Układ wydechowy i zwalczanie głośności

tumikGłówną przyczyną powstawania uciążliwych dźwięków podczas pracy silnika spalinowego jest pulsowanie przepływu gazów w układzie wydechowym, wynikające z cyklicznego odsłaniania szczelin wydechowych i ogólnej skłonności czynnika gazowego do przenoszenia efektów falowych. Pulsujące przepływy gazów powodują powstawanie fal dźwiękowych o zmiennej amplitudzie i częstotliwości równej częstotliwości zapłonów mieszanki w cylindrach. Można tu wyróżnić dźwięk podstawowy o wspomnianej częstotliwości oraz szereg dźwięków harmonicznych, o częstotliwościach będących wielokrotnościami częstotliwości dźwięku podstawowego.
Na szczęście odczucie dźwięku przez człowieka nie jest ściśle proporcjonalne do natężenia dźwięku (ilości energii, którą fala dźwiękowa przekazuje w jednostce czasu na jednostkę powierzchni), lecz zmienia się w pewnych granicach, w zależności od częstotliwości. Ucho ludzkie jest czulsze na dźwięki o wyższej częstotliwości (kilka tysięcy Hz) niż niższej (poniżej tysiąca Hz), a najbardziej uciążliwe dźwięki dla człowieka mają częstotliwość 2000-10 000 Hz.
Podczas konstruowania części tłumiącej układu wydechowego tworzone jest najpierw widmo akustyczne głośności silnika, a w zasadzie całego samochodu, między innymi w funkcji prędkości obrotowej wału korbowego. Dopiero to widmo podlega obróbce i modyfikacji za pomocą tłumików, tak aby końcowy efekt był zgodny z przepisami, a nawet przyjemny dla ucha i w przypadku niektórych firm charakterystyczny.
Tłumienie dźwięku polega na ograniczeniu amplitudy emitowanych fal dźwiękowych. Działanie tłumika (filtra akustycznego) sprowadza się głównie do przekształcania pulsującego przepływu spalin w przepływ do pewnego stopnia ciągły. Chodzi więc o wyrównanie chwilowych różnic miejscowego ciśnienia w spalinach, uchodzących do otoczenia. Z drugiej jednak strony opory przepływu gazów przez tłumik powinny być jak najmniejsze, gdyż wraz z ich wzrostem zwiększa się pozostałość spalin w cylindrach i maleje użyteczna moc silnika. Zadaniem tłumika jest więc stawianie jak największego oporu akustycznego przy jak najmniejszym oporze przepływu. Nie można się więc dziwić, że dawny tradycyjny tłumik, w którym strumień gazu przepływa przez labirynt otworów i przegród, wytracając energię, w praktyce nie jest już stosowany. Nowoczesne tłumiki działają na innej zasadzie.

Ten wpis został opublikowany w kategorii Technika i oznaczony tagami , , . Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.