I giorni del tubo di scarico sono contati

Non molto tempo fa, i tubi di scarico erano uno degli elementi base dell’auto. Anche se probabilmente lo saranno ancora per qualche anno i giorni del tubo di scappamento sono contati. Finché esisteranno i motori a combustione interna, questa parte apparentemente insignificante continuerà a svolgere un ruolo fondamentale nell’utilizzo dei veicoli. Questo ruolo è discusso in dettaglio in questo articolo.

Criteri

Sia i veicoli a benzina che quelli diesel producono grandi quantità di calore residuo, la maggior parte del quale viene rilasciato come è gas di scarico contenente una serie di sostanze chimiche.

Il tubo di scarico deve essere accuratamente progettato per garantire un flusso libero  dei gas. Minore è la resistenza, minori sono gli ostacoli che il gas che scorre attraverso il motore incontra, permettendogli di evacuare più velocemente, aumentando la potenza del motore stesso.

Un fattore altrettanto importante è la sicurezza. Il tubo di scarico deve fornire protezione dal calore e non deve entrare in contatto con nulla che potrebbe incendiarsi o rompersi a causa di un’eccessiva esposizione termica.

Collettore di scarico

Nella maggior parte dei motori prodotti in serie, il collettore di scarico è un gruppo che raccoglie i gas di scarico da due o più cilindri in uno spazio. In molte automobili, i collettori di scarico sono spesso realizzati in ghisa e il loro design consente di risparmiare materiale, spazio e costi di produzione. Tuttavia, questo tipo di componente economico spesso risulta inefficace nel meccanismo di scarico dei gas dal motore.

Questo guasto è spesso causata alla natura del motore a combustione interna e dei suoi cilindri. Poiché i cilindri si accendono in momenti diversi, il gas di scarico esce da essi in momenti diversi e la pressione di scarico del gas che esce da un dato cilindro non si esaurisce completamente quando si apre il cilindro successivo. Questo a sua volta porta a una contropressione che riduce le prestazioni del sistema di scarico e quindi del motore stesso.

Un modo comune per aumentare la potenza del motore è utilizzare sistemi di scarico migliorati. Una maggiore efficienza si ottiene spesso aumentando la sezione trasversale del tubo (riducendo la resistenza del gas di scarico) e/o modellandolo in modo che l’onda di pressione disperda il gas di scarico. I collettori di scarico in linea e V8 sono tipicamente 4-2-1 (dove quattro tubi sono accoppiati in due, quindi due tubi in uno) o 4-1 (dove quattro tubi sono collegati direttamente).

I collettori sono generalmente prodotti da società aftermarket, ma a volte possono essere acquistati dal reparto ricambi dei concessionari di automobili.

Catalizzatore

Il compito principale del catalizzatore per auto è ridurre le emissioni nocive di idrocarburi, monossido di carbonio e ossidi di azoto nell’atmosfera. Funziona convertendo i componenti di scarico inquinati in acqua e anidride carbonica. I catalizzatori funzionano correttamente ed efficientemente al di sopra di una certa temperatura limite.

Se il convertitore catalitico è progettato in modo errato o intasato, possono accumularsi sostanze nocive. In questa situazione, la sostituzione o la rimozione del convertitore catalitico può migliorare le prestazioni agli alti regimi del motore. Tuttavia, il catalizzatore è un componente fondamentale del sistema di controllo delle emissioni e la sua assenza potrebbe rendere inutilizzabile il veicolo.

Tubo di scarico

I tubi che collegano i vari componenti del sistema di scarico sono chiamati tubi di scarico. Se il loro diametro è troppo piccolo, la potenza diminuisce agli alti regimi del motore. Un diametro troppo grande può ridurre la coppia a bassi regimi del motore. Inoltre, maggiore è il diametro del tubo, più è vicino al suolo e quindi maggiore è il rischio di danneggiamento del tubo durante la guida.

Le auto con due tubi di scarico usano spesso un tubo trasversale che collega le gambe. Un design comune per i tubi trasversali è costituito da tubi diritti (tipo “H”) o tubi angolati (tipo “X”).

Silenziatore

I silenziatori originali in genere riducono il rumore del tubo di scappamento riflettendo le onde sonore dalla parte posteriore, anteriore e laterale dello scarico. Sono progettati per rientrare nell’intervallo di rumore massimo consentito imposto dalle normative governative, ma alcuni silenziatori originali sono una fonte significativa di contropressione.

I silenziatori a bottiglia sono semplici silenziatori costituiti da un tubo forato interno, un tubo solido esterno e un isolamento acustico sotto forma di fibra di vetro tra i due tubi. La loro contropressione è spesso inferiore a quella del silenziatore anteriore, ma non sono efficaci nel ridurre il rumore. Un altro tipo comune è il silenziatore da camera, che consiste in una serie di tubi concentrici o eccentrici che fanno rimbalzare avanti e indietro l’onda sonora, perdendo di conseguenza la sua energia.

I risonatori sono sezioni di tubi che si espandono a diametri maggiori e consentono alle onde sonore di rimbalzare sulle pareti, annullandole e riducendo i livelli di rumore. I risonatori possono essere utilizzati all’interno dei silenziatori o come elementi separati del sistema di scarico.

Negli autocarri, la marmitta può essere montata trasversalmente sotto la parte anteriore della cabina e il tubo di scarico è condotto lateralmente (a destra se si guida a sinistra, a sinistra se si guida a destra). Il lato dell’auto dove lo scarico fuoriesce da sotto il paraurti posteriore solitamente indica il mercato per il quale il veicolo è stato progettato, ovvero i veicoli giapponesi e britannici hanno gli scarichi a destra, quindi sono più lontani dal marciapiede, mentre i veicoli europei hanno a sinistra- scarichi manuali.

Il tratto terminale del tubo di scarico, da cui fuoriescono i gas, è solitamente l’unica parte visibile dell’impianto di scarico nel veicolo, terminando spesso con un’estremità diritta o smussata, ma può anche essere coronato da un tappo fantasia. Spesso consiste in un tubo di calibro maggiore rispetto al resto dell’installazione. Ciò garantisce lo scarico finale della pressione e rende l’auto più attraente.

Fonte:

https://en.wikipedia.org/wiki/Exhaust_system

https://en.wikipedia.org/wiki/Glasspack

https://en.wikipedia.org/wiki/Marmitta

https://en.wikipedia.org/wiki/Exhaust_system#/media/File:Ceramic_Coating_on_Performance_Car.jpg

https://en.wikipedia.org/wiki/Exhaust_system#/media/File:Chevrolet_Corvette_C7_Exhaust_Pipes_IAA_2013.jpg