Зачем нужен резонатор в выхлопной системе, признаки неисправности

В системе выпуска автомобильного двигателя можно увидеть несколько составляющих, помимо соединительных трубопроводов. Обычно это хорошо заметные корпуса каталитических нейтрализаторов, основного и дополнительных глушителей. Один из них принято называть резонатором, по мотивам функций, им выполняемых.

Чаще всего он стоит ближе всего к выпускному коллектору, сразу после катализаторов, если они имеются.

Для чего в автомобиле нужен резонатор

Поток выхлопных газов носит пульсирующий характер. Если не обратить этот эффект на пользу, то нейтралитет он тоже поддерживать не будет, нанося определённый ущерб эффективной и тихой работе мотора.

Частота пульсаций выхлопа зависит от оборотов коленчатого вала, то есть меняется в широких пределах. При определённых условиях возникают паразитные резонансы, когда выходу очередной порции отработанных газов препятствует максимальная амплитуда давления акустической волны от предыдущего такта выпуска.

Будет ухудшена очистка цилиндра перед загрузкой в него очередной порции горючей смеси, а значит и такой важнейший параметр хорошо настроенного мотора, как наполнение цилиндров.

Ситуация ухудшается ещё и наличием нескольких цилиндров, работающих на одну выхлопную трубу. Можно настраивать длины выпускных патрубков, сводя их сначала попарно и только потом все вместе, но всё это будет хорошо работать только у спортивных моторов, где важен пик мощности на максимальных оборотах.

В этом режиме искусственно вызываются резонансные явления, которые не просто не мешают выходу отработавших газов, но и созданием локального разрежения будут вытягивать их из цилиндра как пробку из бутылки. Тот же эффект, что и от наддува на впуске, наполнение существенно вырастет.

В реальных условиях гражданского мотора подобный настроенный выпуск будет непригоден. Мало пользы от двигателя, способного развить мощность на предельных оборотах, если с его помощью трудно даже просто тронуться с места.

Это спортсмены не замечают подобных мелочей, как и, например, минимально устойчивых оборотов холостого хода порядка 2-4 тысяч об/мин. Для повседневной массовой эксплуатации такие настройки неприемлемы.

Выход один – не обращая внимания на определённую пользу резонансных явлений на выпуске, просто максимально снизить пульсации.

Образуется и ряд других позитивных моментов, то есть введение подобного устройства, названного резонатором, хотя эффект тут полностью противоположен резонансному, принесёт немало пользы:

• улучшится наполнение цилиндров в широком диапазоне оборотов, за счёт чего возрастёт крутящий момент и снизится расход топлива;
• уменьшится тепловая нагрузка деталей системы выпуска и окружающих её частей кузова, подвески и трубопроводов;
• звук выхлопа станет тише, уменьшится число высокочастотных составляющих и нечётных гармоник, которые обычно создают неприятную тембровую окраску;
• облегчатся условия работы основного и дополнительных глушителей.

Особенно эффективно резонаторы работают в паре с катализаторами, имеющими мелкую сотовую структуру. Такая двойная акустическая фильтрация делает современные автомобили практически бесшумными на фоне их предков второй половины 20 века.

Что будет если его убрать

Если с машины снимается глушитель, то меняется в основном громкость выхлопа. Удаление же резонатора вызовет не такой радикально заметный, но очень неприятный эффект. Причём не один.

Перечисленные выше полезные свойства резонатора перестанут действовать. Многое зависит от конкретного автомобиля, но некоторые настолько чувствительны к состоянию системы выпуска, что без резонатора не смогут устойчиво работать на холостом ходу, потеряют мощность и увеличат расход, а звук выхлопа мало кому понравится.

Устройство резонатора

Внутри этого скромного утолщения на выпускном трубопроводе нет ничего сложного. Варианты исполнения могут быть различными, но чаще всего это цилиндр из трёх камер, разделённых перегородками. В них выполнены отверстия для прохода газа.

Поставляется выхлоп внутрь через перфорированную трубу. Именно эта перфорация в виде множества отверстий подобранного диаметра и создаёт эффект гашения колебаний, противопоставляя их фазы. Точно такая же труба стоит и на выходе, помогая работать первой. Камера между ними дополнительно сглаживает колебательные процессы.

Иногда между трубами используется минеральная вата или металлическая тонкая стружка, создающая демпфирующий эффект. Обычно это применяется в прямоточных резонаторах без деления на камеры или в пламегасителях, которые устанавливают вместо удаляемого катализатора.

Снаружи корпус покрыт акустическим защитным экраном. Дорогие приборы изготовлены из нержавеющей стали, остальные просто окрашены термостойкими составами.

Классификация

Теория гашения резонансных процессов используется при разработке конструкции. На практике классифицируются готовые решения, они уже перечислены, можно свести результат в короткий перечень:

• прямоточные и многокамерные устройства;
• гашение колебаний накоплением энергии в полостях и камерах или с применением быстродействующих волокнистых демпферов;
• использование дорогих или дешёвых материалов, в последнем случае прибор становится расходником.

Обычно не удаётся успешно применять деталь от другого автомобиля или универсальную, она должна быть подобрана по своим свойствам именно для конкретного мотора.

Неполадки в работе резонатора

Все проблемы в выпускной системе связаны с коррозией, кроме случаев повреждения при наезде на препятствие. Разрушение корпуса или внутренних труб и перегородок немедленно проявляется изменением громкости и тембровой окраски звука выхлопа. Вряд ли потребуется замерять мощность и расход, которые тоже изменятся.

Появление внутри корпуса дребезга металлического типа может означать, что в результате глубокой ржавчины оторвалась какая-либо из деталей и свободно перемещается в потоке газов. Но гораздо хуже повреждения наружного корпуса. Выхлопные газы попадут в салон, что опасно.

Проверка и ремонт

Визуального осмотра и прослушивания выпускной системы снизу автомобиля на подъёмнике вполне достаточно для успешной диагностики. После чего можно приобрести новую деталь и установить её вместо повреждённой с заменой крепежа и уплотнений, к этому моменту уже непоправимо уничтоженных коррозией.

Если машина редкая, или запчасти для неё слишком дороги, то возможен ремонт с использованием сварки. Резонатор снимается, вскрывается отрезной машинкой, оценивается масштаб повреждений. Отдельные части изготавливаются из труб и листового металла, после чего всё собирается с применением сварочного полуавтомата.

Работа несложная и не требующая большой квалификации, а для желающих воспользоваться услугами квалифицированных специалистов, всегда существуют центры, занимающиеся исключительно ремонтом систем выпуска. Можно заказать любой ценовой уровень, в том числе и детали из нержавеющей стали.