Очень часто после тюнинга выхлопной системы автовладельцев не устраивает получившийся звук. Особенно это характерно для установки прямоточных систем. На определенных оборотах двигателя (чаще всего в диапазоне 2000-3000об/мин) появляется громкий гул. На спортивном автомобиле это терпимо, но если автомобиль эксплуатируется ежедневно, гул начинает раздражать и становится невыносимым. Что же делать? Возвращаться к стоку, добавлять камерные глушители? Нет, есть решение, которое позволит сделать прямоточный выхлоп акустически комфортным, — это резонатор Гельмгольца.

Что такое резонатор Гельмгольца?

          Резонатор Гельмгольца изобретен автором в 1850 году для анализа акустической системы. В результате наблюдений Гельмгольцем и Раэлем разработана количественная резонанса. Про резонатор Гельгмольца написано много статей, основная часть которых представляет из себя научные труды с массой сложных расчетов и формул. Но любовь к автомобилю и тяга к его усовершенствованию не всегда определяется наличием высшего технического образования, поэтому, приступая к написанию этой статьи, мы ставим перед собой задачу максимально простым и доступным языком объяснить принцип работы и случаи, требующие изготовления и установки резонатора Гельмгольца.

     Резонатор Гельмгольца представляет собой сосуд с горловиной. Газы в горловине являются колеблющейся массой, а объем газов в сосуде играет роль упругого элемента, за счет которого колебания гасятся. Эта дополнительная емкость, врезанная в выхлопную систему перед глушителем, гасит определенные звуковые частоты, но не влияет на пропускную способность выхлопа.

     Для автолюбителя, занявшегося тюнингом выхлопной системы, необходимо разобраться, нужен его автомобилю резонатор Гельмгольца или нет.

1. Если вы заменили стоковые элементы выхлопного тракта на тюнинговые, и после этого при движении автомобиля во всем диапазоне двигателя не возникает явления резонанса (дискомфорт, раздражающий звук в салоне автомобиля), он не нужен.

2. Если вы ощутили явление резонанса при модернизации выхлопной системы (как правило, это происходит при замене стокового глушителя на прямоточный), резонатор Гельмгольца поможет решить проблему.

Как рассчитать резонатор Гельмгольца?

А) Определение частоты резонанса.

      Для того чтобы изготовить резонатор Гельмгольца, вам необходимо определить частоту, на которой происходит явление резонанса. Для этого засекаем частоту вращения двигателя, на которой возникает гул в салоне. Допустим, что у нас это 3000 оборотов в минуту, теоретически мы можем предположить частоту резонанса (F).

В 4-х цилиндровом двигателе в это время происходит 6000 вспышек (3000*360/180), частота составляет 100 Гц (6000/60).

В 6-ти цилиндровом рядном двигателе на 3000 об/мин происходит 9000 вспышек (3000*360/120), F — 150 Гц (9000/60).

      Однако такой подход не всегда верен и точен. Современные технологии сильно облегчают эту задачу. Для более точного определения частоты Вы можете воспользоваться различными анализаторами звукового спектра, благо подобных приложений для смартфона сегодня достаточно.

Б) Определение объема резервуара, длины и площади сечения горла.

После того, как частота будет определена следует рассчитать параметры самого резонатора.

Самая распространенная формула для расчета собственной частоты резонатора Гельмгольца:

Лаконичное решение от Dinan для BMW M3.

F = V/2π*√(S/(L*Vо))

Где Fчастота, Гц (которую нужно отсечь);

V — скорость звука в среде м/с;

S — площадь сечения горла;

L — длина горла;

Vо — объем резервуара;

По этой формуле для нашего примера можно подобрать следующие параметры:

Для частоты 100 Гц — длина горла 120 мм, диаметр горла 30 мм, объем 3 литра.

Для 150 Гц — длина 140 мм, диаметр 50 мм, объем 3 литра.

       Все это верно, но, во-первых, скорость звука в среде зависит от температуры, которая может быть неодинаковой. Во-вторых, конструктивные особенности авто и компоновочные ограничения диктуют установщику свои условия. Из этого следует, что не всегда можно верно рассчитать характеристики резонатора по формуле, и не всегда мы можем врезать в выхлопной тракт идеальный вариант (места не хватит), исходя из всего вышесказанного, подведем итоги и попробуем дать рекомендации без формул из физики и математики.

Упрощенный расчет и советы по установке.

Для тех, кто ограничен в материалах и не хочет заниматься расчетом системы, мы предлагаем пойти путем эксперимента. Судя по опыту из всемирной сети, автовладельцы получают положительный результат в подавлении резонанса даже при использовании не самых оптимальных размеров системы. Конечно, от этого снижается эффективность тюнинга. Поэтому приведем некоторые базовые советы и рекомендации при «слепой» установке:

1. Объем резервуара должен быть сопоставим с объемом двигателя. Чем больше его объем, тем более широкий спектр частот он погасит.

2. Длина горла не менее 10-20 см. Чем оно длиннее и уже, тем сильнее эффект заглушения.

3. Отношение диаметра банки к горлышку не менее, чем два к одному.

4. Угол врезки горлышка в выхлопной тракт и угол его изгиба не имеют принципиального значения.

5. Установить данный элемент следует как можно ближе к банке глушителя.

Охлаждение тормозной системы

Охлаждение тормозной системы

  Почему охлаждение тормозов важно? Эффективность тормозной системы напрямую зависит от рабочей температуры. При смыкании тормозных колодок на диске, в результате трения, кинетическая энергия вращения преобразуется в тепло. В штатных режимах эксплуатации...

читать далее
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