作者：卡里姆·尼斯

　　消声器可抵消发动机的大部分噪音。­

　　如果您曾经听说过 汽车发动机 在没有消声器的情况下运行，您知道消声器对噪音水平的影响有多大。在消声器内部，您会发现一组看似简单的管子，上面有一些孔。这些管子和腔室实际上像乐器一样精细。它们旨在反射发动机产生的声波，使其部分抵消自身。

　　消声器使用一些非常巧妙的技术来消除噪音。在本文中，我们将了解真正的汽车消声器内部，并了解使其工作的原理。

　　但首先，我们需要了解一些声音。

　　声音从何而来?

　　声音是一个 压力波 由交替的高低气压脉冲形成。这些脉冲在空气中传播 - 你猜对了 - 音速.

　　在一个 发动机，当排气阀打开并且高压气体突然进入排气系统时，会产生脉冲。这种气体中的分子与管道中的低压分子碰撞，导致它们相互堆叠。它们反过来堆积在管道下方稍远的分子上，留下一个低压区域。通过这种方式，声波沿着管道向下传播的速度比实际气体快得多。

　　当这些压力脉冲达到 你的耳朵，鼓膜来回震动。你 脑 将此运动解释为声音。波的两个主要特征决定了我们如何感知声音：

　　声波频率 - 更高的波频率仅仅意味着气压波动得更快。发动机运转得越快，我们听到的音调就越高。较慢的波动听起来像是较低的音调。

　　气压水平 - 波的振幅决定了声音的响度。振幅更大的声波使我们的耳膜移动得更多，我们将这种感觉记录为更高的音量。

　　事实证明，可以将两个或多个声波加在一起并获得 少 声音。让我们看看如何。

　　如何消除声音?

　　关于声波的关键是，在您耳朵上的结果是当时击中您耳朵的所有声波的总和。如果您正在听乐队，即使您可能会听到几个不同的声音源，但撞击耳鼓的压力波会加在一起，因此您的耳鼓在任何给定时刻都只能感觉到一种压力。

　　现在很酷的部分来了：有可能产生与另一个波完全相反的声波。这是您可能见过的那些降噪耳机的基础。假设顶部的声波和第二波都是纯音。如果两个波同相，它们加起来就是一个频率相同但振幅两倍的波。这称为 建设性干扰.但是，如果它们完全异相，则加起来为零。这称为 破坏性干扰.在第一波处于最大压力时，第二波处于最小压力。如果这两个波同时击中你的耳膜，你什么也听不到，因为两个波的总和总是为零。

　　声波如何加减

　　在下一节中，我们将看到消声器如何设计用于产生产生尽可能多的破坏性干扰的波。

　　消声器内部

　　消声器内部是一组管子。这些管旨在产生相互干扰或相互抵消的反射波。看看这个消声器的内部：

　　废气和声波通过中心管进入。它们从消声器的后壁反弹，并通过一个孔反射到消声器的主体中。他们穿过一组孔进入另一个腔室，在那里他们转身走出最后一个管道并离开消声器。

　　一个叫做 共振器 通过孔连接到第一个腔室。谐振器包含特定体积的空气，并具有特定的长度，计算该长度以产生抵消一定频率声音的波。这是怎么发生的?让我们仔细看看...

　　谐振器

　　当波击中孔时，其中一部分继续进入腔室，一部分被反射。波穿过腔室，撞击消声器的后壁，然后从孔中反弹回来。计算该腔室的长度，以便该波在下一个波从腔室外部反射后离开谐振腔室。理想情况下，来自腔室的波的高压部分将与从腔室壁外反射的波的低压部分对齐，并且两个波将相互抵消。

　　简化消声器内的波浪消除

　　实际上，来自发动机的声音是许多不同频率的声音的混合物，并且由于其中许多频率取决于发动机转速，因此声音几乎永远不会处于正确的频率。谐振器设计为在发动机产生最大噪音的频率范围内工作最佳;但即使频率不完全是谐振器的调谐频率，它仍然会产生一些破坏性干扰。

　　一些汽车，尤其是以安静运行为关键特征的豪华车，排气管中有另一个看起来像消声器的组件，但被称为谐振器。该装置的工作方式就像消声器中的谐振室一样 - 计算尺寸，以便谐振器反射的波有助于抵消排气中的某些声音频率。

　　该消声器内部还有其他功能，可帮助它以不同的方式降低声级。消声器的主体由三层组成：两层薄薄的金属层，它们之间有一层较厚的、略微绝缘的层。这允许消声器的主体吸收一些压力脉冲。此外，进入主腔室的入口和出口管上都打孔。这允许数千个微小的压力脉冲在主腔室中反弹，除了被消声器外壳吸收外，还在一定程度上相互抵消。

　　背压和其他类型的消声器

　　废气来自 纳斯卡赛车：这里没有消声器，因为降低背压是游戏的名称。消声器的一个重要特征是多少 背压 他们生产。由于排气必须经过的所有转弯和孔，像上一节中的消声器会产生相当高的背压。这稍微减去了发动机的功率。

　　还有其他类型的消声器可以降低背压。一种类型，有时称为 玻璃包 或 樱桃炸弹，仅使用吸收来降低声音。在这样的消声器上，排气直接通过带有孔的管道。围绕这条管道的是一层玻璃绝缘层，可以吸收一些压力脉冲。一个 钢 外壳环绕着绝缘材料。

　　玻璃包装消声器示意图

　　这些消声器产生的限制要少得多，但不会像传统消声器那样降低声级。

　　主动降噪消声器

　　已经有一些关于主动降噪消声器的实验，特别是在工业发电机上。这些系统包含一组 麦克风 和 议长.

　　这 议长 位于管道中，该管道缠绕在排气管周围，以便来自排气的声音与来自扬声器的声音的方向相同。一台计算机监视 麦克风 位于扬声器之前，一个位于扬声器之后。通过了解管道的长度和形状，计算机可以生成信号来驱动扬声器。这可以抵消来自发生器的大部分声音。下游麦克风让计算机知道它的表现如何，以便在需要时进行调整。

　　消声器常见问题

　　为什么汽车需要消声器?

　　消声器可降低汽车产生的噪音并控制发动机的背压，从而提高性能和耐用性。在车辆的整个生命周期内，消声器可以防止不必要的压力以及对发动机和排气系统的潜在损坏。

　　消声器会让你的车更响亮吗?

　　不，消声器旨在“消声”您的车辆发出的噪音，使其安静下来。

　　我可以在没有消声器的情况下开车吗?

　　有些州要求您使用消声器开车。此外，如果您的车辆最初配备消声器，一些州规定拆除消声器是非法的。

　　消声器如何影响性能?

　　消声器可以对您的汽车性能产生积极影响。优质的消声器可以提高功率和性能，但要实现这一目标，您需要寻找一种可以轻松快速地排出空气的消声器。