作者：卡里姆·尼斯

　　消聲器可抵消發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分噪音。-

　　如果您曾經(jīng)聽(tīng)說(shuō)過(guò) 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī) 在沒(méi)有消聲器的情況下運(yùn)行，您知道消聲器對(duì)噪音水平的影響有多大。在消聲器內(nèi)部，您會(huì)發(fā)現(xiàn)一組看似簡(jiǎn)單的管子，上面有一些孔。這些管子和腔室實(shí)際上像樂(lè)器一樣精細(xì)。它們旨在反射發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的聲波，使其部分抵消自身。

　　消聲器使用一些非常巧妙的技術(shù)來(lái)消除噪音。在本文中，我們將了解真正的汽車(chē)消聲器內(nèi)部，并了解使其工作的原理。

　　但首先，我們需要了解一些聲音。

　　聲音從何而來(lái)?

　　聲音是一個(gè) 壓力波 由交替的高低氣壓脈沖形成。這些脈沖在空氣中傳播 - 你猜對(duì)了 - 音速.

　　在一個(gè) 發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)排氣閥打開(kāi)并且高壓氣體突然進(jìn)入排氣系統(tǒng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生脈沖。這種氣體中的分子與管道中的低壓分子碰撞，導(dǎo)致它們相互堆疊。它們反過(guò)來(lái)堆積在管道下方稍遠(yuǎn)的分子上，留下一個(gè)低壓區(qū)域。通過(guò)這種方式，聲波沿著管道向下傳播的速度比實(shí)際氣體快得多。

　　當(dāng)這些壓力脈沖達(dá)到 你的耳朵，鼓膜來(lái)回震動(dòng)。你 腦 將此運(yùn)動(dòng)解釋為聲音。波的兩個(gè)主要特征決定了我們?nèi)绾胃兄曇簦?/span>

　　聲波頻率 - 更高的波頻率僅僅意味著氣壓波動(dòng)得更快。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)得越快，我們聽(tīng)到的音調(diào)就越高。較慢的波動(dòng)聽(tīng)起來(lái)像是較低的音調(diào)。

　　氣壓水平 - 波的振幅決定了聲音的響度。振幅更大的聲波使我們的耳膜移動(dòng)得更多，我們將這種感覺(jué)記錄為更高的音量。

　　事實(shí)證明，可以將兩個(gè)或多個(gè)聲波加在一起并獲得 少 聲音。讓我們看看如何。

　　如何消除聲音?

　　關(guān)于聲波的關(guān)鍵是，在您耳朵上的結(jié)果是當(dāng)時(shí)擊中您耳朵的所有聲波的總和。如果您正在聽(tīng)樂(lè)隊(duì)，即使您可能會(huì)聽(tīng)到幾個(gè)不同的聲音源，但撞擊耳鼓的壓力波會(huì)加在一起，因此您的耳鼓在任何給定時(shí)刻都只能感覺(jué)到一種壓力。

　　現(xiàn)在很酷的部分來(lái)了：有可能產(chǎn)生與另一個(gè)波完全相反的聲波。這是您可能見(jiàn)過(guò)的那些降噪耳機(jī)的基礎(chǔ)。假設(shè)頂部的聲波和第二波都是純音。如果兩個(gè)波同相，它們加起來(lái)就是一個(gè)頻率相同但振幅兩倍的波。這稱為 建設(shè)性干擾.但是，如果它們完全異相，則加起來(lái)為零。這稱為 破壞性干擾.在第一波處于最大壓力時(shí)，第二波處于最小壓力。如果這兩個(gè)波同時(shí)擊中你的耳膜，你什么也聽(tīng)不到，因?yàn)閮蓚€(gè)波的總和總是為零。

　　聲波如何加減

　　在下一節(jié)中，我們將看到消聲器如何設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生產(chǎn)生盡可能多的破壞性干擾的波。

　　消聲器內(nèi)部

　　消聲器內(nèi)部是一組管子。這些管旨在產(chǎn)生相互干擾或相互抵消的反射波?？纯催@個(gè)消聲器的內(nèi)部：

　　廢氣和聲波通過(guò)中心管進(jìn)入。它們從消聲器的后壁反彈，并通過(guò)一個(gè)孔反射到消聲器的主體中。他們穿過(guò)一組孔進(jìn)入另一個(gè)腔室，在那里他們轉(zhuǎn)身走出最后一個(gè)管道并離開(kāi)消聲器。

　　一個(gè)叫做 共振器 通過(guò)孔連接到第一個(gè)腔室。諧振器包含特定體積的空氣，并具有特定的長(zhǎng)度，計(jì)算該長(zhǎng)度以產(chǎn)生抵消一定頻率聲音的波。這是怎么發(fā)生的?讓我們仔細(xì)看看...

　　諧振器

　　當(dāng)波擊中孔時(shí)，其中一部分繼續(xù)進(jìn)入腔室，一部分被反射。波穿過(guò)腔室，撞擊消聲器的后壁，然后從孔中反彈回來(lái)。計(jì)算該腔室的長(zhǎng)度，以便該波在下一個(gè)波從腔室外部反射后離開(kāi)諧振腔室。理想情況下，來(lái)自腔室的波的高壓部分將與從腔室壁外反射的波的低壓部分對(duì)齊，并且兩個(gè)波將相互抵消。

　　簡(jiǎn)化消聲器內(nèi)的波浪消除

　　實(shí)際上，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音是許多不同頻率的聲音的混合物，并且由于其中許多頻率取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，因此聲音幾乎永遠(yuǎn)不會(huì)處于正確的頻率。諧振器設(shè)計(jì)為在發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大噪音的頻率范圍內(nèi)工作最佳;但即使頻率不完全是諧振器的調(diào)諧頻率，它仍然會(huì)產(chǎn)生一些破壞性干擾。

　　一些汽車(chē)，尤其是以安靜運(yùn)行為關(guān)鍵特征的豪華車(chē)，排氣管中有另一個(gè)看起來(lái)像消聲器的組件，但被稱為諧振器。該裝置的工作方式就像消聲器中的諧振室一樣 - 計(jì)算尺寸，以便諧振器反射的波有助于抵消排氣中的某些聲音頻率。

　　該消聲器內(nèi)部還有其他功能，可幫助它以不同的方式降低聲級(jí)。消聲器的主體由三層組成：兩層薄薄的金屬層，它們之間有一層較厚的、略微絕緣的層。這允許消聲器的主體吸收一些壓力脈沖。此外，進(jìn)入主腔室的入口和出口管上都打孔。這允許數(shù)千個(gè)微小的壓力脈沖在主腔室中反彈，除了被消聲器外殼吸收外，還在一定程度上相互抵消。

　　背壓和其他類型的消聲器

　　廢氣來(lái)自 納斯卡賽車(chē)：這里沒(méi)有消聲器，因?yàn)榻档捅硥菏怯螒虻拿Q。消聲器的一個(gè)重要特征是多少 背壓 他們生產(chǎn)。由于排氣必須經(jīng)過(guò)的所有轉(zhuǎn)彎和孔，像上一節(jié)中的消聲器會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)高的背壓。這稍微減去了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。

　　還有其他類型的消聲器可以降低背壓。一種類型，有時(shí)稱為 玻璃包 或 櫻桃炸彈，僅使用吸收來(lái)降低聲音。在這樣的消聲器上，排氣直接通過(guò)帶有孔的管道。圍繞這條管道的是一層玻璃絕緣層，可以吸收一些壓力脈沖。一個(gè) 鋼 外殼環(huán)繞著絕緣材料。

　　玻璃包裝消聲器示意圖

　　這些消聲器產(chǎn)生的限制要少得多，但不會(huì)像傳統(tǒng)消聲器那樣降低聲級(jí)。

　　主動(dòng)降噪消聲器

　　已經(jīng)有一些關(guān)于主動(dòng)降噪消聲器的實(shí)驗(yàn)，特別是在工業(yè)發(fā)電機(jī)上。這些系統(tǒng)包含一組 麥克風(fēng) 和 議長(zhǎng).

　　這 議長(zhǎng) 位于管道中，該管道纏繞在排氣管周?chē)?，以便?lái)自排氣的聲音與來(lái)自揚(yáng)聲器的聲音的方向相同。一臺(tái)計(jì)算機(jī)監(jiān)視 麥克風(fēng) 位于揚(yáng)聲器之前，一個(gè)位于揚(yáng)聲器之后。通過(guò)了解管道的長(zhǎng)度和形狀，計(jì)算機(jī)可以生成信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。這可以抵消來(lái)自發(fā)生器的大部分聲音。下游麥克風(fēng)讓計(jì)算機(jī)知道它的表現(xiàn)如何，以便在需要時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

　　消聲器常見(jiàn)問(wèn)題

　　為什么汽車(chē)需要消聲器?

　　消聲器可降低汽車(chē)產(chǎn)生的噪音并控制發(fā)動(dòng)機(jī)的背壓，從而提高性能和耐用性。在車(chē)輛的整個(gè)生命周期內(nèi)，消聲器可以防止不必要的壓力以及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)的潛在損壞。

　　消聲器會(huì)讓你的車(chē)更響亮嗎?

　　不，消聲器旨在“消聲”您的車(chē)輛發(fā)出的噪音，使其安靜下來(lái)。

　　我可以在沒(méi)有消聲器的情況下開(kāi)車(chē)嗎?

　　有些州要求您使用消聲器開(kāi)車(chē)。此外，如果您的車(chē)輛最初配備消聲器，一些州規(guī)定拆除消聲器是非法的。

　　消聲器如何影響性能?

　　消聲器可以對(duì)您的汽車(chē)性能產(chǎn)生積極影響。優(yōu)質(zhì)的消聲器可以提高功率和性能，但要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，您需要尋找一種可以輕松快速地排出空氣的消聲器。