كيف يعمل كاتم صوت السيارة

جمعنا نمتلك سيارة، حيث أصبحت السيارات قطعة أساسية من حياة البشر، ولكن، هل تساءلت عن مكوناتها،في المقال التالي سوف نتحدث عن كيف يعمل كاتم صوت السيارة.

ماذا يفعل كاتم الصوت؟

كاتم الصوت يقلل ويضبط ضوضاء نظام العادم. كاتم الصوت هو الجزء الأخير من نظام العادم، قبل أنبوب الذيل مباشرة. سيكون هناك كاتم صوت واحد أو أكثر في كل مركبة.

كاتم الصوت هي قطع هندسية مثيرة للاهتمام فهي قادرة على تقليل الموجات الصوتية المنبعثة من العادم، دون تقييد تدفق غازات العادم. استمر في القراءة للتعرف على الأنواع المختلفة من كاتمات الصوت وكيفية عملها.

أنواع كاتم الصوت.

ينقسم كاتم صوت السيارة إلى ثلاثة أنواع وهي.

• كاتم صوت التيربو.
• كاتم صوت الحجرة.
• كاتم الصوت المباشر.

أهم شيء يجب فهمه مع كاتم الصوت هو أننا نتعامل مع شيئين مختلفين:

• تتدفق غازات العادم فعليًا عبر العادم. يجب أن يقيد كاتم الصوت هذه الغازات بأقل قدر ممكن حتى تتحرك بسرعة خارج ماسورة العادم.
• تنتقل الموجات الصوتية عبر الغاز داخل العادم. الموجات الصوتية وموجات الضغط هي نفس الشيء تحدث بسبب حركة الغاز ولكن تنتقل عبره.

يمكنك أن تشعر بهذا الاختلاف عندما تغلق الباب بقوة. ستسمع الصوت على الفور ولكن الأمر يستغرق بعض الوقت حتى تشعر بحركة الهواء على بشرتك.

يقلل كاتم الصوت من سعة (جهارة) الموجات الصوتية بطريقتين.

• الامتصاص: يدخل بعض غاز العادم إلى مادة ناعمة، عادةً من الألياف الزجاجية، حيث يتم امتصاص طاقة الموجات الصوتية وتقليل قوتها.
• الانعكاس: يمكن أن ترتد الموجات الصوتية عن الأسطح وتنعكس على بعضها البعض. يُعرف هذا بالتدخل المدمر. حيث تلغي قمم الموجات الصوتية بعضها البعض تمامًا كما هو الحال في سماعات إلغاء الضوضاء.

كيف يعمل كاتم الصوت توربو

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من كاتم الصوت، وأكثرها شيوعًا حتى الآن هو التصميم المعروف باسم كاتم الصوت التوربيني أو كاتم الصوت العكسي.

تدخل غازات العادم على جانب واحد من كاتم الصوت، وتنتقل عبر سلسلة من الأنابيب والحجرات، ثم تخرج عبر الجانب الآخر.

تنتقل الغازات عادةً على شكل حرف S في طريقها عبر كاتم الصوت. على طول الطريق توجد ثقوب في الأنابيب تسمح للغاز والموجات الصوتية بدخول الغرفة. الثقوب بأحجام محددة ومصممة لتفتيت الموجات الصوتية.

تتكون الغرف من سلسلة من الحواجز التي يتم تباعدها لتتزامن مع ترددات معينة من الأصوات. عندما تنعكس الموجات الصوتية داخل هذه الغرف، فإنها ستصطدم وتلغي بعضها البعض باستخدام التداخل المدمر.

كاتم الصوت التوربيني فعال للغاية في إسكات الصوت ولكن هذا يأتي على حساب تقييد تدفق غاز العادم وهو يشق طريقه عبر النظام. هذا يسبب كمية صغيرة من الضغط الخلفي.

لماذا الضغط الخلفي سيئ؟

بشكل عام، يعد الضغط الخلفي غير مرغوب فيه في نظام العادم خاصة بالنسبة للمحركات التي تعمل بشفط طبيعي والتي تعتمد فقط على الشفط لسحب الهواء والوقود إلى الأسطوانة.

مع وجود الضغط الخلفي، سيبقى جزء من غاز العادم في الأسطوانة بعد شوط العادم. في ضربة السحب التالية، يشغل غاز العادم هذا مساحة مخصصة للوقود والهواء لذلك هناك مواد أقل للحرق والمحرك أقل كفاءة مما يمكن أن يكون. بالإضافة إلى ذلك، يبقى غاز العادم ساخنًا ويؤدي إلى تسخين شحنة السحب مما يقلل من كثافتها ويعني أن هناك وقودًا وهواءً أقل في الأسطوانة للاحتراق.

هذه ليست مشكلة في الحث الإجباري المحركات ذات الشحن التوربيني والشحن الفائق لأن شحنة السحب يتم إجبارها تحت الضغط.

كاتمات صوت الحجرة

من الخارج، يبدو كاتم الصوت ذو الغرفة متطابقًا مع كاتم الصوت التوربيني، لكن الأجزاء الداخلية به أبسط. بدلاً من انتقال الغاز في شكل حرف S، فإنه ينتقل مباشرةً من جانب إلى آخر عبر سلسلة من الحجرات والحواجز.

كاتم الصوت ذو الحجرة أقل تقييدًا على تدفق غازات العادم، مما يعطي ضغطًا رجعيًا ضئيلًا، وبالتالي يوجد هذا التصميم في سيارات الأداء وفي ما بعد البيع. له تأثير أقل في إسكات العادم ويعطي صوت هدير عميق.

كيف يعمل كاتم الصوت المباشر.

التصميم الأصلي لكاتم الصوت هو كاتم صوت مباشر. إنه يُرى على قضبان ساخنة أو بجانب الكلاسيكيات مثل AC Cobra. في هذا التصميم، يمر أنبوب مثقوب مباشرة عبر كاتم الصوت، ملفوفًا بألياف زجاجية ماصة للصوت مثل الصوف الصخري. الفكرة وراء تصميم كاتم الصوت هذا هي نفسها ملء غرفة بمفروشات ناعمة لتقليل الضوضاء.

عندما تنتقل الموجات الصوتية عبر الأنبوب، فإنها ستهرب من خلال الثقوب حيث يتم تقليلها بطريقتين

• طاقة الموجات الصوتية تهتز ألياف المادة وتتحول إلى طاقة حرارية يشعها غلاف كاتم الصوت.
• عندما ترتد الموجات الصوتية في المادة الماصة، يتم إخراجها من المرحلة عندما تنضم مجددًا إلى التدفق الرئيسي للغاز، فإنها تميل إلى التداخل مع الموجات الصوتية الأخرى، مما يقلل من اتساعها.    

كاتم الصوت المباشر لا ينتج عنه ضغط خلفي تقريبًا في الواقع يمكن لكاتم صوت يعمل بالهندسة المستقيمة تحسين تدفق غازات العادم مقارنةً بالأنبوب المستقيم. لكن تقليل الضوضاء لديهم محدود مقارنة بالنوعين الآخرين ولا يتم العثور عليهما بشكل عام في سيارات الإنتاج.

فشل كاتم الصوت

عادة ما تفشل كاتمات الصوت من التآكل. مثل جميع أجزاء العادم، لديهم حياة صعبة عندما يتعرضون للغازات الساخنة المسببة للتآكل من الداخل، والطقس من الخارج.

الماء نتيجة ثانوية للاحتراق يخرج من الأسطوانة على شكل بخار ساخن. عندما يبدأ المحرك، يكون نظام العادم باردًا وسيتكثف هذا البخار في الماء. نظرًا لأن كاتم الصوت بعيدًا عن المحرك، فإن تسخينه يستغرق وقتًا أطول. سوف يتراكم الماء في الداخل حتى يسخن كاتم الصوت ويغلي الماء في بخار ويخرج مع بقية غازات العادم.

إذا قامت السيارة برحلات قصيرة جدًا، فهناك خطر ألا يسخن كاتم الصوت أبدًا ويتراكم الماء في الداخل، مما يؤدي إلى صدأ كاتم الصوت من الداخل إلى الخارج. غالبًا ما تشتمل كاتمات الصوت على ثقب صغير في الجزء السفلي لتصريف أي ماء متراكم.

وأخيرا ... يعتبر الاهتمام بصيانة ونظافة كاتم الصوت أمرا في غاية الأهمية، للمزيد من المقالات ما عليكم سوى بزيارة موقع تيربو العرب.