Общие принципы функционирования выпускных систем ДВС.

    Совершенно очевидно, что главными функциями систем выпуска отработавших газов (СВОГ), изначально были  - отвод горячих газов от ДВС и глушение шума. Позже к ним прибавилась - очистка от вредных составляющих выхлопных газов - СО, NOx, углеводородов.  Так катализаторы стали неотъемлемой частью современных выпускных систем.

    Коснемся немного принципов компоновки СВОГ. 

    Наиболее удобным местом вывода газов является задний срез кузова. Во-первых, потому, что температура выхлопных газов может достигать 200-300 градусов, во-вторых, во время движения за автомобилем создается зона разрежения, что помогает отводу газов из системы.

    У автомобилей с передним размещением мотора, есть серьезные преимущества по компоновке выхлопа. Это объясняется тем, что двигатель генерирует широкий диапазон частот звука с длинами волн от 5-7м до 2-3см. И сделать компактный  эффективный элемент шумопоглощения для такого спектра частот с достаточно низким противодавлением чрезвычайно трудно. Поэтому в автомобиле с двигателем спереди, можно разнести элементы фильтрующие шум ДВС в разных диапазонах, сделав их габариты оптимальными. По факту, типовая выпускная система автомобиля, имеет 3 шумопоглощающих элемента. Катализатор работающий как высокочастотный фильтр. Резонатор или промежуточный глушитель, работающий как среднечастотный фильтр. И основной глушитель, ответственный за низкочастотную составляющую. Размеры всех элементов легко оптимизируются под задачи которые на них возложены. Также легко подобрать материалы под разные температурные и внешние условия в которых работают разные части выпуска. Например катализатор может нагреваться до 1000 гр. но не испытывать коррозионного воздействия внешней среды (соли). А глушитель наоборот, большую часть времени, зимой, находится в теплой солевой ванне.

    Автомобили с задней и среднемотрной  компоновкой, всегда имеют трудности с размещением и конструкцией составляющих выпуска. Он всегда имеет больше изгибов, более нагружен по температурным режимам. В отдельных элементах приходится совмещать несколько функций, что снижает их удельную эффективность. Для атмосферных моторов, также, очень важным параметром  является общая длина выпуска (особенно в случае прямоточного). Набрать общую оптимальную длину в таких случаях практически невозможно.

    Порядок размещения элементов выпускных систем в большей степени связан с их геометрическими размерами и удобством размещения под днищем автомобиля. Например у внедорожников, особенно рамных, есть достаточно места для размещения основного глушителя по центру кузова, именно поэтому он  там и расположен в большинстве случаев.     Существует правило расположения высокочастотных элементов максимально близко к двигателю, чтобы уменьшить звон стенок трубы и других элементов, расположенных дальше. В штатных системах эту функцию, по умолчанию, исполняют катализаторы. 

    Обобщенный взгляд на способы глушения шума, генерируемого ДВС.

    Не вдаваясь в глубокие теоретические изыскания и формулы, можно упрощенно сказать, что задача глушения шума, сводится к преобразованию упругой энергии звуковой волны в тепловую. В автомобильных выпускных системах наиболее применимы два способа. Первый - основанный на явлении интерференции и рассеяния упругой энергии а счет вязкости среды. И второй - так называемый диссипативный. Когда в глушащих элементах используется набивка, волокна которой трутся друг о друга, за счет колебаний среды. В процессе трения происходит выделение тепла. Таким образом тоже происходит превращение энергии звуковой волны в тепловую. Кстати подбор размера и фактуры поверхности волокон набивки, является одним из самых из ключевых факторов качества и удельных характеристик глушащих элементов. Мы потратили несколько лет на эксперименты и подбор материала, который бы нас устроил. 

Далее мы рассмотрим отдельные компоненты выпускных систем и их функциональное назначение.