Глушитель как устроен – Глушитель для оружия своими руками, принцип работы, устройство – ОхотаТовар

Как это работает: глушитель — Автомобили Гродно

    Из сегодняшней рубрики «Как это работает» вы увидите подробное устройство глушителя, узнаете для чего нужен катализатор и что такое лямбда-датчик, как достигается благородное низкое звучание глушителя и  можно ли увеличить мощность двигателя тонкой настройкой выхлопной системы.
 

 

 

 

 

 

    Глушитель — устройство, предназначенное для снижения температуры, токсичности и уровня шума выхлопных газов двигателя до приемлемых значений.

    Первые автомобили не были оснащены глушителем, поэтому, в те далекие времена, приближение самоходного агрегата можно было услышать задолго до его появления на горизонте.

 

    Производимый шум вызывал дискомфорт не только у горожан, но и пугал рядом проходящих лошадей, которые в то время были основным средством передвижения. Глушитель стал решением этих проблем, и впервые он был применен лишь в 1894 году на автомобиле «Панар-Левассор» (Франция), что способствовало популяризации автомобилей среди городского населения.

 

 

 

 
    Глушитель устроен таким образом, чтобы эффективно снижать скорость поступивших в него газов из цилиндров двигателя. Однако автомобильный глушитель помимо своих плюсов имеет также и недостатки, например, некоторое снижение мощности двигателя. Как это получается? Если упростить, то это можно представит так. Отработанные газы на высокой скорости вылетают из цилиндров двигателя в глушитель. Там, встретив препятствия на пути, часть потока отражается, тем самым образует «обратную волну», пытаясь вернуться в цилиндр, чем и

снижает мощность двигателя на выходе.

    Благодаря законам физики существует несколько принципов снижения уровня звука, которые с успехом используются в конструкциях современных автомобильных глушителей. Принцип ограничения: когда в корпусе глушитель имеет зауживание диаметра трубы, которое дает некоторое акустическое сопротивление, а затем следует резкий переход на больший диаметр. В этой «внезапной» емкости звуковая энергия рассеивается.

    Принцип отражения: при отражении энергия частично рассеивается, поэтому поставив на пути звука лабиринт из «зеркал» можно значительно снизить уровень шума.

 

Резонаторы: глушители такого типа используют замкнутые полости, которые расположены вблизи трубопровода и соединены с ним отверстиями, которые выступают в роли резонатора. Условия, с которыми распространяется резонансная частота, быстро меняются и это способствует эффективному гашению шума при прохождении через отверстия.

 
    Принцип поглощения: такие системы работают через поглощение звуковых волн, специальным пористым материалом.

 

Распространенная конструкция автомобильного глушителя:

 

1 – каталитический нейтрализатор 2 – передний глушитель 3 – задний глушитель

 

 

 

    Каталитический нейтрализатор (катализатор) — призван снизить вредное воздействие выхлопных газов на окружающую среду (снижение токсичности).  Это специальная камера, где происходит дожигание смеси и удерживание вредных веществ посредством сот с напылением из благородных металлов: платины и палладия.

 

 

 

Передний (основной) глушитель предназначен для снижения резонансного эффекта отработавших газов. При помощи сложной системы решеток и отверстий в нем удается снизить скорость, температуру и уравновесить вибрационные воздействия от движения выхлопных газов (резонатор). Передний глушитель позволяет добиваться существенного снижения скорости воздушного потока.

 

    Задний (дополнительный) глушитель выполняет функцию окончательного поглощения шума от выхлопных газов благодаря сложной внутренней структуре или специальному шумогасящему наполнителю. Благодаря большому количеству пористых элементов, сложной системе перегородок и воздуховодов удается еще больше снизить температуру и скорость воздушного потока (поглощение, отражение).

 

 

 

Дополнительный и основной глушитель

     Лямбда-датчик:

 

 

 

    Для бензиновых двигателей уже давно стало привычным делом использование в конструкции глушителя лямбда-датчиков. Этот датчик определяет концентрацию кислорода в выхлопных газах, тем самым фиксирует, насколько реальная пропорция топлива с воздухом, сгораемая в цилиндрах, отличается от оптимальной (1 порция топлива на 14.7 порций воздуха). Электрический сигнал от кислородного датчика поступает в  электронный блок системы управления двигателем. В зависимости от величины сигнала блок управления воздействуют на исполнительные органы подконтрольных ему систем автомобиля и порция подаваемого топлива увеличивается или уменьшается. Благодаря лямбда-датчику в цилиндр подается оптимальная топливно-воздушная смесь.

1 – передний лямбда-датчик 2 – задний лямбда датчик 3 – катализатор 4 – дополнительный глушитель

 

 
    Ремонт глушителей: часто восстановить поврежденные места глушителя можно сваркой, если он пробит острым предметом. Иногда помогает силикатный клей и стеклоткань. Прогоревший глушитель варить нежелательно, так как в скором времени он «прохудится» снова. В этом случае не избежать покупки нового глушителя.

    Покупать, желательно, оригинальный глушитель. Если нет такой возможности, можно подобрать максимально подходящий по форме, размерам и объему глушитель от другого автомобиля. В этом случае надо знать, что, устанавливая «чужой» глушитель, есть риск снизить мощность двигателя или вызвать его чрезмерный износ, так как для каждой модели автомобиля глушитель разрабатывается индивидуально, с учетом объема и характеристик двигателя. Важным условием при подборе неоригинального глушителя является его внешнее и внутреннее сходство с «родным». Так же, двигатель автомобиля, с которого этот глушитель был снят по характеристикам должен походить на установленный в Вашем автомобиле.

 

 

 

    Прямоточный глушитель:

Набивка такого глушителя способна погасить лишь высокочастотный шум. Шумы на низких частотах проходят по прямой (отсюда  название). Так получается низкий бас, которым обладает прямоточный глушитель.

 

 

    Для снижения уровня шума, чаще всего используют длинный резонатор, построенный по сетчатому признаку. Звук, многократно отражаясь от стенок, покрытых ячейками, взаимно гасится. Резонатор позволяет эффективно срезать верхние частоты, придавая звуку благородный, басовый «рык».

    Нейтрализация отработавших газов в прямоточном глушителе, как правило, менее надежная, чем в стандартных, и предназначена лишь для удаления основной части вредных соединений.

    Для тюнинга можно использовать универсальные, штатные (предназначенные для конкретной модели автомобиля) и оригинальные глушители. Универсальные запчасти, включая тюнинговые или спортивные детали, выпускает множество фирм:

ASSO, Blitz, HKS, Powerful, Remus, Sebrin, Walker, Ulfer и т.д. Большинство спортивных глушителей можно поставить на все без исключения автомобили определенного типа (питание, литраж, класс).

    Увеличение мощности автомобильного двигателя за счет совершенствования выхлопной системы невозможно без грамотной настройки двигателя под возросшие возможности глушителя. В случае удачной настройки компонентов глушителя и двигателя, прирост мощности может составить 3-7%, что не очень много в абсолютных величинах. Таким образом, тюнинг глушителя скорее вспомогательная мера для увеличения мощности. В основном же тюнинг применяют для придания автомобилю законченного, агрессивного внешнего вида, облагораживании звучания автомобильного мотора.

 

 

Основная часть глушителя спрятана от зрителей и увидеть можно лишь банку на глушитель, поэтому к ней, как к элементу стайлинга, особое внимание:

 

 

Глушитель для оружия — устройство и описание

Для того, что бы бороться со звуком выстрела, логично было бы понять, что является источником звука при выстреле. А таких источников несколько:

 

 

1. 1. Звук срабатывания механизма оружия, удара бойка по капсюлю, лязг затвора, и т.д. В тихую ночь на открытой местности звук удара металлических частей механизма АК отчётливо слышен на расстоянии до 50м. Именно поэтому, когда требуется один абсолютно бесшумный выстрел, пользуются однозарядным оружием.
   2. Звук, создаваемый воздухом, находящимся в стволе перед выстрелом, и вытесняемым пулей и пороховыми газами; звук, создаваемый расширяющимися (с давления около 200 кг/см² до обычного атмосферного 1,9 кг/см²) и охлаждающимися (с сотен градусов до температуры воздуха) пороховыми газами в момент выхода из ствола, причём эти газы большей частью следуют за пулей, но часть их всё же прорывается в зазор между стволом и пулей, и, следовательно, опережает пулю. Именно с этой причиной звука и позволяет бороться глушитель.
   3. Акустическая ударная волна, формирующаяся за пулей, если она превышает скорость звука (~330м/с). Возникает из-за того, что пуля, проходя через воздух, создаёт в нём волны, на подобие тех, что возникают на воде, когда проплывает лодка; громкость этих волн не велика, если они движутся быстрее пули; однако если пуля движется быстрее, она как бы накапливает энергию волны, следующей за ней, и поэтому для человеческого слуха она воспринимается как удар, нечто наподобие грома при грозе. Единственный способ избавиться от этой причины звука заключается в уменьшении скорости пули, чего можно достигнуть, используя специальные патроны с меньшим зарядом пороха или же укоротив ствол оружия.
   4. Звук удара пули о цель.

 

Теперь, когда мы знаем причины звука выстрела, можно рассмотреть принцип работы глушителя. Основная задача глушителя — снизить давление и температуру пороховых газов. Для того, чтобы снизить давление, нужно, что бы у газов была возможность расшириться до контакта с атмосферным воздухом. Именно этой цели служат камеры глушителя. Пороховые газы, вырвавшиеся из ствола вслед за ней, последовательно теряют энергию в каждой такой расширительно-охладительной камере. Понятно, что с ростом числа камер разность давлений выходящего газа и наружного воздуха становится все меньше и, соответственно, ослабляется звук. Однако эти рассуждения верны лишь относительно газов, идущих вслед за пулей. А как было сказано, часть газов ее опережает. Так как диаметр отверстий для пули в перегородках больше ее собственного диаметра, эта часть истекает из глушителя по-прежнему со сверхзвуковой скоростью, создавая баллистическую ударную волну. Для отсечения и замедления сверхзвуковых газов вместо диафрагм с отверстиями применяют, например, мембраны из упругого материала со щелями, которые пропускают пулю и снова смыкаются, или ставят глухие прокладки – обтюраторы.

Простейший самодельный глушитель — обычная пластиковая бутылка, примотанная изолентой к стволу. В момент выстрела все пороховые газы окажутся в бутылке, а пуля, пробив донышко, вылетит наружу. Несмотря на громоздкость и снижение точности стрельбы, такой глушитель делает звук выстрела мелкокалиберным патроном не громче, чем треск от сломавшейся пластиковой линейки.

Есть множество разных конструкций глушителей, пользующихся различными трюками для снижения температуры и давления пороховых газов. К примеру, легендарный «Брамит» в варианте для «трехлинейки» представлял собой цилиндр диаметром 32 мм и длиной 140 мм, внутри разделенный на две камеры, каждая из которых заканчивается обтюратором – цилиндрической прокладкой из мягкой резины толщиной 15 мм. В первой камере помещен отсекатель. В стенках камер для стравливания пороховых газов просверлены два отверстия диаметром около 1 мм каждое. При выстреле пуля пробивает поочередно оба обтюратора и выходит из прибора. Пороховые газы, расширяясь в первой камере, теряют давление и медленно стравливаются через боковые отверстия наружу. Часть пороховых газов, прорвавшаяся вместе с пулей через первый обтюратор, расширяется таким же образом во второй камере. В итоге звук выстрела гасится. Подобный глушитель с большим числом камер был разработан и для револьвера «Наган» образца 1895 года.

Достаточно типичный образец современного глушителя – отечественный ПБС, то есть «Прибор бесшумной стрельбы», который навинчивается на дульную часть ствола автоматов АКМ или АК-47. На некотором расстоянии перед дулом располагается толстая резиновая шайба. Опережающие газы задерживаются нею и через особые каналы направляются в расширительную камеру, откуда уже плавно вытекают в воздух. Когда пуля пронзает шайбу, основная часть газов следует за ней; но, последовательно пройдя через несколько расширительных камер, эти газы вырываются в атмосферу, потеряв значительную часть энергии. ПБС снижает громкость в 20 раз. Поэтому выстрел из АКМ практически не слышен уже на расстоянии 200 м. Живучесть ПБС без замены шайбы – до 200 выстрелов, что для специального оружия вполне приемлемо. Недостаток такой конструкции – старение резины, причем стареют ведь и запасные пробки – даже не используясь в глушителе. В настоящее время появилось буквально неисчислимое количество вариантов многокамерных устройств. Вот устройство одного из зарубежных глушителей на автомат Калашникова.

Но наряду с наращиванием числа камер и усложнением их конфигурации, совершенствование конструкций идет самыми разными путями. Громоздкий корпус глушителя часто закрывает обычные прицельные приспособления, поэтому его располагают эксцентрично – ось прибора значительно ниже оси ствола. Но, разумеется, канал для прохода пули должен быть строго соосен со стволом, ибо даже при легком ее касании о внутренние перегородки резко снижается кучность огня. А ослабление узла крепления корпуса устройства на оружии вообще может привести к стрельбе через его переднюю стенку.

Плоские перегородки расширительных камер нередко заменяют выпуклыми – конусообразными или иной формы, отклоняющими поток пороховых газов к периферийной части глушителя, что не дает ему обогнать пулю. Такой же эффект порождает винтообразная перегородка, проходящая по всей длине устройства.

Иногда расширительные камеры частично заполняют теплопоглощающим материалом – мелкой алюминиевой сеткой или просто стружкой, медной проволокой. Нагревая их, газы охлаждаются активнее. Но эти наполнители сложно очищать от порохового нагара, и их приходится периодически менять. На эффективность глушения влияет также материал самих перегородок: например, замена стальных на алюминиевые, более теплопроводные, дает заметное снижение громкости. Однако при частой стрельбе с таким глушителем, по мере роста давления в камерах и нагрева теплопоглотителя, работоспособность устройства резко снижается; если из него подряд сделать десяток-другой выстрелов, «бесшумное» оружие превращается в самое обычное. Поэтому рекомендуется вести огонь одиночными выстрелами и с большими паузами, чтобы дать остыть всей конструкции.

Порой, для улучшения работы глушителя его предварительно смачивают водой. Достаточно буквально столовой ложки. При этом глушитель охлаждается за счёт испарения воды (принцип работы фриона в холодильнике). Так же добавление воды в глушитель немного меняет звук выстрела, с металлического «дын» на более глухой «тан». Воды обычно хватает на 10-20 выстрелов.

Эффективность глушителя повышают также путем сложных и скрупулезных расчетов внутренней газовой динамики. Например, за счет использования фигурных перегородок определенного профиля в камерах создаются противотоки и турбулентные завихрения газа. В итоге его молекулы, многократно соударяясь в разных направлениях, гасят энергию друг друга.

Разработаны оригинальные конструкции, предусматривающие отражение потока газов от внутренней поверхности передней стенки глушителя. После этого энергия газов падает за счет многократного отражения и встречного гашения ударных волн внутри корпуса. Такие приборы могут быть и многокамерными.

Изобретено и совсем уж экзотическое устройство, внешне выглядящее до смешного примитивно: всего-то надульный конус-диффузор, заключенный в трубку с открытыми торцами. Но весьма существенное снижение звука обеспечено здесь виртуозным расчетом интерференции ударных волн внутри конуса, а главное – удивительно остроумным способом охлаждения пороховых газов. Вырываясь из конуса, они интенсивно эжектируют внешний воздух, как бы мгновенно отсасывая его из внутреннего объема трубки, отчего резко падают его давление и температура. И газы, смешиваясь с этим разреженным холодным воздухом, тут же теряют энергию. Так, наверное, прозвучал бы выстрел где-нибудь на двадцатикилометровой высоте.

 

Простейший надульный глушитель 1 – резиновая мембрана со щелью 2 – расширительная камера 3 – соединительная гайка	Глушитель с рефлектором отражателем 1 – параболический рефлектор 2 – корпус 3 – гайка 4 – ствол
Многокамерный глушитель 1 – камера 2 – перегородка	Двухкамерный эксцентрический глушитель 1 – камера 2 – перегородка
Глушитель с предварительным отводом пороховых газов из канала ствола 1 – отверстие в стволе с обратным каналом 2 – передняя многокамерная часть глушителя 3 – расширительная задняя камера	Глушитель с обтюрацией 1 – распорная втулка 2 – резиновый (эбонитовый) обтюратор 3 – расширительная камера
Многокамерный глушитель с теплопоглощающим наполнителем 1 – гайка 2 – проволочная сетка 3 – межкамерные перегородки 4 – распорные втулки 5 – отверстия в стволе	Глушитель с отклонением потока 1 – внутренняя втулка с отверстиями 2 – отклоняющие конуса 3 – алюминиевая стружка-поглотитель 4 – средняя втулка с перфорацией 5 – наружная труба со щелевыми отверстиями
Глушитель с завихрением потока 1 – корпус 2 – завихряющие перегородки	Глушитель с разбиением потока 1 – внутренняя втулка с перфорацией 2 – винтовая спираль разбиения потока
Глушитель немецкого пистолета-пулемета MP5SD 1 – внутренняя труба 2 – прямоугольное окно 3 – сварной шов 4 – листовой материал 5 – передняя камера 6 – канал для прохода пули	Глушитель-эжектор

Как устроен глушитель автомобиля: принцип работы

Изобретения автомобиля дало человечеству не только массу преимуществ, но и некоторые издержки. Например, громкий рёв двигателя — он тяжело воспринимался не только водителем автомобиля, но и людьми, которые находились поблизости. Необходимость как-то решить эту проблему привела к изобретению глушителя. Эта деталь автомобиля отвечает за то, чтобы максимально приглушить работу двигателя, а также уменьшить температуру и токсичность продуктов сгорания топлива.

Тюнинг глушителя

С момента изобретения устройство глушителя становилось всё более совершенным. На сегодняшний день он представляет собой серьёзный механизм, работающий по довольно сложной схеме. Современные законодательные нормы предусматривают очень жёсткий контроль над уровнем шума, который издаёт автомобильный двигатель, а также над степенью токсичности выхлопных продуктов сгорания топлива.

Устройство глушителя

Конструкция глушителя автомобиля приблизительно одинаково выглядит у большинства автомобильных моделей. В её состав входят следующие элементы:

1. Коллектор.
2. Нейтрализатор.
3. Передний глушитель.
4. Задний глушитель.

На нижеприведённом рисунке показано, как выглядит автомобильный глушитель.

Устройство глушителя

Коллектор отвечает за выведение продуктов сгорания топлива — он подключён напрямую к двигателю. Поскольку он несёт на себе очень большие нагрузки и поддаётся воздействию крайне высоких температур, к материалам для его изготовления выдвигаются очень серьёзные требования. Для изготовления коллекторов используют высококачественные сплавы из чёрных металлов.

Так как современные экологические нормы ужесточаются с каждым годом, конструкция автомобиля предусматривает наличие узлов, отвечающих за максимальное снижение токсичности выхлопных газов. Эту задачу решает нейтрализатор или, как его ещё называют, конвертер. По сути, это отсек, где осуществляется очищение смеси газов. Его составляют несколько секций, а корпус выполнен из керамических материалов либо из металла. Структура в виде специальных ячеек даёт возможность добиться максимального контакта газов с катализатором.

Глушитель ВАЗ в разрезе

Сама поверхность контакта у нейтрализатора обрабатывается палладием и платиной. Вступая с ними в соприкосновение, основная часть токсичных веществ нейтрализуется. Для того чтобы реакции происходили быстрее, катализатор располагают поближе к двигателю — высокая температура ускоряет нейтрализацию.

Остальные два элемента отвечают за подавление шума двигателя и очисткой не занимаются. Передний носит название резонатора. Он составлен из множества решёток и отверстий — по ним движутся продукты сгорания топлива, теряя шумы и вибрацию. Для шумоизоляции используются специальные материалы с высокой степенью звукопоглощения.

Различают следующие разновидности глушителей:

• активный;
• реактивный.

Активный состоит из шумоподавляющего вещества — его устройство достаточно простое. Его недостатком является высокая степень загрязнения по прошествии некоторого времени.

Задний является практически основным, он осуществляет конечное подавление шума двигателя и отводит продукты сгорания топлива. Его конструкция состоит из отсеков с содержимым из специальных наполнителей.

Современные авто, как правило, используют комбинации нескольких средств шумоподавления: пористых стенок, решёток, каналов, перегородок. Таким образом, удаётся добиться показателей, разрешенных современными экологическими и санитарными нормами.

Прямоточный глушитель: особенности и конструкция

Прямоточный глушитель Magnus

Для повышения мощности автомобиля некоторые водители используют прямоточный вариант. Его преимуществом является то, что для повышения мощности машины он может использовать энергию выхлопных газов. Обычный глушитель на такое не способен.

Принцип работы заключается в том, что сопротивление при выхлопе продуктов сгорания топлива меньше чем обычно. Поэтому мощность двигателя, которая для этого расходуется, также имеет меньшее значение, а разница уходит на увеличение мощности движения авто.

Прямоточный глушитель в разрезе

Конструкция прямоточного агрегата — это прямая труба с сетчатой поверхностью, помещенная во внешний кожух. Она имеет меньше элементов для снижения шума и вибраций. Продукты сгорания идут без сопротивления по прямой, а сетчатая поверхность даёт им возможность свободно расширяться. Шум поглощается внешним кожухом — он обработан специальным звукоизолирующим веществом. Вследствие этого не происходит резонанса газов, и мы не слышим характерного рёва мотора. Для того чтобы улучшить характеристики такого устройства, можно использовать несколько отдельных внешних сегментов.

Основные причины выхода из строя глушителя

Есть несколько основных причин, вследствие которых глушитель может выходить из строя, а именно:

1. Прогорают швы сварки — это основная причина, которая встречается чаще других. Сварка является слабым звеном в любой конструкции — под влиянием влаги и температуры может образоваться трещина, которая будет расти вследствие вибраций. Результат — обрыв трубок и выход устройства из строя.

   Обрыв выхлопной трубы вследствие програра сварочных швов

2. Выгорает наполнитель (минеральная вата). Если используется некачественный материал, волокна начинают разрушаться под воздействием высоких температур, вследствие чего появляются шумы.

   Глушители: новый и с выгоревшим наполнителем

Эти две причины выхода из строя являются наиболее «популярными», они встречаются чаще всего.

Заключение

Глушитель — очень важная часть любого автомобиля. Поэтому нужно крайне ответственно относиться к его установке.

Необходимо осознавать, что это сложный механизм, от которого зависит комфорт водителя машины, пассажиров и окружающих людей, а также чистота окружающей среды. Поэтому он должен быть изготовлен из качественных материалов, а его конструкция — хорошо и грамотно продуманной. Старайтесь избегать дешёвых подделок — хлопоты, доставленные ними, принесут гораздо большее разочарование, чем сэкономленные деньги — радости.

[democracy]

[democracy]

Автор: Лагода Владислав Федорович

Образование высшее: среднее специальное. Специальность: Автомеханик. Хорошее знание устройства легковых автомобилей иностранного производства. Навыки работы: по замене ремня ГРМ ГБЦ ходовая часть сход-развал ТО. Ремонт…

Как устроен глушитель?

Устройство глушителя, несмотря на кажущуюся проделываемую им большую работу в подавлении такого сильнейшего звука работы двигателя, на самом деле достаточно простое: внутри глушителя Вы найдёте обманчиво простой набор трубок с проделанными отверстиями в них. Эти трубки наряду со специальными камерами на самом деле устроены как тонко настроенный музыкальный инструмент, который на сегодняшний день не просто глушит работу двигателя, но и создаёт особый звук, приятный для слуха многих автолюбителей, особенно, в случае применения его на спортивных автомобилях.

Глушитель в разрезе

Таким образом, глушители предназначены для отражения звуковых волн, производимых двигателем таким образом, чтобы они (волны) частично подавляли сами себя. Глушители используют достаточно тонкую технологию, чтобы подавить этот шум. Так как же устроен глушитель? Давайте разберёмся в этом! Но для начала мы должны узнать немного больше о физике звука.

Расположение глушителя в автомобиле относительно всей выхлопной системы

О звуке

Звуковые волны формируются из импульсов переменного высокого и низкого давления воздуха в цилиндрах двигателя. Эти импульсы делают свой ​​путь по воздуху со скоростью звука. Данные импульсы создаются в двигателе в то время, когда открывается выпускной клапан, и взорванная смесь топлива и воздуха под высоким давлением вдруг выходит в систему выпуска отработавших газов. Молекулы в этом газе сталкиваются с молекулами в трубе, находящимися под более низким давлением. Они, в свою очередь, сталкиваются с молекулами далее вниз по трубе, в результате чего и создаётся такой звук. Таким образом, звуковая волна пробивается вниз по выхлопной системе (а, точнее, спереди назад) гораздо быстрее, чем из неё выходят выхлопные газы.

Когда эти импульсы давления достигают Вашего уха, то они воздействуют на барабанную перепонку, заставляя её вибрировать. А Ваш мозг интерпретирует это движение перепонки как звук. Две основные характеристики волны определяют, как мы воспринимаем такой звук:

1. Частота звуковой волны — более высокая частота волны просто означает, что давление воздуха колеблется быстрее. Чем быстрее работает двигатель, тем более высокий тон мы слышим (давайте вспомним жужжание болидов Формулы-1 или проезжающих на высокой скорости спортивных мотоциклов). Более медленные колебания звучат более низким тоном (наиболее характерный звук создают дизельные двигатели, двигатели мотоциклов Harley Davidson на холостых или невысоких оборотах).
2. Уровень давления воздуха — амплитуда волны определяет, насколько громким будет звук. Звуковые волны с большими амплитудами перемещения наших барабанных перепонок имеют большее давление, и мы регистрируем это ощущение как больший объём шума.

Но оказывается, что можно совместить две или более звуковые волны вместе и получить (!)меньший звук. Давайте рассмотрим, как это работает, на примере устройства глушителя!

Главной особенностью нашего восприятия звуковых волн является то, что результирующий шум в нашем ухе является фактически суммой всех звуковых волн, которые достигают барабанной перепонки в одну единицу времени. Если Вы, к примеру, слушаете какую-либо из песен Металлики, то Вы можете слышать одновременно игру на барабанной установке и на трёх гитарах в виде единой сочетающейся музыки, но если прислушаться к любой такой песне, то можно услышать несколько различных источников звука (кроме разве что отличить игру на барабанах и бас-гитаре) — волны звукового давления, достигая барабанной перепонки, складываются вместе, так что Ваша барабанная перепонка только чувствует одно давление в любой конкретный момент времени.

А теперь практическая часть устройства глушителя по части подавления звука: дело в том, что можно производить звуковую волну, которая прямо противоположна другой одинаковой ей волне, и именно это является основой для шумоподавления — две одинаковые волны попросту либо глушат друг друга, либо образуют волну с вдвое бóльшей амплитудой. Взгляните на анимацию ниже. Волна, надвигающаяся сверху и волна посередине являются чистыми одинаковыми тонами. Если эти две волны находятся в унисоне — то есть если они накладываются друг на друга с той же частотой, тогда они образуют одну волну, но с вдвое большей амплитудой. В науке это называется конструктивной интерференцией. Но, если они накладываются друг на друга в противоположных фазах, когда низшая точка амплитуды первой волны в один момент времени совпадает с высшей точкой амплитуды второй волны, то тогда они попросту подавляют друг друга вплоть до нулевого звука. И это уже называется деструктивной интерференцией. В то время когда первая волна достигает своего максимального давления, вторая волна достигает своего минимума. Если бы обе эти волны ударили барабанную перепонку в одно и то же время, то Вы бы не услышали ничего, потому что эти две волны всегда гасят друг друга.

 

 

Как устроен глушитель изнутри?

Глушитель по своей сути представляет собой набор трубок. Эти трубки предназначены для создания отражения звуковых волн, которые мешают друг другу и в конечно итоге уравновешивают друг друга.

Выхлопные газы и звуковые волны вместе с ними (хотя, как мы уже знаем, гораздо раньше) попадают в глушитель через центральную выхлопную трубу. Они отскакивают в заднюю стенку глушителя и отражаются через отверстие в основной части глушителя. Затем они проходят через ряд отверстий в другую камеру, где они снова гасятся и выходят через последнюю трубку, покидая глушитель.

Вторая камера называется резонатором, который соединён с первой камерой через отверстие. Резонатор содержит определённый объём воздуха и имеет определенную длину, которая с педантичной точностью вычисляется для получения такой длины волны, которая сможет компенсировать определённую частоту звука. Как же это происходит? Давайте окинем глушитель более пристальным взглядом…

Резонатор

Когда волна попадает в глушитель, часть её продолжает идти во вторую камеру через отверстие, а другая часть — отражается. Волна распространяется во второй камере, попадает в заднюю стенку глушителя, отражаясь от неё и снова выходит через это же отверстие. Длина этой второй камеры рассчитывается так, что эта волна покидает резонатор только после того, как следующая волна отразится от внешней стороны второй камеры (внутренней стороны первой камеры). В идеале часть звуковой волны высокого давления, которая вышла из второй камеры, будет гаситься частью волны низкого давления, которая отразилась от внешней стороны стенки второй камеры, и именно эти две волны будут уравновешивать друг друга.

Анимация ниже показывает, как резонатор работает в упрощенном варианте глушителя:

 

 

На самом деле, звук, исходящий от двигателя, представляет собой смесь различных частот звука, а, так как многие из этих частот зависят от оборотов двигателя, звук почти никогда не включается в нужные диапазоны частот, чтобы глушить его идеально. Резонатор предназначен для работы в лучшем диапазоне частот, в котором двигатель делает больше всего шума, но даже если частота другая, он все равно будет производить значительную долю деструктивной интерференции.

Некоторые автомобили, особенно роскошные, где тихая работа является ключевой особенностью, есть ещё один компонент в выхлопе, который выглядит как глушитель, но называется резонатором. Это устройство работает как и резонатор камеры в глушителе — размеры рассчитываются так, чтобы глушённые волны производили затем определённый «красивый» звук на выходе, чтобы удивлять и восхищать окружающих и, собственно, людей в салоне таких машин.

Есть и другие особенности внутри глушителя, которые помогают ему снизить уровень звука по-разному. Тело глушителя обычно делается в три слоя: два тонких слоя металла и один более толстой, немного изолированный слой между ними. Это позволяет глушителю поглощать некоторые из импульсов давления. Кроме того, впускные и выпускные трубы, идущие в главную камеру, перфорированы отверстиями. Это позволяет тысячам импульсов крошечного давления гаситься в основной камере, «поедая» друг друга в какой-то степени в дополнение к поглощению в глушителе.

Недостатки глушителя и другие типы глушителей

Одним из важных недостатков глушителя является его противодействие давлению, которое оказывает на него двигатель — эта характеристика называется обратным давлением. Из-за всех извилин и дырок в глушителе выхлоп должен пройти немалый путь, чтобы в конечном счёте выйти в окружающую атмосферу. Глушители, описанные выше, производят достаточно высокое противодавление, что отнимает немного мощности двигателя, ведь открытый клапан цилиндра позволяет выходить сгоревшему топливу, а топливо это выходит за счёт взрыва в соседних цилиндрах, как мы помним из статьи о работе двигателя.

Есть и другие типы глушителей, которые могут уменьшить обратное давление. Один из таких типов, который иногда называют «стеклопакетом«, использует только поглощение, а не отражение, чтобы уменьшить звук. В таком глушителе выпускной патрубок напрямую соединён с впускной выхлопной трубой, которая перфорирована отверстиями. Вокруг этой трубы нанесён слой стеклянной изоляции, которая и поглощает часть импульсов давления. Изоляцию окружает стальной слой.

Устройство глушителя-«стеклопакета»

Такие глушители тоже имеют существенный недостаток: они производят гораздо меньше обратного давления, тем самым лишь незначительно «съедая» мощность авто, но они не снижают уровень звука настолько де хорошо, насколько обычные глушители.

Как работает автомобильный глушитель? | Статьи, обзоры

Как работает автомобильный глушитель?

Многие владельцы авто уже привыкли, что их автомобиль работает довольно тихо, но не задумывались за счет чего это происходит. Как работает глушитель автомобиля, и из чего состоит глушитель, на эти вопросы мы попробуем ответить в этой статье. Сразу стоит оговориться, мы будем говорить о том, как устроен глушитель на авто обычной заводской комплектации (стоковый глушитель). Есть разные вариации прямоточных, спортивных глушителей, а также модернизированные варианты, о них речь идти не будет.

Глушитель для машины, что это и каковы его функции?

В выхлопной системе глушитель автомобильный играет одну из самых важных функций.  Глушитель в легковой машине располагается под задней частью кузова, зрительно мы видим только выхлопную трубу глушителя, из которой выходят отработанные газы.

Наиболее выраженные свойства глушителя можно описать так:

• рассеивание звуковой волны, возникающей от детонации топливной смеси в камере сгорания двигателя;
• окончательное понижение температуры отработанных газов, до 120-150ºС;
• изоляция салона с водителем и пассажирами от выхлопных газов.

Если с последними двумя пунктами все предельно ясно, то, как устроен глушитель авто, и как происходят процессы глушения звуковой волны, на этом стоит остановиться подробней.

Как устроен автомобильный глушитель?

Функциональная часть выхлопной системы — это банка глушителя. Если посмотреть, как выглядит глушитель в разрезе, то мы можем увидеть, что в ней есть камеры разной величины, которые соединяют перфорированные патрубки. Некоторые патрубки по диаметру больше, некоторые меньше, а сами камеры иногда располагаются под некоторым углом к главному направлению движения отработанных газов. Устроен глушитель машины таким образом, чтобы проходящая звуковая волна через эти камеры, патрубки и лабиринт разбивалась и дробилась, следовательно, снижала уровень энергии, который был у нее при выходе из коллектора.

Как работает глушитель авто с точки зрения движения звуковой волны?

Тут по пунктам:

• перфорированная труба в глушителе – она позволяет рассеять через перфорацию звуковую волну;
• камеры разной величины – в камерах происходит отражение и пере отражение звуковой волны, при этом каждый раз происходит ее гашение, т.е. уменьшение энергии;
• углы в камерах глушителя, а также препятствия – такие элементы дают возможность разделить звуковой поток, с целью его дальнейшего погашения;
• зауженные (конусоподобные) элементы — иногда и из них состоит глушитель автомобиля. Здесь звуковая волна теряет свои характеристики и частично компенсируется;
• звукопоглощающий материал – любой термостойкий долговечный пористый материал, который гасит звук и играет роль поглотителя волны.

Любым из указанных способов глушитель у машины заглушает звук. Точнее сказать их комбинации и сочетания позволяют довести уровень шума от работы двигателя до приемлемой величины, приятной для человеческого слуха.

Глушитель автомобильный дает побочный эффект

Мы рассмотрели, как устроен глушитель автомобиля с точки зрения гашения звуковой волны. Однако по этой же самой системе движутся и отработанные газы. Все эти камеры, системы отражения и пере отражения, и другие элементы, из чего состоит глушитель, являются естественным препятствием движению выхлопных газов. То, что работает прекрасно для уменьшения шума от авто, сейчас создает проблему удаления выхлопных газов. В выхлопе создается сопротивление, которое начинает действовать на основной поток отработанных газов, препятствуя ему. В результате возникает обратный поток выхлопных газов, который носит название противоток.

В результате, такой противоток создает давление в выхлопной системе, препятствующее освобождению от отработанных газов камеры сгорания двигателя. Выпускной клапан не отрабатывает на 100%, что приводит к потере полезной мощности мотора.

Как делают глушители?

Перед производителями автомобиля, и выхлопной системы в частности, стоит задача, как должным образом уменьшить шум от работы двигателя, но при этом минимизировать противоток. И такая задача решается для каждой марки и модели автомобиля в отдельности. Все элементы внутреннего строения глушителя рассчитываются и применяются с учетом специфических технических параметров отдельно взятого авто. Расчет особенностей, а также какие технологии применяются для глушения звуковой волны, какой размер будет иметь глушитель для автомобиля, какая у него будет конфигурация, все это решают конструкторы автомобильного завода. При этом глушители, где производятся, особого значения не имеет. Так как конечная конструкция по готовым чертежам или образцу повторяется достаточно легко на любом, более или менее оснащенном производстве.

ПБС (глушитель) — Википедия

Для этого термина существует аббревиатура «ПБС», которая имеет и другие значения: см. ПБС.

ПБС (рус. Прибор Бесшумной Стрельбы) — советский надульный многокамерный глушитель расширительного типа^[2], разработанный в НИИ-61 (ЦНИИТочМаш, г. Климовск) под штатное стрелковое оружие калибра 7,62×39 мм советского пехотного взвода (автоматы семейства АК/АКС, карабин СКС и ручной пулемёт РПД) для вооружения разведывательно-диверсионных частей и подразделений войсковой разведки ВС СССР. Бесшумность стрельбы достигалась только при использовании совместно со специальными боеприпасами УС^[3] (индекс ГРАУ 57-Н-231У)^[4], которые отличались от стандартных утяжелённой пулей с уменьшенной начальной скоростью. ПБС позволяет вести действительный прицельный огонь из АКМ на дальностях до 400 м^[5].

История создания и совершенствования[править | править код]

Необходимость создания глушителя возникла в связи с изменением тактики действий стрелковых подразделений в начале 50-х годов. Как было указано в техническом задании на разработку, основная цель создания ПБС — обеспечение успешных боевых действий в засаде, разведке, условиях ночного боя и в тылу противника^[6]. Одновременно с глушителем в НИИ-61 под руководством конструктора М. А. Кузьминой началась разработка новой номенклатуры боеприпасов 7,62×39 мм с уменьшенной начальной скоростью пули, причем к этому процессу были привлечены создатели патрона обр. 1943 года Н. М. Елизаров и Б. В. Сёмин.

К декабрю 1954 года было закончена работа над:

• чертежами 7,62-мм патрона обр. 1943 года с уменьшенной начальной скоростью пули,
• чертежами на ПБС к СКС, АК, и РПД,
• проектом ТУ НИИ-61 МОП на производство и приемку партии 7,62-мм патронов с уменьшенной начальной скоростью пули,
• чертежами контрольно-измерительного инструмента для массового производства патрона,
• расчетами на входимость нового патрона в патронник.

Кроме этого, была собрана опытная партия (30 000 штук) 7,62-мм боеприпасов образца 1943 года с пулей УС ОП02-Е-61, изготовлены 6 экземпляров ПБС для СКС, АК и РПД, а также — завершена разработка программы заводских испытаний.

С 16 декабря 1954 года по 20 января 1955 года на базе НИИ-61 были проведены заводские испытания изделия ПБС и нового боеприпаса к нему. Результаты были признаны удовлетворительными.

С 18 февраля по 18 марта 1955 года в НИИПСВО прошли полигонные испытания изделия ПБС и боеприпаса к нему. Для сравнения показателей использовались штатные винтовки образца 1891/1930 года с глушителями «Брамит» и пулемёты РП-46 со штатными приборами бесшумной стрельбы. Результаты были признаны неудовлетворительными требованиям ТТТ ГАУ № 006029 по целому ряду параметров: эффективности глушения звука выстрела, бездымности, стабильности боя, живучести обтюраторов и т. д.

На устранение выявленных недостатков ушло 8 месяцев, для этого конструкция прибора была полностью переработана^[4]. Кроме этого, некоторым изменениям подверглась и конструкция пули УС, например, для повышения пробивного действия был введен стальной сердечник и откорректированы диаметральные габариты ведущей части.

В декабре 1955 года на базе НИИ-61 были проведены повторные заводские испытания, которые были признаны успешными.

В период с 13 февраля по 14 апреля 1956 года состоялись повторные полигонные испытания прибора ПБС, которые, несмотря на ряд нерешенных проблем, также были признаны успешными. В отчете прибор рекомендовался для войсковых испытаний.

Несмотря на принятие в 1956 году изделия ПБС на вооружение, уточнение углов прицеливания во всем диапазоне дистанций огневого контакта продолжалось на полигонах ГРАУ и НИИ-61 вплоть до конца 1957 года.

Войсковые испытания прошли в 1958 году, было выяснено, что оснащение расчетов ручных пулеметов РПД приборами ПБС нецелесообразно с точки зрения тактики боевого применения, a ПБС под СКС не рекомендовали к производству ввиду того, что самозарядный карабин выпадал из новой системы вооружения пехоты.

Изначально, производство ПБС вместе с боеприпасами УС было развернуто на мощностях НИИ-61. В 1962 году, с некоторыми модификациями, под обозначением ПБС-1 оно было перенесено на Ижевский машиностроительный завод^[4]. Выпуск патронов УС был передан на завод № 711 (Климовский штамповочный завод).

Проведённый комплекс мероприятий по доработке ПБС так и не позволил справиться с его основными недостатками: высокой загазованностью (дымностью) в районе позиции стрелка^[6], нестабильной работой газового двигателя автомата и недостаточной кучностью огня, что послужило причиной возрастания интереса к стрелковым системам с интегрированными глушителями^[7][8]. Работы в этом направлении привели к появлению АС ВАЛ и ВСС «Винторез».

В начале XXI века конструкторские решения, использованные в ПБС, после некоторой доработки нашли применение в глушителях под автоматы семейства АК, поставляемые сторонними разработчиками на рынок гражданского вооружения в США^[9].

Конструкционно изделие ПБС представляет собой полый металлический цилиндр, изготовленный из двух шарнирно соединённых полуцилиндров для облегчения доступа и повседневного ухода. В полости каждого полуцилиндра располагается по 12 стальных полукольцевых перегородок, которые крепятся к полуцилиндрам зачеканиванием в радиальные проточки. Соединение корпуса с головкой глушителя осуществляется путём резьбы. Обтюраторы изготавливались из морозостойкой резины (смесь 4РИ-304А на основе каучука СКБМ) и представляли собой сплошную резиновую пробку внутри металлической обоймы.

Головки приборов ПБС под карабин СКС и пулемёт РПД отличались лишь узлом крепления к ствольной части оружия. Для этого у карабина имелась в наличии струбцина с прижимным винтом, a у пулемёта — лыски под гаечный ключ. Головка прибора к автомату АК была оснащена дополнительной расширительной камерой в виде крышки, навинчивающейся на патрубок головки, соединяющий ПБС со стволом оружия^[4].

Прибора ПБС[править | править код]

Параметр	Вариант под СКС	Вариант под АКМ	Вариант под РПД
Масса, г	500	435	434
Максимальный диаметр, мм	53	53	53
Увеличение длины оружия, мм	157	152	157

Патрона УС[править | править код]

Параметр	Значение
Масса патрона УС, г	21,12—20,32
Длина патрона УС, г	55,00—56,00
Пулеизвлекающее усилие, кг	35—100
Масса пули, г	13,15—13,35
Длина пули, мм	33,10—33,50
Объём зарядной каморы (по чертежу / фактически), см3	1,53 / 1,46
Плотность заряжания (по чертежу / фактически при массе заряда 0,567 г), см3	около 0,37 / 0,391
Среднее давление пороховых газов, кг/см3	не более 1600

Автомат АКМЛ с глушителем ПБС-1 и ночным прицелом НСП-3

• ПБС-1 — вариант прибора ПБС, модернизированный специалистами завода Ижмаш для увеличения технологичности массового производства. Основные усовершенствования коснулись корпуса прибора, который стал изготовляться из стальной трубы и сепаратора, который набирался из шайб, скреплённых тремя винтами^[4]. Как показали испытания, дульное пламя на срезе ствола полностью исключалось, помимо этого было достигнуто снижение уровня звука выстрела до 130—135 дБ^[10]. При этом боевое использование с каким-либо оружием, помимо автомата Калашникова не предусматривалось.
• конструктивный аналог ПБС-1 для автомата АКМ был разработан в 1999 году и 15 сентября 2000 года — запатентован на Украине, его производство освоено НПО «Форт». Ресурс глушителя без замены резиновой шайбы составляет 200 выстрелов^[11]

• «Тишина» — советский бесшумный стрелково-гранатомётный комплекс на основе автомата АК с глушителем ПБС-1 и бесшумным гранатомётом БС-1.
• ПБС-4 — модель советского глушителя разработки НИИ-61 под автомат АКСБ-74У в составе бесшумного стрелково-гранатомётного комплекса 6С1 «Канарейка».

1. ↑ Jonathan Ferguson & N.R.Jenzen-Jones. Raising Red Flags: An Examination of Arms & Munitions in the ongoing conflict in Ukraine (англ.). Armament Research Services. Дата обращения 19 октября 2015.
2. ↑ Коновалов Н.А., Пилипенко О.В., Скорик А.Д., Кваша Ю.А., Коваленко В.И. Бесшумные стрелковые комплексы на базе автоматов, находящиеся на вооружении // Ручное огнестрельное оружие бесшумного боя. Приборы снижения уровня звука выстрела для автоматов. Проектирование и экспериментальная отработка.. — Днепропетровск: НАН Украины, 2008. — С. 73. — 303 с. — ISBN 978-966-02-4374-3.
3. ↑ Статья «ПБС. Прибор для беззвучной и беспламенной стрельбы из 7,62-мм автоматов Калашникова (АК и АКС). Описание, характеристики, фотографии» на сайте www.ak-info.ru
4. ↑ ^{1 2 3 4 5} Пономарев Ю. Биография ПБС: часть 3 (рус.) // журнал «Калашников». — 2010. — № 10. — С. 58—62.
5. ↑ Ардашев А.Н. Приборы ПБС для автоматов Калашникова // Оружие специальное, необычное, экзотическое: иллюстрированный справочник. — Москва: ООО «Издательство Астрель», 2003. — С. 69. — 319 с. — ISBN 5-271-01980-2.
6. ↑ ^{1 2} Пономарев Ю. Биография ПБС: часть 2 (рус.) // журнал «Калашников». — 2010. — № 9. — С. 28—32.
7. ↑ ВСС и АС (рус.) // Специальный выпуск журнала «Стрелковое оружие России». Историческая серия. — № 1.
8. ↑ Кораблин В., Красников В. «Винторез» и «Вал» (рус.) // «Оружие». Историческая серия : журнал. — 2002. — № 4. — С. 25-40.
9. ↑ Dave Merril, Iain Harrison. Soviet styling, American execution (англ.) // Recoil : журнал. — 2016. — Т. 26. — С. 60-67.
10. ↑ Шунков В. Бесшумные стрелково-гранатомётные комплексы «Тишина» и «Канарейка» // Боевое и служебное оружие России. — Москва: Эксмо, 2012. — С. 333. — 520 с. — ISBN 978-5-699-53557-6.
11. ↑ М. М. Терещук, П. А. Заєць, В. Г. Писаренко. Пристрій зниження рівня звуку пострілу з вогнепальної зброї. Патент України № 549