Jak tlumiče pracují

Tlumiče tlumí většinu hluku motoru.

-

-Pokud jste někdy slyšeli motor automobilu běžící bez tlumiče hluku, víte, jaký obrovský rozdíl může tlumič hluku ovlivnit hladinou hluku. Uvnitř tlumiče výfuku najdete klamně jednoduchou sadu trubic s několika otvory v nich. Tyto trubice a komory jsou ovládány stejně jemně jako hudební nástroj. Jsou navrženy tak, aby odrážely zvukové vlny produkované motorem tak, že se částečně zruší.

Tlumiče hluku používají k odstranění hluku hluk. V tomto článku se podíváme dovnitř skutečného tlumiče výfuku a seznámíme se s principy, díky nimž funguje.

Nejprve však potřebujeme vědět něco o zvuku. 

Zvuk je tlaková vlna vytvořené z pulzů střídavého vysokého a nízkého tlaku vzduchu. Tyto pulzy dělají jejich cestu vzduchem - uhodli jste - rychlost zvuku.

V motoru se vytvářejí impulsy, když se otevře výfukový ventil a výbuch vysokotlakého plynu náhle vstoupí do výfukového systému. Molekuly v tomto plynu se srazí s nízkotlakými molekulami v potrubí a způsobí, že se na sebe naskládají. Na druhé straně se hromadí na molekulách o něco dále dolů po potrubí a zanechávají za sebou oblast nízkého tlaku. Tímto způsobem zvuková vlna dělá cestu dolů potrubím mnohem rychleji než skutečné plyny.

Jakmile tyto tlakové pulsy dorazí k vašemu uchu, ušní bubínek vibruje tam a zpět. Váš mozek interpretuje tento pohyb jako zvuk. Jak vnímáme zvuk, určují dvě hlavní charakteristiky vlny:

• Frekvence zvukové vlny - Vyšší frekvence vln jednoduše znamená, že tlak vzduchu kolísá rychleji. Čím rychleji motor běží, tím vyšší je výška tónu, kterou slyšíme. Pomalejší fluktuace zní jako nižší rozteč.
• Hladina tlaku vzduchu - Amplituda vlny určuje, jak hlasitý je zvuk. Zvukové vlny s většími amplitudami posouvají naše ušní bubínky více a tento pocit registrujeme jako vyšší hlasitost.

Ukázalo se, že je možné přidat dvě nebo více zvukových vln dohromady a získat méně zvuk. Uvidíme jak.

Klíčovou věcí na zvukových vlnách je, že výsledkem u ucha je součet všech zvukových vln, které v té době zasáhly ucho. Pokud posloucháte skupinu, i když můžete slyšet několik různých zdrojů zvuku, tlakové vlny zasažení ušního bubnu se sečtou, takže ušní buben cítí v daném okamžiku pouze jeden tlak.

Nyní přichází skvělá část: Je možné vytvořit zvukovou vlnu, která je přesně opakem jiné vlny. To je základ pro sluchátka, která potlačují šum, kterou jste možná viděli. Podívejte se na obrázek níže. Vlna nahoře a druhá vlna jsou čisté tóny. Pokud jsou dvě vlny ve fázi, sčítají se vlny se stejnou frekvencí, ale dvojnásobnou amplitudou. Tomu se říká konstruktivní interference. Ale pokud jsou přesně mimo fázi, sčítají se až nula. Tomu se říká destruktivní rušení. V době, kdy je první vlna na svém maximálním tlaku, je druhá vlna na svém minimu. Pokud by obě tyto vlny narazily na ušní buben ve stejnou dobu, nic byste neslyšeli, protože obě vlny se vždy přičítají k nule.

Tento obsah není na tomto zařízení kompatibilní.

Jak se zvukové vlny sčítají a odečítají

V další části uvidíme, jak je tlumič navržen tak, aby vytvářel vlny, které způsobují co nejvíce destruktivní rušení.

Uvnitř tlumiče hluku je sada trubek. Tyto trubice jsou navrženy tak, aby vytvářely odražené vlny, které se vzájemně ovlivňují nebo rušily. Podívejte se dovnitř tohoto tlumiče:

Výfukové plyny a zvukové vlny vstupují středovou trubicí. Odskakují ze zadní stěny tlumiče výfuku a odrážejí se skrz otvor do hlavního těla tlumiče výfuku. Prochází sadou děr do další komory, kde se otočí a vydají poslední trubku a nechají tlumič výfuku.

Komora zvaná a rezonátor je připojen k první komoře otvorem. Rezonátor obsahuje specifický objem vzduchu a má specifickou délku, která se vypočítá tak, aby vytvořila vlnu, která ruší určitou frekvenci zvuku. Jak se to stane? Pojďme se blíže podívat ...

Když vlna zasáhne díru, její část pokračuje do komory a její část se odráží. Vlna prochází komorou, zasáhne zadní stěnu tlumiče a odrazí se zpět z díry. Délka této komory je vypočtena tak, že tato vlna opouští rezonátorovou komoru těsně poté, co další vlna odráží vnější část komory. Ideálně bude vysokotlaká část vlny, která přišla z komory, zarovnána s nízkotlakou částí vlny, která byla odražena z vnějšku stěny komory, a tyto dvě vlny se navzájem zruší.

Animace níže ukazuje, jak rezonátor pracuje ve zjednodušeném tlumiči výfuku.

Tento obsah není na tomto zařízení kompatibilní.

Vlny ruší uvnitř zjednodušeného tlumiče

Ve skutečnosti je zvuk přicházející z motoru směsí mnoha různých frekvencí zvuku, a protože mnoho z těchto frekvencí závisí na otáčkách motoru, zvuk je téměř nikdy na té správné frekvenci, aby k tomu došlo. Rezonátor je navržen tak, aby fungoval nejlépe ve frekvenčním rozsahu, ve kterém motor vydává největší hluk; ale i když frekvence není přesně to, na co byl rezonátor naladěn, bude stále způsobovat destruktivní rušení.

Některá auta, zejména luxusní auta, kde je tichý provoz klíčovým prvkem, mají ve výfuku další komponentu, která vypadá jako tlumič, ale nazývá se rezonátor. Toto zařízení funguje stejně jako rezonátorová komora v tlumiči - rozměry jsou vypočteny tak, aby vlny odrazené rezonátorem pomohly zrušit určité frekvence zvuku ve výfuku.

Uvnitř tohoto tlumiče výfuku jsou další funkce, které pomáhají snižovat hladinu zvuku různými způsoby. Tělo tlumiče je konstruováno ve třech vrstvách: Dvě tenké kovové vrstvy s tlustší, mírně izolovanou vrstvou mezi nimi. To umožňuje tělu tlumiče absorbovat některé tlakové impulsy. Také vstupní a výstupní potrubí vedoucí do hlavní komory jsou perforované otvory. To umožňuje, aby se tisíce drobných tlakových pulzů odrazily v hlavní komoře a navzájem se do jisté míry rušily, kromě toho, že byly absorbovány skříní tlumiče.

Výfuk z a Závodní auto NASCAR: Nejsou zde žádné tlumiče, protože název hry je snížený protitlak.

Jednou z důležitých charakteristik tlumičů je kolik protitlak oni produkují. Kvůli všem zatáčkám a otvorům, kterými musí výfuk projít, tlumiče hluku, jako jsou ty v předchozí části, vytvářejí poměrně vysoký protitlak. To trochu odečte od výkonu motoru.

Existují i ​​jiné typy tlumičů hluku, které mohou snižovat protitlak. Jeden typ, někdy nazývaný a skleněné balení nebo a třešňová bomba, používá pouze absorpci ke snížení zvuku. Na tlumiči jako je tento, výfuk prochází přímo trubkou, která je perforovaná otvory. Tato trubka je obklopena vrstvou skleněné izolace, která pohlcuje některé tlakové impulsy. Izolaci obklopuje ocelové pouzdro.

Schéma tlumiče výfuku skla

Tyto tlumiče hluku produkují mnohem menší omezení, ale nesnižují úroveň zvuku tolik jako běžné tlumiče hluku.

Bylo provedeno několik experimentů s aktivními tlumiči hluku, zejména na průmyslových generátorech. Tyto systémy obsahují sadu mikrofony a mluvčí.

Reproduktor je umístěn v potrubí, které se ovine kolem výfukového potrubí tak, aby zvuk z výfuku vycházel ve stejném směru jako zvuk z reproduktoru. Počítač monitoruje mikrofon umístěný před reproduktorem a mikrofon umístěný za reproduktorem. Tím, že zná některé věci o délce a tvaru trubek, může počítač generovat signál k ovládání reproduktoru. To může zrušit většinu zvuku přicházejícího z generátoru. Následný mikrofon umožňuje počítači vědět, jak se mu daří, takže může v případě potřeby provést úpravy.

Další informace o tlumičích, zvuku a souvisejících tématech naleznete v odkazech na další stránce.

Související články

• Jak turbodmychadla fungují
• Jak fungují katalyzátory
• Jak automobilové zapalovací systémy fungují
• Jak NASCAR Race Cars fungují
• Jak slyšení funguje
• Jak řečníci fungují
• Jak fungují hlavice výfuku pro zlepšení výkonu motoru?
• Jak zjistím, že katalyzátor již nefunguje správně?
• Co způsobuje zvukový rozmach?
• Kontrola stability
• Pontiac GTO z roku 1967 vysvětlil
• Chevy Camaro Z28 z roku 1969 vysvětlil
• Vysvětlení Trans-am z roku 1970 Pontiac Firebird
• Buick Skylark Gran Sport z roku 1965 vysvětlil

Další skvělé odkazy

• Teorie výfukových plynů
• Ochranné známky Harley-Davidson Roar: Multimediální analýza
• AutoSpeak: Library of Sounds - Zahrnuje zvuky z automobilů, nákladních automobilů, sportovních aut a závodních strojů
• Aplikace aktivního potlačení hluku
• Videa GM Goodwrench