Регулировка звука выхлопа на авто
032 — исследования: выхлопные системы с заслонками
Доброго времени суток, друзья, читатели и коллеги.
Сегодня расскажу о выхлопных системах с регулировкой громкости, осуществляемой при помощи вакуумной или электронной заслонки.
Выхлопные системы с заслонкой популярны и востребованы не только среди любителей тюнинга — они применяются многими автопроизводителями с завода. С таким выхлопом владелец авто может регулировать звук выхлопной системы от по-граждански тихого, до по-гоночному громкого.
Для начала расскажу о принципе действия. В выпускной системе автомобиля создаются два пути выхода выхлопных газов. Один из них — это прямая труба с поворотным клапаном-заслонкой, второй — труба с глушителем. Когда клапан в основной трубе закрыт поток идёт только через глушитель, там самым обеспечивая комфортное звучание. При открытой заслонке большая часть выхлопных газов выходит через прямую трубу, сохраняя энергию, тем самым достигается высокий уровень акустической мощности.
Чаще всего компании, занимающиеся производством выхлопных систем, строят системы следующим образом. К прямой трубе приваривается участок с трубой меньшего диаметра и глушителем. При этом угол входа в и выхода из обходного пути составляют 90°.
На наш взгляд такая компоновка не является оптимальной. Мы решили проверить какова будет разница в скорости потока и в обратном давлении при использовании вышеупомянутых отростков и при использовании более плавного угла входа.
Итак рассмотрим три варианта исполнения:
1. Прямая труба 3 дюйма с заслонкой — отростки 2.5 дюйма под 90° с глушителем
2. Прямая труба 3 дюйма с заслонкой — отростки 2.5 дюйма под 30° с глушителем
3. Труба 3 дюйма поворачивающая на 15° — прямая труба с глушителем, поворачивающая на 15°
Входное условие — массовый расход воздуха 400 гр/с. Выходное условие — атмосфера.
Результаты при закрытой заслонке:
а) давление на входе
1. 1.73 бар
2. 1.38 бар
3. 1.34 бар
б) скорость на входе
1. 114.3 м/с
2. 145.1 м/с
3. 149.8 м/с
Тюнинг глушителя автомобиля, самостоятельная доработка выхлопной системы
Тюнинг глушителя автомобиля производится практически каждым водителем, заинтересованным в улучшении характеристик и комфорта вождения транспортным средством. Модернизация обязана проводиться не в ущерб, а только на пользу машине.
Тюнинг глушителя автомобиля производится практически каждым водителем, заинтересованным в улучшении характеристик и комфорта вождения транспортным средством. Модернизация обязана проводиться не в ущерб, а только на пользу машине. Доработку проводят также владельцы дорогих моделей, желающие придать транспортному средству особый стиль и более приятную внешность.
Зачем нужен тюнинг выхлопной системы
Помимо того, что выхлоп гарантирует малошумную работу автомобиля, он ещё нормализует работу ДВС и снижает количество вредного CO2. А на многих современных иномарках глушитель «душит» силовую установку из-за требований Euro и низкого шума.
Тюнинг глушителя автомобиля
По этим причинам тюнинг выхлопа — мера актуальная. Однако модернизация должна проводиться грамотно и профессионально. Банальной установки «прямотока» здесь недостаточно. Это лишь увеличит громкость «рычания» двигателя — и не более. А правильно проведенная доработка позволит увеличить мощность силового агрегата в пределах 1-15%. Конкретно данный показатель зависит от множества факторов, в том числе желания пойти на кардинальные шаги — дело в том, что форсированный движок служит меньше.
Виды тюнинга
Различают несколько видов доработки глушителя:
От чего зависит звук выхлопа
На звук глушителя может влиять несколько факторов. Обычно это связано с объемом и силой двигателя. Его размеры оказывают наибольшее влияние на резонанс выхлопа. Объем пространства, вытесняемого ДВС, определяет непосредственное количество выброса отработанного газа.
Безусловно, звук также зависит от типа и конструкции глушителя, наличия или отсутствия наконечников. Последние используются не только для усиления, но и ослабления выходного шума.
Как изменить звук выхлопа на авто
Известно несколько эффективных способов изменить звук выхлопа на авто своими руками. Многие просто ненамного улучшают его и делают внешний вид акустического фильтра невероятно стильным. Другие, увеличивают рев или убавляют его. Все эти способы являются тюнингом.
Как улучшить звук выхлопа
Аудиодоработка вместе с изменением внешнего вида глушителя — один из самых распространённых способов улучшить звук выхлопа на машине. Транспортное средство после этого становится уникальным — привлекает внимание красивым видом и басистым звучанием, ассоциирующимся с мощностью авто. В этом случае даже малолитражные транспортные средства выглядят солидными и представительными.
Как сделать звук тише
Существует несколько методов, помогающих сделать выхлоп на авто приятным для слуха.
Как сделать громкий выхлоп
Самый простой способ — это поставить прямоточный глушитель:
Тюнинг выхлопной системы
Чем плотнее укладывается изоляция, тем более сильным, басовитым станет звук выхлопа. Правильнее сверху дополнительно защитить обмотку тонким слоем нержавейки, а затем стянуть всю конструкцию стальными хомутами.
Можно ли регулировать громкость выхлопа
Чтобы сделать регулируемый глушитель своими руками, достаточно соединить прямоток с дроссельной заслонкой. При закрытом положении будет тихий звук, а при открытом — громкое «рычание». Степень баса можно настраивать тросом подсоса от ГАЗ-53.
Подробнее работа над дросселем осуществляется с помощью трубы диаметром 50 мм и 46-го дросселя:
Когда нужно включить прямоток, достаточно потянуть за трос.
Об электронных выхлопах
Управляемый активный электронный выхлоп подразумевает монтаж карбоновых динамиков в любое свободное место под машиной. А чтобы контролировать его, надо поставить регулируемую заслонку. Она позволит вернуть стоковый звук, когда это необходимо, с помощью пульта или телефона. Подобные системы штатно применяются на некоторых автомобилях премиум сегмента.
Как удлинить либо укоротить глушитель автомобиля
Чтобы удлинить акустический фильтр, ставят дополнительную насадку большего диаметра, чем у заводской трубы. Кроме того, это удастся сделать полуавтоматической сваркой с проволокой 0,8 мм. Обязательно надо соединять материал и нержавейку. Сверху для защиты покрасить всю конструкцию финской Tikkurila. Такая доработка позволяет снизить шум выхлопной системы.
Укорочение глушителя позволяет улучшить внешний вид машины. Особенно это заметно на моделях с длинным торчащим акустическим фильтром. Резать получится болгаркой. Однако сильно укорачивать деталь нельзя, так как отработанные газы будут плавить пластик бампера.
Тюнинг выхлопной системы — это не просто установка прямотока, а настоящая инженерная работа. От её проведения зависят многие параметры автомобиля, поэтому доработку лучше доверить специалистам.
Преимущества активного выхлопа перед любой другой выхлопной системой
Что такое активный выхлоп?
Это дополнительное оборудование, которое не затрагивает штатную выхлопную систему автомобиля.
1. Один или два карбоновых динамика (которым не страшен ни огонь ни лёд )) от компании Eberspaecher
2. Комплект проводки
3. Эксклюзивный блок звука. Выпускается в ограниченном количестве немецкой компанией.
Подключение через CAN-шину, отсюда абсолютная синхронизация с автомобилем.
Устанавливаем в нишу заднего бампера или в багажный отсек (вместо запаски, а в некоторых случаях рядом).
Никаких лишних кнопочек, проводов, следов сварки, торчащих банок — нет. Визуально автомобиль остается неизменным.
Только мощный звук и ничего лишнего.
Многие ошибочно полагают, что звук зависит именно от банок, но это не так. Важно то, ЧТО воспроизводит звук (то есть блок звука). Конечно, если еще и сами банки «made-in-China», то все совсем печально. Такие служат, если повезет, до первой зимы, а звучат как радио у бабушки в деревне.
Прежде чем предлагать решение своим клиентам мы дотошно проанализировали рынок на мировом уровне и поняли, что ничего из существующего нам не подходит.
Нужно достойное решение, которое не стыдно предложить.
И знаете что? Мы его нашли.
Известная немецкая компания эксклюзивно изготавливает блок звука, который отвечает всем нашим требованиям, и именно его мы и предлагаем нашим клиентам.
Итак, в чем особенность?
Это один блок звука который позволяет менять не только громкость и тембр, но и выбирать сам звук. Хочешь звук выхлопа как у Maserati или 5.5 AMG? — пожалуйста, более того, редактируй звучание по своему вкусу!
Об этом подробнее чуть позже.
Что мы видели в других системах и почему от них отказались?
Два блока звука из которых один оригинал Audi, второй дополнительный и из возможностей только настройка звука Audi. И это в лучшем раскладе, про «made-in-China» даже рассказывать не буду.
В итоге управления через приложение нет (либо сильно ограничено), переключение через штатную кнопку отсутствует, качество звука на порядок уступает тому, что хотели мы.
Да, есть возможность поставить 1 блок ауди + блок мазерати и получить 2 режима звука. Но это гораздо дороже и все равно не дает 8 режимов, которые у нас на одном блоке.
Сами банки это отдельная история, они должны выдерживать резкие перепады температур, попадание воды, химикаты на дорогах и остальные «прелести», поэтому только оригинальный Eberspaecher и это даже не обсуждается!
10 главных достоинств нашего управляемого выхлопа:
1. Абсолютно не влияет на гарантию дилеров
2. Управление через мобильное приложение Active Sound Gateway (есть как на IOS, так и на Android)
Доступен выбор громкости запуска мотора, звук на холостых и под нагрузкой, тембр и т.д. (подробнее на фото чуть ниже)
3. Возможность отключить/включить или поменять режим в любой момент через штатную кнопку в салоне ( управление, например, двойным нажатием ESP)
Акустическая настройка выхлопа
В этой записи будет рассмотрено 3 типа «глушителей», поддающихся простому самостоятельному расчёту и изготовлению. Упомяну, зачем они нужны и чем отличаются.
Взяли мы предположим изготовили прямоток, «повесили баночку», в городе всё ок, тёлочки на заднем сиденье довольные, визжат — сразу видно в хорошем выхлопе разбираются. Поехали с ними в баню, но вот беда — только выехали на трассу, от громкости у всех мозги через уши вытекли. Чтобы с вами такого не произошло, не ставьте прямоток или читайте материал ниже.
Как правило, в нормально сделанном выпускном тракте, состоящем только из труб одинакового сечения и прямоточных глушителей с набивкой, можно выделить одну или несколько частот, на которых громкость существенно выше, чем на всех других частотах. Плавно раскручивая мотор можно заметить, что с нарастанием оборотов громкость то нарастает, то падает, а на каких-то определённых оборотах (скажем 2500) в салоне стоит гул. Определить такие «гудящие» частоты можно методом спектрального анализа (с помощью бесплатного софта), причем записывать звук, вполне годный для проведения такого анализа, можно хоть на мобильный телефон в режиме диктофона. Можно даже применить точный тахометр, калькулятор, ручку и листок бумаги. Тонкости записи и анализа как-нибудь в другой раз, об этом много где в сети есть. Главное вот что — если в нашем «простом» прямотоке подавить узкий диапазон частот, то громкость во всём диапазоне оборотов и нагрузок зачастую станет вполне приемлемой. И сделать это можно без какого бы то ни было ущерба производительности мотора. И без изменения тембра звучания вашей новой выхлопной системы. Конструкции «глушителей», решающих эту задачу, хорошо известны и их можно тоже найти в сети.
А вот чего в сети нету и собирать надо по мелким частям — так это формулы для их расчёта. Это — то мы сейчас и поправим. Ниже будет приведен матлабовский код (который вы без труда или с трудом забьете хоть в эксель хоть ещё куда). Все размеры в эти формулы забиваются в метрах, частота — в герцах, а скорость звука — в метрах в секунду. Для примера даны типичные характеристики подавления — они же будут служить проверкой для говнокода ваших программ расчёта.
Итак пусть нам сейчас известна частота в пределах 80-200Гц, и мы хотим её эффективно подавить. Условно будем полагать что «красная частота» — это когда вытекают мозги, а «коричневая частота» — это когда ваш любимый мопс непроизвольно роняет кал. И вот какие у нас есть варианты борьбы с этой чумой:
Первый вариант — заткнуть дупло нахер — шумоизоляция полная! Логично, чо. Более щадящий вариант — поставить флейту. И рассчитывать ничо не надо, самый пацанский вариант. Правда ведро не едет, ну так можно снять флейту и поедет.
Второй вариант — глухой отрезок трубы строго определённой длины
По-научному она называется «четвертьволновый резонатор», в быту J-pipe в честь наиболее популярной формы. Длина отвода задаёт частоту настройки (а вернее ряд частот, на которые конструкция настроена — при этом верхние из этих частот нам как правило не нужны, но и не мешают).
Формула для расчёта:
Fr=C/(4*Lb)
(частота настройки)
Sb=pi*(ID_SIDE^2)/4
S=pi*(ID_MAIN^2)/4
TL(f)=10*log10( 1 + 0.25 * (Sb/S)^2 * (tan( (pi/2)*f/Fr))^2 )
Исходные параметры для расчёта:
Lb — длина отвода, измеренная вдоль его центральной линии
ID_SIDE — диаметр отвода
ID_MAIN — диаметр выхлопной трубы
TL(f) — величина затухания звукового давления, в дБ, на частоте f (Гц)
график дан для температуры выхлопного газа 50 градусов Цельсия, полная длина отвода 0.62м, диаметр выхлопной трубы равен диаметру отвода. Форма отвода может быть любой, но приварен он должен быть строго перпендикулярно.
Третий вариант — резонатор Гельмгольца
Это такой же отвод как и по варианту (2) но с бочкой на конце. Он подавляет одну частоту вместо набора кратных частот, зато длину можно разменять на толщину чтобы втиснуть конструкцию в ограниченное пространство, можно эффективнее использовать это пространство (поскольку форма бочонка может быть произвольной), и можно управлять шириной полосы подавления. То есть при грамотном расчёте гул будет полностью подавляться не только строго на наших условных 2500 об/мин, но например от 2300 до 2700.
Формулы для расчёта:
L_= Lt+2*0.6*ID_IN;
Vcase = Sc*Lc
Sline=pi*(ID^2)/4;
Sc=pi*(ID_CASE^2)/4;
S=pi*(ID_IN^2)/4;
F0=(C/(2*pi))*sqrt(S/(L_*Vcase))
(частота настройки)
TL(f)=10*log10( 1+( (C/(2*Sline) / ( (2*pi*f*L_/S) — (C^2) / (2*pi*f*Vcase) ) ))^2 )
Исходные данные для расчёта:
ID — диаметр выхлопной трубы
ID_IN — диаметр тоннеля между выхлопной трубой и объемом
ID_CASE — диаметр резонатора
Lt — длина тоннеля (соединяющей трубы)
Lc — длина резонатора
график построен для 57мм выхлопа, отвод 57мм длиной 0.15м, резонатор 82мм длиной 0.36м, температура 100 град С
Четвертый вариант — резонансная камера
Это полость произвольной формы без набивки, без ничего. Формула дана для случая цилиндра.
График построен для пустотелого цилиндра 180мм х 420мм, вход и выход 57мм, температура 100 град. С
Формулы для расчёта:
Fn=C/(4*Lc)
S=pi*(ID_IN^2)/4
Sc=pi*(ID_CASE^2)/4
TL(n)=10*log10( (cos(pi*f/(2*Fn)))^2 + 1/4*((S/Sc+Sc/S)^2)*(sin(pi*f/(2*Fn)))^2 )
Исходные данные для расчёта:
Lc — длина резонатора
ID_IN — диаметр выхлопной трубы (вход и выход)
ID_CASE — диаметр резонатора
Общие замечания
Большой плюс данного материала я вижу в том, что для каждого типа конструкции дана не просто формула расчёта центральной частоты, но полная формула для расчёта величины подавления акустической мощности на любой другой частоте, при этом учитывается диаметр выхлопной трубы. Это позволяет гораздо более точно предсказать тот звук, который вы получите — фактически вы сможете имитировать его, отредактировав звукозапись в аудиоредакторе (об этом в другой раз, если найдутся желающие).
Выходными данными для каждого расчёта является величина TL(f) — то есть величина затухания звуковой мощности в дБ для каждой частоты f (Гц). При этом 10 дБ соответствует «10 раз по мощности», но поскольку громкости соответствует плотность потока мощности, то соответствующее изменение громкости — в 100 раз. 20 дБ — в 1000 раз. Условно говоря, то что нужно.
Как видно по графикам выше, прежде всего характеристики разных конструкций отличаются шириной полосы подавления. Чем шире полоса, тем проще с первого раза «попасть» в заданные характеристики (максимальное подавление красной или коричневой частоты, см. выше). С другой стороны, и размеры изделий тоже существенно разные. А с третьей стороны, неграмотный расчёт способен прибить все теоретические преимущества конструкций.
При расчётах избегайте экстремальных значений. У каждой формулы есть определённый диапазон входных данных, в пределах которого она достаточно точна для расчёта самодельного выхлопа. Пользуйтесь приведёнными выше картинками. Если то, что вы собираетесь посчитать, выглядит похоже — значит скорее всего будет работать по формуле.
Здесь не рассмотрены глушители с набивкой, потому что набивка просто гасит верхние частоты. Глушитель с набивкой и перфорированной трубой обладает также и свойствами резонансной камеры, но только в области самых низких частот, где влияние набивки мало. Таким образом, глушитель с набивкой в меньшей степени поддаётся точному расчёту и выбирать его стоит иначе — просто брать самый большой который влезет, и затем описанными выше конструкциями, при необходимости, убрать «мусор». Чем меньше ваш глушитель с набивкой — тем больше мусора останется.
Для всех формул выше, С — скорость звука в м/с. Она зависит от температуры в градусах и приведена ниже
C(200) = 436.0
C(100) = 387.1
C(50) = 360.3
C(20) = 343.1
Активный выхлоп
Примерно такие слова я произнёс когда впервые узнал, что есть такая штука как активный выхлоп.
Изначально был выбор между «классической» доработкой выхлопной системы и не совсем понятным девайсом — «активный выхлоп».
Заводская выхлопная система моего автомобиля с одной «банкой» слева конечно имеет потенциал для доработок, но я принял решение туда совсем не вмешиваться, так как знаю что такое «постоянная гуделка» и что она не только быстро надоест, но ещё и в какой-то момент начнёт напрягать, потому-то я езжу достаточно много.
Что такое активный выхлоп?
По сути это простая колонка, встроенная в банку, которая имитирует звук настоящего двигателя.
Далее насмотревшись ютубчика, начитавшись бж на драйве, я решил встретиться с продавцом Thor и послушать вживую это инженерное чудо.
На встречу приехал молодой человек на BMW X3 с установленной одной банкой, звук конечно не передаваемый, резонировало все вокруг я даже немного удивился))
Да Тор конечно красиво упакован, есть приложение с картинками и даже Демо режим, с которым я успел наиграться, спасибо маркетологам, но меня смущало качество и история этого бренда, которые не вызвали доверия.
А вот банки Эбершпехер взяли своим авторитетом и надежностью практически сразу.
Не просто так концерн VAG устанавливал их с конвейера на дизельные двигатели Audi, Porsche и VW.
Выбор и немного истории
-Тор, совсем неизвестный бренд, который ставят в России всего 1,5 года с гарантией 1,5 года 😁 похоже это просто Китай)
Нет, я не говорю, что Тор плохой продукт, все достаточно качественно выглядит, но по мне, так это красивая обертка, не более.
-Эбершпехер, огромная компания мирового масштаба и многолетней историей с 1865 года, заморочился прочитал историю.
Первое упоминание об этих банках, которое я смог найти — это видео в ютубе 2013 года с дизельной 3х литровой Audi A5.
После чего я принял решение установить все таки Eberspaecher.
Изучив предложения на рынке был немного удивлён ценником.
Например Winde перелагают за 150 рубчиков 2 банки с установкой за 1 день с новым блоком Kufatec (7 разных файлов, есть даже отстрелы) при том, что ребята из Тор предлагают за 95 рублей «то же самое».
Одну банку не хотел, да смысла нет, дороже на порядок получается за одну штуку, если сравнивать с 2мя. 95 и 70 соответственно.
По сути обе системы состоят из генератора звука, (в моем случае это блок Vag с одним зашитым файлом) и блоком Bluetooth для беспроводного управления через приложение.
Изначально банки с завода устанавливались на автомобили с ограниченным уровнем dB. Но через какое-то время, умные ребята, проще говоря придумали приложение возможность управления громкостью и другими параметрами.
Из 3х объявлений я нашёл лишь одно подходящее, 2 других были просто блоками управления, а это нам не подходит, ибо мы же в 21 веке и все хотим управлять звуком со смартфона.
Ценник за 2 банки был 90 рубчиков, комплект был снят с дизельной А7 перед продажей ее в трейд-ин.
Со слов продавца, пробег этих банок был порядка 10000 за 3 года эксплуатации…
Переговоры с продавцом мы начали 28 декабря и 21 февраля я забрал его за очень интересную сумму. Человеку срочно понадобились деньги. Ага, я так и поверил)
Не долго думая я записался на монтаж в Winde. Есть разные отзывы о этом сервисе, но не смотря на это, всё-таки самый известный сервис по установке активного выхлопа и думаю ребята с опытом. Конечно подкупил Ютуб канал с кучей видео на эту тему и Инстаграм с немалой аудиторией.
Лезть самому в проводку не очень хотелось, может выйти дороже.
По времени установка заняла целый день, примерно 12 часов. Возникли небольшие трудности с проводкой, но ребята дожали этот вопрос и все подключили как надо.
Так как банки были не новые, ребята их покрасили в чёрный цвет и установили в правую нишу глушителя.
Там они отлично защищены пластиковым кожухом от влаги и пыли.
Далее был короткий инструктаж по логике работы приложения и управлению кнопкой ESP (да, нет пока у меня MMI).
А после я выехал из бокса и почувствовал себя на боллиде.
Эмоции от звука, передавались улыбкой и словами — «Да ну на х.р, да ну на х.р » внутри был просто не реальный рёв.
Породистый звук, басистый, резонирующий звук мотора V8.
Было и разочарование… Блок управления выхлопом Ваг, немного устарел. В нем есть только один звуковой файл. А новый блок стоит у ребят 60к, там и отстрелы и 7 звуковых файлов как у Тор.
Нашёл на eBay такой же в Германии за 25, наиграюсь может быть закажу новый.
Отличить от обычной системы выхлопа невозможно. Ну или почти невозможно. Да, нет огня 🔥😆, хлопков или отстрелов 😀. Но общий звук, тембр, объемность звучания впечатляет.
И самый главный для меня плюс — можно отключить одним нажатием этот ад, и продолжать чиллить за рулем под спокойную классику например.
А пока выкладываю видео со звуком и рекомендую одеть наушники или подключиться к хорошей аудиосистеме.