Как работает глушитель.

Вы когда-нибудь слышали как работает машина без глушителя? Если да, у Вас не возникает вопрос, для чего он нужен. Если разобрать глушитель можно увидеть трубки с отверстиями, они на самом деле, не что иное, как точно настроенный музыкальный инструмент. Он сделан таким образом, чтобы звуки, который производит двигатель, частично гасили сами себя. Чтобы разобраться как работает глушитель надо сначала немного больше узнать о звуке.
Начнём с того что для распространения звуку нужна среда, он не может как свет распространяться в вакууме. Если мы в вакууме попробуем поговорить, мы не услышим друг друга . Нет среды распространения — нет звука. Средой для распространения звука может служить жидкость или газ. Таким образом, звук представляет собой изменение давления в некоторой среде.
Когда выпускной клапан открывается, поток выхлопных газов вырывается в выхлопную трубу, там возникает повышенное давление, которое достигая нашего уха, интерпретируется мозгом как звук.

Две основные характеристики звуковой волны:

• Частота звуковой волны. Более высокая частота означает, что частицы воздуха быстрее колеблются;
  
• Громкость. Уровень давления воздуха или амплитуда звуковой волны, определяет насколько громкий будет звук;
  

Важное свойство звуковых волн, то что они могут складываться. Оказывается, можно сложить две звуковые волны в итоге, результирующая волна будет тише или её вовсе не буде. Если рядом с вами находится несколько источников звука, то к вашей барабанной перепонке будет прикладываться давление, равное сумме давлений, создаваемых каждым звуком. Также можно создать звуковую волну, которая будет противоположна другой волне, это явление лежит в основе шумоподавления.
   
Давайте рассмотрим анимацию, расположенную выше. Если две одинаковые волны складываются в фазе, то амплитуда результирующей волны будет в два раза больше. Если две волны складываются в противофазе, то есть в определённый момент времени, значение амплитуды одной волны максимально, другой минимально, волны взаимно компенсируют друг друга и мы ничего не услышим.

Что происходит внутри глушителя.
Внутри глушителя расположены две трубы. Эти трубы расположены таким образом, что бы волны встречались в противофазе. Давайте рассмотрим картинку выше. Выхлопные газы попадают в глушитель через приёмную трубу, далее через отверстия часть газов выходит из глушителя через выхлопную трубу, а часть попадает в резонатор. Длина резонатора рассчитана таким образом, что бы текущая и следующая порция газов, встретились в противофазе компенсируя друг друга. Рассмотрим подробнее как это происходит: к тому времени как новая звуковая волна начнёт входить в резонатор, предыдущая, отразившись от противоположной стенки, будет выходить. В итоге они компенсируют друг друга. На анимации ниже можно посмотреть как это происходит.
 
На самом деле звук, исходящий от двигателя представляет собой смесь звуков различной частоты, также частота звука зависит оборотов двигателя. Резонатор конструируется для работы в диапазоне наибольшей шумности двигателя. Поэтому с помощью резонатора гасится не весь звук, а только звук обладающий той длинной волны, на которую рассчитан резонатор.
 
Активное шумоподавление.
Было проведено несколько экспериментов с активным шумоподавление на промышленных генераторах. Система активного шумоподавления включает в себя микрофон и динамик.
Динамик располагался таким образом, чтобы звук из выхлопной трубы и из динамика распространялись в одном направлении. С помощью микрофона, компьютер контролирует звук на выходе выхлопной трубы. Далее, этот же звук в противофазе подаётся через динамик.
Таким образом, можно свести к минимуму шум исходящий от генератора.