатель, после установки прямоточного глушителя появился гул в диапазоне 2600-3000 => частота — 86100 Гц, посчитаем для 90 Гц.

Считаем: 0,25*(436/90)=121 см

Если посчитать точнее: 121-((8*2,5)-3π)=119 см.

Можно пробовать, осталось взять трубу и предусмотреть ее размещение под днищем. Для получения самого лучшего результата можно подумать над регулируемым размером, это позволит точно подстроить длину уже на автомобиле.

Диаметр выхлопной системы ч.2

Диаметр выхлопной системы ч.2

Всегда ли больше значит лучше? Всегда ли увеличение сечения выхлопных труб атмосферного двигателя оправдано? Больший диаметр выхлопных труб обеспечивает большую мощность/момент, но рост приходится на зону высоких оборотов двигателя.

читать далее
Резонатор Гельмгольца

Резонатор Гельмгольца

Резонатор Гельмгольца представляет собой сосуд с горловиной. Эта дополнительная емкость, врезанная в выхлопную систему перед глушителем, гасит нежелательный резонанс выхлопной систем и не влияет на пропускную способность выхлопа.

читать далее