Слушаем глушители

Глушитель в автомобиле — очень важный элемент, который влияет на акустический комфорт во время движения. Глушители призваны подавить акустические шумы, непременно возникающие при отводе отработавших газов. Здесь важно не путать глушитель и весь выпускной тракт. Речь пойдет о последнем элементе этого тракта. Поскольку ассортимент представленных на рынке глушителей очень широк, попытаемся в лабораторных условиях разобраться как параметры глушителя зависят от его конструкции и качества материалов, из которых он изготовлен, а также сравним глушители для одного автомобиля от двух разных производителей.

Цели и задачи испытаний

Для того, чтобы определить какие параметры влияют на работу глушителя редакция журнала «Автозапчасти и цены» обратилась к специалистам ФГУП НАМИ, которые по нашей просьбе провели сравнительные испытания глушителей для автомобилей семейства ВАЗ-2110 от двух производителей — компании «Экрис» и компании «Тольяттинские выхлопные системы».

В качестве цели наших испытаний было определение показателей аэродинамического сопротивления и акустической эффективности каждого глушителя. Так, испытания на определение аэродинамического сопротивления проводились специалистами НАМИ на безмоторном стенде для испытания воздушных фильтров, диапазон изменения давления -20/20 кПа, диапазон расхода воздуха 0/2400 кубических метров в час, максимальная относительная погрешность составляла 1 процент.

Испытания по определению аккустической эффективности проводились на холодной безмоторной установке для определения акустических характеристик элементов систем впуска и выпуска. Проще говоря, необходимо было определить какое количество воздуха проходит через глушитель и насколько тихо или шумно он работает.

Как проводились испытания

Для определения показателей аэродинамического сопротивления в зависимости от расхода воздуха глушители были установлены на безмоторный стенд с электровентилятором для создания расхода воздуха. Значения сопротивления получены при помощи датчика-преобразователя давления «Элемер» АИР 20-М2-Н-ДИВ, соединенного с трубкой отбора давления в стенде. Измерения проводились в диапазоне расходов воздуха от 54 до 250 кубометра в час, обусловленном диапазоном работы ДВС от минимальных до максимальных оборотов. Через каждый из глушителей на стенде продувался воздух, после чего параметры расхода были измерены.

Для определения показателей акустической эффективности глушителей использовался специальный измерительный комплекс «холодная» безмоторная установка для определения акустических характеристик элементов систем впуска и выпуска, включающий внешний USB-аудиоинтерфейс для анализа полученных данных в программе Signal Analyser. Уровень шума глушителя измерялся при помощи специально настроенных микрофонов, установленных на стенде. Для оценки акустической эффективности глушителей применялся параметр «потери передачи» или Transfer Loss (TL), так как он не зависит от акустических условий на входе и выходе системы. TL = 10 lg (Win/Wout), где Win и Wout — мощности звуковых волн на входе и выходе глушителя при согласованной входной и выходной нагрузке. То есть уровень шума замеряли на входе в глушитель и на выходе из него. Этот метод испытаний заключается в установке испытываемого глушителя на стенде между источником звуковых волн на одном конце трубы и звукопоглощающей конструкции на другом конце трубы. Между источником звука и испытываемым глушителем устанавливался измерительный блок с микрофонами. На другом конце на выходе также устанавливался блок с микрофонами, но уже между самим глушителем и звукопоглотителем. При проведении испытаний измерялись не только амплитудные, но и фазовые соотношения между измеряемыми сигналами в виде комплексной передаточной функции. Испытательный стенд представляет собой пять последовательно соединенных блоков, средний из которых и является испытуемым образцом глушителя. Ко входу и выходу испытуемого образца крепятся, соответственно, входной и выходной микрофонные блоки, которые соединены с акустическим излучателем на входе и акустическим поглотителем на выходе. Микрофоны устанавливаются в рабочее положение на микрофонных блоках с помощью держателей, которые задают положение измерительной мембраны микрофона на уровне внутренней поверхности трубопроводного канала микрофонного блока, а также обепечивают надежный и стабильный крепеж всей конструкции — электрическую, вибро и акустическую изоляцию корпуса микрофона от стенда.

Сигналы с микрофонов через усилители подаются на спектроанализатор, который определяет передаточные функции между сигналами в комплексном виде. Для определения искомого параметра TL используются передаточные функции, которые измеряются попарно. При этом микрофоны поочередно устанавливаются во все необходимые пары измерительных положений, а оставшиеся отверстия при каждом измерении закрываются заглушками, имитирующими измерительные микрофоны.

Методика проведения измерений и обработки полученных данных соответствует методике, подобно представленной в стандарте ISO 10534-2 (Акустика. Определение коэффициента звукопоглощения и акустического импеданса (акустическое сопротивление) с помощью акустических интерферометров. Метод передаточной функции).

Акустическая эффективность глушителей определялась в диапазоне от 100 до 3000 Гц. Измерения проводились в трех частотных диапазонах — в низкочастотном, в среднечастотном и высокочастотном. В качестве результата измерения была использована совокупность трех измерений. Результаты измерений представлены в виде узкополосных звуковых спектров.

Результаты испытаний

При проведении испытаний по определению аэродинамического сопротивления глушителей в зависимости от расхода воздуха были получены следующие результаты. Глушитель компании «Экрис» имеет в 1,44-1,5 раза меньшее аэродинамическое сопротивления в диапазоне расходов воздуха 55-250 кубометр/час, чем глушитель от компании «ТВС», что положительно влияет на мощность и экономические показатели двигателя. 

Максимальное значение акустической эффективности глушителя от компании «Экрис» в исследуемом частотном диапазоне 100-3000 Гц достигает 68 дБ и превышает максимальную акустическую эффективность глушителя от компании «ТВС», равную 59 дБ. В целом у глушителя от «Экрис» отмечена лучшая акустическая эффективность (больше на 15-25 дБ), чем у глушителя «ТВС» (в частотных диапазонах 250-350, 520-700, 750-1000, 1100-1750, 2100-2400 Гц). Вместе с этим, на частотах в районе 200, 400, 1800, 2500, 2650, 2700 Гц отмечаются выраженные провалы показателя «Потери передачи» TL до 14 дБ, что может негативно сказываться на шуме выхлопа автомобиля с пропусканием звукового излучения в указанных частотах.

Экрис

Компания из Тольятти специализируется на поставках автозапчастей именно для отечественных автомобилей, а также производит свою продукцию. «Экрис» глушители представлены в нескольких вариациях. Глушители от «Экрис» бывают усиленными и алюминиевыми. Глушитель имеет антикоррозийное покрытие(алюминизирован), усиление заключается в более толстом корпусе, и дополнительных площадках, там где приварены крюки подвеса. Максимальное значение акустической эффективности глушителя от компании «Экрис» в исследуемом частотном диапазоне 100-3000 Гц достигает 68 дБ. Специалисты НАМИ, по результатам испытаний, отметили лучшую акустическую эффективность глушителя «Экрис» Также глушитель компании «Экрис» имеет в 1,44-1,5 раза меньшее аэродинамическое сопротивления в диапазоне расходов воздуха 55-250 кубометр/час, чем его конкурент, что положительно влияет на мощность и экономические показатели двигателя. По итогам испытаний, образец от «Экрис» занял первое место.

Средняя цена 1589 рублей

ТВС

Компания «Производство Стройиндустрия» уже 20 лет занимается производством и поставками выпускных систем для автомобилей ВАЗ, других отечественных и иностранных легковых автомобилей под брендом ТВС (Тольяттинские выхлопные системы). Предприятие насчитывает свыше100 единиц технологического оборудования для выпуска глушителей, резонаторов и приемных труб для автомобилей. В производственном процессе задействовано более 50 профессиональных рабочих. Опыт и высокая квалификация работников позволяет изготавливать выхлопные системы и комплектующие любой степени сложности.По результатам испытаний глушитель «Тольяттинских выхлопных систем» по своим характеристикам немного уступает образцу от «Экрис», однако он полностью соответствует заводским стандартам и рекомендован в качестве установки на автомобиль ВАЗ-2110.

Средняя цена 1400 рублей