Устройство резонатора: Перевірка браузера, будь ласка, зачекайте…

Резонатор и задний глушитель — Автосервис Glushak51!

Резонатор и задний глушитель выполняют одну и ту же функцию: снижение уровня шума, но при этом имеют разную конструкцию.

Резонатор является одним из типов глушителей и очень часто называется средним глушителем, так как расположен в средней части выхлопной системы.

Давайте попробуем разобраться, чем же различаются глушители?

По своей конструкции их можно разделить на следующие типы:

Ограничитель.

Принцип его работы довольно простой.

Труба входит в корпус глушителя, где имеет сильное сужение, соответственно появляется акустическое сопротивление.

Продавливаясь через сопротивление, выхлопные газы попадают в ёмкий корпус глушителя и колебания сглаживаются объемом.

Энергия рассеивается в дросселе, нагревая газ.

Чем меньше отверстие, тем больше сопротивление потоку, следовательно, снижается мощность двигателя, но сглаживание становится эффективнее.

Данная конструкция является не самой эффективной, однако довольно часто используется в качестве резонатора.

Отражатель. В корпусе глушителя делается большое количество так называемых акустических зеркал.

При отражении звуковой волны, часть энергии теряется.

В глушителях с конструкцией отражатель целый лабиринт акустических зеркал, следовательно, на выходе звук от работы двигателя значительно снижается.

По такому принципу построены пистолетные глушители.

Такая конструкция является более эффективной, однако, из-за большого количества зеркал, газовый поток много раз отражается, следовательно, также создается определенное сопротивление.

Резонатор.

Принцип его работы является использование замкнутых полостей, расположенных рядом с трубопроводом и соединенных с ним множеством отверстий.

В большинстве случаев в корпусе бывает два не равных объема, разделенных глухой перегородкой.

Каждое отверстие, включая замкнутую полость, является резонатором, возбуждающим колебания собственной частоты.

Условия распространения резонансной частоты резко меняются, поэтому она эффективно гасится за счет трения частиц газа в отверстии.

Данный тип глушителя эффективно гасит низкие частоты, к тому же не создает для газов существенного сопротивления, так как не уменьшает сечение.

Чаще всего используются в качестве среднего глушителя

Поглотитель.

Принцип работы поглотителя заключается в поглощении акустических волн пористым материалом поглотителем.

Если в стекловату направить звуковую волну, то она вызовет колебания волокон, которые за счет трения друг о друга преобразуют звук в тепло.

По сути, поглотители являются прямоточными, так как не используют изгибов, отражений и уменьшения сечения трубы, а окружают трубу с проделанными в ней прорезями поглотительным материалом.

Следовательно, такая конструкция имеет минимальное сопротивление, но довольно плохо поглощает звук.

Ну вот, когда мы разобрались с типами глушителей, можно понять устройство резонатора и заднего глушителя.

Чаще всего устройством резонатора является его одноименная конструкция глушителя типа «резонатор».

Ну а задний глушитель чаще всего имеет, либо конструкцию типа «отражатель», либо сложную, комбинированную конструкцию.

Причинами выхода из строя резонатора и заднего глушителя являются механические повреждения и коррозия.

Задняя часть глушителя больше подвержена коррозии, так как после остановки двигателя горячие газы в глушителе остывая, сжимаются, тем самым всасывая холодный, влажный воздух с улицы.

Далее влага соединяется с выхлопными газами и, растворяясь, образует слабые кислоты, которые способствуют ускорению коррозии.

Последствиями выхода резонатора и заднего глушителя из строя обычно являются громкий рёв от работы двигателя, а также попадание выхлопных газов в салон автомобиля.

 

⭐ Резонатор в выхлопной системе. Функции. Расположение.Принцип работы и типы резонаторов

Резонатор выхлопной системы – это компонент, который необходим для гашения низкочастотных звуков, связанных с работой мотора. Владельцам машин полезно знать, где расположен этот узел в их авто, а также какие проблемы могут возникнуть в процессе его эксплуатации. Его поломка не считается критичной, но сопряжена с огромным количеством неудобств не только для водителя, но и для людей, которые находятся вокруг. О способах устранения возникающих проблем, вариантах устранения и монтажа агрегата, будет рассказано далее.

Функции

Где расположен резонатор

Конструкция

Убрать резонатор: что будет?

Принцип работы и типы резонаторов

Неполадки в работе резонатора

Сначала можно разобраться, зачем нужен резонатор в выхлопной системе автомобиля. Базовая задача у него – гашение низкочастотных звуков, которые связаны с отработкой газов и их продвижением по системе газоотвода. Существует несколько причин возникновения значительных шумов при эксплуатации автомобиля: они образуются при расширении газов в процессе нагрева, шум формируется из-за вибрации составных компонентов выхлопной системы. Звук, формирующийся при покидании выхлопами камеры сгорания, устраняется резонированием. Именно в этом состоит базовая функция описываемого компонента авто.

Резонатор выхлопной системы автомобиля используется для повышения полезной мощности мотора. Для этого специально дорабатываются спортивные авто, где штатный резонатор устраняется, а на его место ставится более совершенный вариант, устанавливаемый сразу за прямотоком.

Понижение температуры выхлопов – это еще одна особенность, ведь это обеспечивает более длительный период эксплуатации самого глушителя и выхлопной системы в целом. Вредность выбросов тоже заметно снижается.

Где расположен резонатор?

Автомобильный резонатор функционирует совместно с глушителем и необходим для снижения скорости выхлопов, которые вылетают в результате отработки в моторе. Это возможно за счет физического закона, соответственно которому газы, способные стремительно перемещаться в узкой трубе при проникновении в пространство большего объема утрачивают первоначальную скорость и энергию. Система отвода отработанных газов имеет сложное устройство, соответственно которому резонатор расположен перед главным глушителем, то есть он служит первым звеном звукового глушения. Главная задача – предварительное снижение шума и уравновешивание пульсации потока выходящих газов.

Среди автовладельцев для него есть особое название – средний глушитель, так как физически он размещен посередине днища авто. Но это неверно, так как принцип работы устройства радикально отличается от глушителя. Резонатор имеет возможность для освобождения выхлопа мотора от газов и выравнивания давления — это обеспечивает малое сопротивление их перемещению, возникает возможность для использования всей полезной мощности мотора.

Конструкция

Устройство резонатора выхлопной системы не имеет каких-то сложностей. В его составе имеется труба с перфорацией, размещенная в металлическом корпусе. В устройстве имеется дроссельное отверстие, используемое для увеличения эффективности гашения волновых колебаний в трубе. В резонаторе есть полость, которая разделена на несколько участков перегородками, установленным поперек трубы. Современные приспособления снабжены теплоизоляцией и звукоизоляцией, находящейся под корпусом, чтобы они эффективнее снижали температуру и звуки.

Различные объемы полостей необходимы для формирования периодического расширения и сужения потока отработанных газов, а это обеспечивает выравнивание их пульсации, которая изначально неравномерная. Резонансная частота каждой камеры отличается от остальных. Дополнительно используется их малое смещение по отношению к оси корпуса. Это требуется для достижения смены направления выхлопного потока. Внутри трубы есть перфорация, задача которой состоит в гашении большой амплитуды звуковых волн, создаваемых газами.

Работа резонатора выхлопной системы находится в зависимости от нескольких факторов:

• Герметичность узла и степень его износа;
• Уровень загрязненности от нагара – новое чистое приспособление работает с повышенной эффективностью;
• Диаметр – КПД прибора тем больше, чем больше у него диаметр.

Убрать резонатор: что будет?

Резонатор выхлопной системы не стоит убирать по нескольким причинам:

• Функционирование системы удаления выхлопа станет намного громче, звук заметно превзойдет нормы, которые считаются приемлемыми для человека, он станет противен. Это актуально для низких частот звучания.
• Топливный расход существенно возрастет, ведь сбиваются базовые настройки.
• Есть прямая связь между глушителем и резонатором, поэтому первый выйдет из строя при устранении второго, что сопряжено с увеличением температуры выхлопов, выходящих из системы.
• Мощность ДВС упадет, так как ударные волны внутри системы распределяются неверно.

Отказаться от резонатора допускается исключительно в случае, когда выполняется комплексный тюнинг выхлопной системы с подстройкой и монтажом новых компонентов. Но автовладельцы часто избавляются от данного компонента по другим причинам – резонатор помялся или прогорел, а возможности установить новый нет. Такая стратегия ошибочная, так как последующие расходы на эксплуатацию авто будет заметно выше, чем покупка новой детали.

Принцип работы и типы резонаторов

Устройство резонатора выхлопной системы обеспечивает ему работу следующим образом:

• Выхлопы формируются в камере сгорания машины;
• Посредством выпускного клапана они передаются далее и выводятся из цилиндра;
• Газы движутся с повышенной скоростью по выпускному коллектору и трубе, а их температура составляет до 650 градусов при этом;
• Выхлопы оказываются в катализаторе, а потом проникают в резонатор – свободную полость, имеющую от одной до нескольких камер внутри. Внутри есть трубки с отверстиями. При прохождении сквозь них волн происходит охлаждение газов.

Конструировать резонатор для спортивных авто – это наиболее сложная задача, ведь данное устройство одновременно должно понижать шумовой уровень и не формировать препятствий для движения выхлопов.

Сейчас выпускаются не только обычные резонаторы, но и усовершенствованные модели. Между их слоями есть оболочка с теплоизоляцией, чтобы защищать кузов от перегрева дополнительно. Используются и комбинированные приспособления, в составе которых есть две части: традиционная и заполненная базальтовым волокном либо альтернативным шумопоглотителем.

Неполадки в работе резонатора

Автомобильный резонатор, как и все остальные компоненты, способен выйти из строя по тем или иным причинам. Он пропускает сквозь себя большой объем выхлопов, имеющих повышенную температуру, обычно несколько сотен градусов. Дополняет негативное воздействие наличие агрессивных химических элементов, представленных в выходящем выхлопе, это становится причиной того, что металлические детали корпуса постепенно прогорают.

О поломке резонатора можно судить в том случае, если возникают такие признаки:

• Глушитель и выхлопная система стали работать хуже. Это можно проверить по возросшему звуку, который исходит из выхлопной трубы, особенно актуально для низкочастотных звуков (рев).
• Из-под днища машины выходят выхлопы. Это явный признак того, что резонатор разгерметизирован.
• Со стороны резонатора можно слышать характерный дребезжащий звук. Он возникает из-за того, что прогорает один или несколько компонентов, находящихся внутри устройства. В таких случаях наблюдается его болтание или грохот в одной из камер.
• Мощность мотора значительно падает. Возникшая неисправность становится причиной сильного падения пропускной способности резонатора, поэтому он заметно хуже либо совсем не гасит неравномерные пульсации выхлопов. Это приводит к ухудшению функционирования агрегата.

Если отмечается один или несколько из перечисленных признаков неполадки, то требуется как можно скорее выполнить ревизию работы резонатора. Практика показывает, что этот узел выхлопной системы лучше не ремонтировать, а полностью заменить. Это особенно актуально для авто, пробег которых достаточно велик.

Устройство акустического резонатора прокладывает путь к лучшей коммуникации

Схема пьезоэлектромеханического устройства. Сверхпроводящий резонатор (желтый) изготовлен из пленки нитрида ниобия-титана на сапфировой подложке. Резонатор перевернут и подвешен к акустическому резонатору, состоящему из тонкого слоя нитрида алюминия (зеленого цвета), нанесенного на толстую кремниевую подложку.

Исследователи Йельского университета разработали высокочастотную версию устройства, известного как акустический резонатор, который может продвинуть область квантовых вычислений и обработки информации.

Хун Танг, профессор электротехники и физики Ллевеллин Уэст Джонс-младший из Йельского университета, и его исследовательская группа выполнили это с помощью так называемого пьезооптомеханического устройства. Он обеспечивает так называемую «сильную связь» между двумя системами: сверхпроводящим микроволновым резонатором и системой объемного акустического резонатора. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.

При сильной связи устройство обеспечивает обмен энергией и информацией между системами микроволнового и механического резонаторов таким образом, что это превышает рассеивание — или уменьшение энергии — каждой из отдельных систем. Таким образом, информация не потеряется.

Уникальной особенностью системы является то, что она работает на очень высокой частоте 10 гигагерц. Преимущество высокочастотной системы заключается в том, что она обеспечивает высокую скорость обработки сигналов, отметил Сюй Хань, доктор философии. студент в лаборатории Танга и ведущий автор исследования. «Например, вы можете передать тот же объем информации или сообщения за более короткое время», — сказал Хан.

Еще одним преимуществом является то, что высокая частота облегчает наблюдение квантовых явлений в экспериментах. В низкочастотных устройствах система должна быть охлаждена до экстремальных температур, чтобы преодолеть тепловой шум, возникающий из-за случайных вибраций окружающей среды, которые искажают сигнал.

По словам Хана, одним из потенциальных применений является хранение информации. «Если у вас есть хорошая связь и обмен между системами, вы можете хранить информацию из микроволнового домена в механическом домене», — сказал он.

Хотя эксперименты не проводились в квантовых условиях, исследователи отмечают, что высокочастотное пьезоэлектромеханическое устройство совместимо со сверхпроводящими кубитами — единицей информации, аналогичной цифровым битам в обычных вычислениях. По их словам, это потенциально может означать важный шаг к гибридным квантовым системам, которые соединят мир между классической и квантовой механикой.

Хан сказал, что в настоящее время он использует технологию для разработки устройства, которое использует механическую систему для преобразования информации из микроволнового диапазона в оптический.

«Если вы хотите передать информационный сигнал, вы должны использовать оптику, потому что оптическое волокно имеет очень низкие потери на большом расстоянии», — сказал он.

Чанг-Лин Цзоу, научный сотрудник лаборатории Танга, соавтор статьи.

Метод извлечения параметров эквивалентной цепи устройства резонатора QCM и оценки качества электрода

. 2021 9 сентября; 12 (9): 1086.

дои: 10.3390/ми12091086.

Донг Лю
¹
, Сяотин Сяо
²
, Цзыцяо Тан
¹
, Цяо Чен
¹
, Хаоран Ли
¹
, Сяосюн Ван
³
, Ян Ян
¹

Принадлежности

• ¹ Школа автоматизации, Университет электронных наук и технологий Китая, Чэнду 611731, Китай.
• ² Школа электротехники и информации Юго-Западного нефтяного университета, Чэнду 610599, Китай.
• ³ Wuhan Hi-Trusty Electronics Co. , LTD, Ухань 432400, Китай.

• PMID:

  34577729

• PMCID:

  PMC8472393

• DOI:

  10.3390/ми12091086

Бесплатная статья ЧВК

Донг Лю и др.

Микромашины (Базель).

2021 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2021 9 сентября; 12 (9): 1086.

дои: 10.3390/ми12091086.

Авторы

Донг Лю
¹
, Сяотин Сяо
²
, Цзыцяо Тан
¹
, Цяо Чен
¹
, Хаоран Ли
¹
, Сяосюн Ван
³
, Ян Ян
¹

Принадлежности

• ¹ Школа автоматизации, Университет электронных наук и технологий Китая, Чэнду 611731, Китай.
• ² Школа электротехники и информации Юго-Западного нефтяного университета, Чэнду 610599, Китай.
• ³ Wuhan Hi-Trusty Electronics Co., LTD, Ухань 432400, Китай.

• PMID:

  34577729

• PMCID:

  PMC8472393

• DOI:

  10.3390/ми12091086

Абстрактный

Кварцевые микровесы (QCM) резонаторы используются в широком диапазоне датчиков. Современные резонаторы QCM обеспечивают одновременное измерение нескольких физических величин путем анализа эквивалентных параметров сосредоточенных элементов, которые получаются за счет введения внешних устройств. Такое введение внешних устройств, вероятно, увеличит погрешность измерения. Для реализации измерения нескольких физических величин при устранении ошибки измерения, вызванной внешними устройствами, в этой статье предлагается метод измерения эквивалентных параметров резонаторов QCM с сосредоточенными элементами без необходимости использования дополнительных внешних устройств. Соответственно, был принят численный метод решения нелинейных уравнений с меньшим количеством требуемых точек данных и более высокой точностью. Описан стандартный эксперимент по извлечению параметров кристаллического резонатора. Извлеченные параметры соответствовали номинальным параметрам, что подтверждает точность этого метода. Кроме того, были изготовлены и использованы в эксперименте по измерению параметров шесть образцов резонаторных устройств QCM с различными диаметрами электродов и материалами. Линейная зависимость между проводимостью материала электрода и сопротивлением движению R ₁ обсуждается. Также продемонстрирована способность этого метода охарактеризовать материал электрода и определить степень ржавчины электрода. Эти возможности подтверждают потенциальную полезность предлагаемого метода для оценки качества электродов пьезоэлектрических устройств.

Ключевые слова:

оценка качества электродов; извлечение параметров эквивалентной схемы; пьезоэлектрический генератор; пьезоэлектрический резонатор; кварцевые микровесы.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

Схемы эквивалентные…

Рисунок 1

Схемы замещения датчика QCM и измерительного…

фигура 1

Принципиальные схемы эквивалентной схемы датчика QCM и измерительной схемы: ( a ) модель эквивалентной схемы Баттерворта-Ван Дайка (BVD) датчика QCM; ( b ) измерительная схема векторного анализатора цепей (ВАЦ).

Рисунок 2

Схематическая диаграмма моделирования и результат:…

Рисунок 2

Схематическая диаграмма моделирования и результат: ( a ) схематическая диаграмма; ( б )…

фигура 2

Схематическая диаграмма моделирования и результат: ( a ) схематическая диаграмма; ( b ) фазово-частотная кривая моделирования ADS кристалла кварца.

Рисунок 3

Схема эксперимента.

Рисунок 3

Схема эксперимента.

Рисунок 3

Схема эксперимента.

Рисунок 4

Резонаторные устройства QCM с различными…

Рисунок 4

Резонаторные устройства QCM с электродами разного диаметра или материалов: ( a ) QCM…

Рисунок 4

Резонаторные устройства QCM с электродами разного диаметра или материалов: ( a ) Резонаторные устройства QCM с электродами разного диаметра; ( b ) Резонаторные устройства QCM с электродами из различных материалов.

Рисунок 5

Измеренная кривая и кривая инверсии…

Рисунок 5

Измеренная кривая и кривая инверсии стандартного резонатора: ( a ) фазочастотная кривая;…

Рисунок 5

Измеренная кривая и кривая инверсии стандартного резонатора: ( a ) фазочастотная кривая; ( b ) амплитудно-частотная кривая.

Рисунок 6

Измеренная кривая и кривая инверсии…

Рисунок 6

Измеренная кривая и кривая инверсии резонаторных устройств QCM с различными диаметрами электродов:…

Рисунок 6

Измеренная кривая и кривая инверсии резонаторных устройств QCM с различными диаметрами электродов: ( a ) Фазочастотная характеристика; ( b ) Кривая амплитуды-частоты.

Рисунок 7

Линейная зависимость между электродами…

Рисунок 7

Линейная зависимость между площадью электрода и C ₀ и C _1…

Рисунок 7

Линейная зависимость между площадью электрода и C ₀ и C ₁ : ( a ) S против C _{4 0} ; ( b ) S против C ₁ .

Рисунок 8

Измеренная кривая и кривая инверсии…

Рисунок 8

Измеренная кривая и кривая инверсии резонаторных устройств QCM с различными материалами электродов:…

Рисунок 8

Измеренная кривая и кривая инверсии резонаторных устройств QCM с различными материалами электродов: ( a ) фазочастотная кривая; ( b ) амплитудно-частотная кривая.

Рисунок 9

Линейная зависимость между электродами…

Рисунок 9

Линейная зависимость между проводимостью материала электрода и сопротивлением движению R ₁ .

Рисунок 9

Линейная зависимость между проводимостью материала электрода и сопротивлением движению R ₁ .

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Влияние толщины электрода на добротность датчика QCM с кольцевым электродом.

  Вэй З., Ху Дж., Ли И., Чен Дж.
  Вэй Зи и др.
  Датчики (Базель). 2022 9 июля; 22 (14): 5159. дои: 10.3390/s22145159.
  Датчики (Базель). 2022.

  PMID: 35890839
  Бесплатная статья ЧВК.

• Анализ влияния материалов электродов на чувствительность кварцевых микровесов.

  Чен Ц., Хуан С., Яо И., Мао К.
  Чен Кью и др.
  Наноматериалы (Базель). 2022 16 марта; 12 (6): 975. doi: 10.3390/nano12060975.
  Наноматериалы (Базель). 2022.

  PMID: 35335788
  Бесплатная статья ЧВК.

• Новый метод широкополосной характеристики сенсорных платформ на основе резонаторов.

  Мунир Ф., Ватен А., Хант В.Д.
  Мунир Ф. и др.
  Преподобный Научный Инструм. 2011 март;82(3):035119. дои: 10.1063/1.3567005.
  Преподобный Научный Инструм. 2011.

  PMID: 21456800
  Бесплатная статья ЧВК.

• Эффект сопротивления, амплитуды и частоты микровесов с кристаллами кварца в жидкости.

  Хуан С, Бай Ц, Чжоу Ц, Ху Дж.
  Хуан Х и др.
  Датчики (Базель). 22 июня 2017 г .; 17 (7): 1476. дои: 10.3390/s17071476.
  Датчики (Базель). 2017.

  PMID: 28640210
  Бесплатная статья ЧВК.

• Анализ и проверка бесконтактного метода опроса с временным стробированием для датчиков с кварцевыми резонаторами.

  Бау М, Феррари М, Феррари В.
  Бау М. и др.
  Датчики (Базель). 2017 2 июня; 17 (6): 1264. дои: 10.3390/s17061264.
  Датчики (Базель). 2017.

  PMID: 28574459
  Бесплатная статья ЧВК.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Импедансный анализ интегрального датчика влажности на объемных акустических волнах из хитиновых нановолокон с асимметричной конфигурацией электродов.

  Чен К., Лю Д., Хуан С. Х., Яо И., Мао КЛ.
  Чен Кью и др.
  Наноматериалы (Базель). 2022 1 сентября; 12 (17): 3035. doi: 10.3390/nano12173035.
  Наноматериалы (Базель). 2022.

  PMID: 36080072
  Бесплатная статья ЧВК.

• Новые взгляды на долговременную стабильность плазмина и механизм ингибирования его активности, проанализированные микровесами на кристаллах кварца.

  Татарко М., Иванов И.Н., Хианик Т.
  Татарко М. и соавт.
  Микромашины (Базель). 2021 29 декабря; 13 (1): 55. дои: 10.3390/ми13010055.
  Микромашины (Базель). 2021.

  PMID: 35056220
  Бесплатная статья ЧВК.

использованная литература

1. 1. Yao Y., Zhang H., Sun J., Ma WY, Li L., Li WZ, Du J. Новые датчики влажности QCM, использующие сложенные стопкой нанолисты черного фосфора в качестве чувствительной пленки. Сенсорные приводы B Chem. 2017; 244: 259–264. doi: 10.1016/j.snb.2017.01.010.

      —

      DOI

2. 1. Хуссейн М., Котова К., Либерцайт П.А. Полимерные наночастицы с молекулярным отпечатком для обнаружения формальдегида с помощью QCM. Датчики. 2016;16:9. дои: 10.3390/s16071011.

      —

      DOI

      —

      ЧВК

      —

      пабмед

3. 1. Chen Q., Feng N.B., Huang X.H., Yao Y., Jin Y.R., Pan W., Liu D. Влагочувствительные свойства микровесов из кварцевого кристалла с покрытием BiOCl. АСУ Омега. 2020;5:18818–18825. doi: 10.1021/acsomega.0c01946.

      —

      DOI

      —

      ЧВК

      —

      пабмед

4. 1. Чэнь К.