起初,消声器仅用于排出系统中积聚的废气。后来,它们有助于降低噪音。现代消声器是一件真正的艺术品。它不仅影响发动机的工作方式,还为汽车设计增添了活力。
消声器的作用
汽车消声器的主要功能是降低废气的运动速度。这有助于发动机工作时平稳冲程。内部结构没有精确的标准。因此,每个制造商都试图找到自己独特的方法,以领先于任何竞争对手。
最初,汽车消声器功能很少,被认为仅起辅助作用。然而,随着时间的推移,排气系统发挥了更重要的作用。今天,借助消声器,我们可以显著降低发动机运转时的噪音水平、降低废气温度、将废气排出汽车,并减少有害物质向环境中的排放:
汽车消声器设计特点
汽车消声器设计有很多种类型。因此,这里真正重要的因素是:
- 汽车品牌;
- 发动机容量;
- 制造商;
- 模型。
幸运的是,尽管汽车消声器种类繁多,但其内部结构却几乎相同。它由挡板、穿孔接头和耐热填料组成。
排气系统大体由集气管(下管)、催化器(转化器)、前消声器(共鸣器、消焰器)、中管、后消声器组成。前消声器又分为主动式和反作用式。除普通消声器外,还有直管式消声器。
负荷的增加使得工程师们不得不增大汽车消声器的尺寸。内部结构也是如此。每个结构都是管子的集合。然而,其关键功能是充分利用容量。
由于管道上有无数个孔,废气在汽车消声器结构中迅速消散。而管道的作用是将它们送回。这有助于平滑流动失真。
在汽车消声器的大规模生产中我们使用:
- 普通(黑色)钢。
- 不锈钢。
- 镀铝钢。
- 镀锌钢。
由于汽车工业的不断发展,出现了新一代消声器,有助于显著提高发动机效率。汽车消声器的结构一直在改进,尽管其工作原理和结构本身在过去几十年中保持不变。如今,它不仅仅是一个普通的金属“罐”,而是一个能够保证发动机正常运行的成熟系统。
世界上第一个汽车消声器的历史
得益于法国的 Panhard-Levassor 公司,世界上第一个汽车消声器(声音过滤器)问世了,它有助于“舒缓”内燃机,并让汽油发动机重获新生。 上述公司生产汽车供销售,早在 1894 年就率先在汽车上安装声音过滤器。 然而,有一种说法是,1897 年,六轮和八轮汽车之父 Milton Reeves 开始使用消声器。
许多人认为 Elle Dolores Jones 于 1917 年设计了第一条消声器。
排气系统的演变
最初,有缺陷的消声器会消耗掉低功率发动机的大部分动力。为了至少保留一些动力,工程师们制造了一个特殊的阀门,可以直接排出废气。根据当时的建议,应在建筑密集区关闭阀门。后来,阀门被拆除了。半个世纪以来,消声器的设计没有任何变化。
1992 年,由于引入了第一个欧 1 环保标准,设计现代消声器成为必要。三年后,欧 2 出台。随后,开始首次试验排气催化转化器系统,该系统降低了 CO、CH 和氮氧化物的含量。随着欧 3(2000 年)的推出,带有氧传感器和处理信息的电子装置的催化剂已成为标准规格。因此,采用了两个传感器的方案——一个位于催化转化器的入口,一个位于出口。催化转化器通常放置在歧管和谐振器之间,因为它仅在高温下有效。
从工程角度来看,柴油的情况更加有趣,因为它需要安装微粒过滤器。然后是柴油尾气处理液作为补充,后来演变为 SCR(选择性催化还原)系统,这是一种带有一堆传感器和单独控制单元的复杂装置。起初它只针对卡车,然而,在 2015 年(随着向欧 6 反柴油标准的过渡),轻型车辆也受到影响。如今,没有其他方法可以承受氮氧化物的规定标准。
只有时间才能告诉我们汽车消声器是否会退出市场,因为电动汽车的销量一直在大幅增长。无论如何,在不久的将来,我们将面临排气系统的另一次改进,因为预计到 21 世纪第二个十年末将转向欧 7 标准。该标准仍在制定中,但工程师们很可能正在寻找新的解决方案。
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