作者：卡里姆·尼斯

　　消聲器可抵消發動機的大部分噪音。-

　　如果您曾經聽說過 汽車發動機 在沒有消聲器的情況下運行，您知道消聲器對噪音水平的影響有多大。在消聲器內部，您會發現一組看似簡單的管子，上面有一些孔。這些管子和腔室實際上像樂器一樣精細。它們旨在反射發動機產生的聲波，使其部分抵消自身。

　　消聲器使用一些非常巧妙的技術來消除噪音。在本文中，我們將了解真正的汽車消聲器內部，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?

　　聲音是一個 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 - 你猜對了 - 音速.

　　在一個 發動機，當排氣閥打開并且高壓氣體突然進入排氣系統時，會產生脈沖。這種氣體中的分子與管道中的低壓分子碰撞，導致它們相互堆疊。它們反過來堆積在管道下方稍遠的分子上，留下一個低壓區域。通過這種方式，聲波沿著管道向下傳播的速度比實際氣體快得多。

　　當這些壓力脈沖達到 你的耳朵，鼓膜來回震動。你 腦 將此運動解釋為聲音。波的兩個主要特征決定了我們如何感知聲音：

　　聲波頻率 - 更高的波頻率僅僅意味著氣壓波動得更快。發動機運轉得越快，我們聽到的音調就越高。較慢的波動聽起來像是較低的音調。

　　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得更多，我們將這種感覺記錄為更高的音量。

　　事實證明，可以將兩個或多個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?

　　關于聲波的關鍵是，在您耳朵上的結果是當時擊中您耳朵的所有聲波的總和。如果您正在聽樂隊，即使您可能會聽到幾個不同的聲音源，但撞擊耳鼓的壓力波會加在一起，因此您的耳鼓在任何給定時刻都只能感覺到一種壓力。

　　現在很酷的部分來了：有可能產生與另一個波完全相反的聲波。這是您可能見過的那些降噪耳機的基礎。假設頂部的聲波和第二波都是純音。如果兩個波同相，它們加起來就是一個頻率相同但振幅兩倍的波。這稱為 建設性干擾.但是，如果它們完全異相，則加起來為零。這稱為 破壞性干擾.在第一波處于最大壓力時，第二波處于最小壓力。如果這兩個波同時擊中你的耳膜，你什么也聽不到，因為兩個波的總和總是為零。

　　聲波如何加減

　　在下一節中，我們將看到消聲器如何設計用于產生產生盡可能多的破壞性干擾的波。

　　消聲器內部

　　消聲器內部是一組管子。這些管旨在產生相互干擾或相互抵消的反射波。看看這個消聲器的內部：

　　廢氣和聲波通過中心管進入。它們從消聲器的后壁反彈，并通過一個孔反射到消聲器的主體中。他們穿過一組孔進入另一個腔室，在那里他們轉身走出最后一個管道并離開消聲器。

　　一個叫做 共振器 通過孔連接到第一個腔室。諧振器包含特定體積的空氣，并具有特定的長度，計算該長度以產生抵消一定頻率聲音的波。這是怎么發生的?讓我們仔細看看...

　　諧振器

　　當波擊中孔時，其中一部分繼續進入腔室，一部分被反射。波穿過腔室，撞擊消聲器的后壁，然后從孔中反彈回來。計算該腔室的長度，以便該波在下一個波從腔室外部反射后離開諧振腔室。理想情況下，來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齊，并且兩個波將相互抵消。

　　簡化消聲器內的波浪消除

　　實際上，來自發動機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動機轉速，因此聲音幾乎永遠不會處于正確的頻率。諧振器設計為在發動機產生最大噪音的頻率范圍內工作最佳;但即使頻率不完全是諧振器的調諧頻率，它仍然會產生一些破壞性干擾。

　　一些汽車，尤其是以安靜運行為關鍵特征的豪華車，排氣管中有另一個看起來像消聲器的組件，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。

　　該消聲器內部還有其他功能，可幫助它以不同的方式降低聲級。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，進入主腔室的入口和出口管上都打孔。這允許數千個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

　　廢氣來自 納斯卡賽車：這里沒有消聲器，因為降低背壓是游戲的名稱。消聲器的一個重要特征是多少 背壓 他們生產。由于排氣必須經過的所有轉彎和孔，像上一節中的消聲器會產生相當高的背壓。這稍微減去了發動機的功率。

　　還有其他類型的消聲器可以降低背壓。一種類型，有時稱為 玻璃包 或 櫻桃炸彈，僅使用吸收來降低聲音。在這樣的消聲器上，排氣直接通過帶有孔的管道。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 鋼 外殼環繞著絕緣材料。

　　玻璃包裝消聲器示意圖

　　這些消聲器產生的限制要少得多，但不會像傳統消聲器那樣降低聲級。

　　主動降噪消聲器

　　已經有一些關于主動降噪消聲器的實驗，特別是在工業發電機上。這些系統包含一組 麥克風 和 議長.

　　這 議長 位于管道中，該管道纏繞在排氣管周圍，以便來自排氣的聲音與來自揚聲器的聲音的方向相同。一臺計算機監視 麥克風 位于揚聲器之前，一個位于揚聲器之后。通過了解管道的長度和形狀，計算機可以生成信號來驅動揚聲器。這可以抵消來自發生器的大部分聲音。下游麥克風讓計算機知道它的表現如何，以便在需要時進行調整。

　　消聲器常見問題

　　為什么汽車需要消聲器?

　　消聲器可降低汽車產生的噪音并控制發動機的背壓，從而提高性能和耐用性。在車輛的整個生命周期內，消聲器可以防止不必要的壓力以及對發動機和排氣系統的潛在損壞。

　　消聲器會讓你的車更響亮嗎?

　　不，消聲器旨在“消聲”您的車輛發出的噪音，使其安靜下來。

　　我可以在沒有消聲器的情況下開車嗎?

　　有些州要求您使用消聲器開車。此外，如果您的車輛最初配備消聲器，一些州規定拆除消聲器是非法的。

　　消聲器如何影響性能?

　　消聲器可以對您的汽車性能產生積極影響。優質的消聲器可以提高功率和性能，但要實現這一目標，您需要尋找一種可以輕松快速地排出空氣的消聲器。