In verità, le emissioni di una singola auto sono relativamente basse, rispetto ad altre fonti di inquinamento. Ma quando centinaia di migliaia di persone sono sedute ciascuna in un'auto, riempiendo un'autostrada al massimo, gli effetti cumulativi sono enormi. Mentre sei seduto in un ingorgo, a guardare il fumo che esce dal tubo di scappamento di fronte a te e si alza per unirsi allo smog nel cielo, pensa per un momento a cosa sia quel fumo. Potrebbe non sembrare molto, ma quel fumo ha fatto molta strada da quando è stato spinto attraverso il motore dell'auto pochi istanti prima.
La preoccupazione per l'effetto delle nostre automobili sull'ambiente non è una novità. La versione del 1970 del Clean Air Act ha conferito all'EPA la sua ampia autorità per regolare le emissioni dei veicoli. Con l'avanzare della tecnologia, l'EPA ha spinto per standard più severi. E mentre le auto nuove sono molto più pulite di quelle di 40 anni fa, le persone tendono a percorrere distanze maggiori e molto più spesso oggi, contribuendo a molto più inquinamento. Il Clean Air Act è stato rinnovato e ampliato la sua portata nel 1977 e poi di nuovo nel 1990.
I produttori di automobili e i fornitori di componenti hanno dovuto tenere il passo con questi cambiamenti e, come puoi immaginare, anche il sistema di scarico di un'auto ha dovuto evolversi notevolmente.
ContenutiL'impianto di scarico è composto principalmente da tubi di diverse forme, ciascuno progettato per collegarsi l'uno all'altro e ciascuno sagomato per adattarsi a una parte specifica della parte inferiore dell'auto. (I tubi sono spesso piegati per avvolgere o accogliere in altro modo altri componenti vicini dell'auto, come gli assi.) Ogni tubo è responsabile dello spostamento dei gas di scarico verso la parte posteriore, ma molti dei segmenti sono specializzati. In altre parole, dall'esterno, il sistema sembra semplicemente un gruppo di segmenti di tubo collegati che corrono dal vano motore al paraurti posteriore, anche se alcuni servono a uno scopo aggiuntivo poiché lo scarico scorre attraverso quel particolare tubo.
Ad esempio, il tubo a Y (che è semplicemente, beh, un tubo a forma di Y) potrebbe essere installato in modo che l'estremità con due aperture si avviti fino a due aperture corrispondenti nel collettore di scarico, combinando i rifiuti del motore per avanzare nel sistema. Oppure, se installato nella parte posteriore dell'auto, un tubo a Y può aiutare a creare un doppio sistema di scarico con un tubo di scappamento su ciascun lato dell'auto (per un look sportivo spesso ricercato). I tubi intermedi potrebbero essere collegati alla marmitta o al risonatore, che sono altri componenti importanti del sistema (ci arriveremo nella prossima pagina). I tubi di bilanciamento, presenti nei sistemi di scarico doppi, aiutano a equalizzare gli impulsi di scarico che viaggiano sotto i lati del guidatore e del passeggero dell'auto. I tubi del traferro sono tubi nidificati specializzati che fungono da scudo termico e isolante fornendo uno strato aggiuntivo per il flusso d'aria. E il tubo di scappamento, che in genere fa capolino da sotto il paraurti posteriore, di solito ha un'apertura più ampia e potrebbe essere realizzato in metallo dall'aspetto più sostanziale, per dare l'aspetto di uno scarico ad alte prestazioni che è una caratteristica comune delle auto di fascia alta.
Sebbene possa sembrare inefficiente avere una tonnellata di tubi invece di uno solo, in realtà tutti quei segmenti hanno uno scopo. Per prima cosa, piegare i tubi è un lavoro duro ed è più facile collegare piccoli segmenti angolati a tubi diritti piuttosto che modellare un tubo lungo, costoso e pesante per adattarsi a ogni contorno di un'auto. Inoltre, i componenti del sistema di scarico si usurano a intervalli regolari (a seconda, ovviamente, del produttore, dei suoi materiali, delle condizioni di guida e dei fattori ambientali). È più facile e meno costoso sostituire un segmento di tubo arrugginito, una marmitta sfondata o un convertitore catalitico usurato piuttosto che installare un sistema completamente nuovo.
Potresti chiederti come si incastrano tutti quei tubi. Bene, alcune estremità si sovrappongono, mentre altre sono accoppiate end-to-end; ma non senza un piccolo aiuto.
Abbiamo discusso prima i vari tubi, perché sono i componenti più visibili e prevalenti dell'impianto di scarico, e perché sono dappertutto. Ma il sistema di scarico inizia davvero dal collettore di scarico (noto anche come collettore di scarico). L'intestazione sembra una serie di tubi adiacenti incollati insieme (sebbene sia spesso realizzata in metallo fuso per impieghi gravosi). Raccoglie lo scarico direttamente dal motore, quindi è progettato in modo che ogni apertura si accoppi con una delle luci di scarico del motore, con flange che formano una tenuta ermetica per impedire la fuoriuscita dello scarico. Da qui, lo scarico inizia il suo flusso attraverso i vari tubi e altri componenti.
Le guarnizioni che sono montate tra ogni tubo svolgono un ruolo molto importante. È difficile, se non impossibile, formare una perfetta tenuta metallo-metallo, quindi le guarnizioni sono inserite a sandwich tra ogni connessione per evitare che i gas velenosi fuoriescano prematuramente. Sono realizzati in fibra o altri materiali resistenti al calore, che hanno una flessibilità sufficiente per comprimersi leggermente quando i tubi sono fissati saldamente insieme. Questo aiuta a formare una chiusura ermetica.
La marmitta è un'altra parte fondamentale del sistema di scarico. Sembra una grande camera rotonda o ovale (di solito, ma non sempre, si trova vicino al retro dell'auto). Quella camera ha un design molto complesso, tuttavia:è responsabile del silenziamento della maggior parte del rumore del motore, anche se deve consentire allo scarico di continuare a fluire senza intoppi. Una serie di camere e tubi, riempiti con roccia, lana o fibre sintetiche, assorbe e controlla il rumore. E non è tutto:il silenziatore deve essere ragionevolmente resistente a danni, corrosione e ritenzione di calore. Il risonatore è un componente di eliminazione del suono secondario o sostitutivo, utilizzato per aumentare la marmitta, o nei casi in cui lo spazio è limitato potrebbe anche essere utilizzato al posto di una marmitta.
I convertitori catalitici, diventati comuni negli anni '70, sono il mezzo principale e più efficiente per ridurre il livello di tossine nello scarico di un'auto. Le interiora di un convertitore catalitico (o "gatto") sono rivestite di metalli. Diversi tipi di convertitori catalitici utilizzano diverse combinazioni di platino, palladio e rodio. Prima che lo scarico raggiunga il gatto, contiene una potente combinazione super tossica di monossido di carbonio, ossido di azoto e idrocarburi. (Quando porti la tua auto per il test delle emissioni, questi sono i livelli chimici che vengono testati.) Quando questi veleni entrano in contatto con i metalli che rivestono l'interno del gatto, si verifica una reazione chimica che rende i gas di scarico meno nocivi . Quando lo scarico passa attraverso il gatto, il livello di sostanze chimiche dovrebbe essere sufficientemente ridotto per conformarsi alle normative governative.
Abbiamo già parlato di guarnizioni, ma l'impianto di scarico richiede altri pezzi di ferramenta di base. Le flange generalmente hanno lo stesso scopo delle guarnizioni, ma queste sono fatte di metallo (e talvolta sono formate proprio sull'estremità di un tubo). Morsetti e staffe assortiti montano i pezzi di scarico insieme e li tengono al veicolo, e i ganci di scarico appendono letteralmente i tubi dal sottoscocca dell'auto, con una forza sufficiente per tenerli in posizione ma anche una flessibilità sufficiente per resistere ai movimenti causati dalla guida. E infine, ma non meno importanti, gli scudi termici:piastre metalliche (a volte isolate) che vengono utilizzate come barriera aggiuntiva ogni volta che parti di scarico calde sono particolarmente vicine a un'altra parte dell'auto o direttamente sotto l'abitacolo.
Se un motore funzionasse perfettamente, brucerebbe tutto il carburante disponibile durante i suoi cicli, convertendo tutti i pezzi sporchi in una fonte di energia. Tuttavia, gli avanzi esistono come sostanze inquinanti perché un motore semplicemente non può essere progettato per funzionare perfettamente:ci sono troppe variabili. Una certa quantità di carburante rimarrà sempre incombusta o parzialmente bruciata e questi resti devono essere eliminati rapidamente dal veicolo, sotto forma di scarico, per fare spazio al prossimo ciclo di combustione del motore.
Come accennato in precedenza, lo scarico esce prima dal motore ed entra nel sistema attraverso il collettore di scarico. Da lì, viaggia lungo il sistema attraverso tubi interconnessi fino a quando non esce attraverso il tubo di scappamento, vicino al paraurti posteriore. I tubi stessi aiutano effettivamente a raffreddare lo scarico, ma sono principalmente un modo per lo scarico di viaggiare verso (e attraverso) il convertitore catalitico e la marmitta.
Il gatto deve essere il più vicino possibile al motore, perché non è completamente funzionante finché non raggiunge la temperatura di esercizio. In molti casi, il produttore posiziona il gatto poco dopo il collettore, quindi il calore del motore aiuta a riscaldare il gatto e portarlo rapidamente alla temperatura.
Dopo che i gas passano attraverso il gatto, che brucerà e rimuoverà fino al 90 percento delle tossine dello scarico, la prossima priorità è filtrare il suono del motore [fonte:Allen]. Il silenziatore e il risuonatore si trovano solitamente appena oltre il cat. Ci sono molte variazioni su questa combinazione:alcune leniranno il più possibile lo scarico, mentre altre sono specificamente sintonizzate per toni aggressivi. Da lì, lo scarico si muove attraverso il resto dei tubi fino a quando non esce dall'auto.
Con tutte quelle sostanze chimiche che vorticano in giro, è una vera impresa che il sistema di scarico funzioni davvero bene come fa. Un sistema di scarico ben tenuto dovrebbe durare dai due ai tre anni, ma i tubi subiscono danni sia all'interno che all'esterno. All'esterno, sono suscettibili alle condizioni stradali, come l'impatto di detriti e fattori ambientali, come neve, ghiaccio e sale stradale.
Tuttavia, una causa più sostanziale del degrado del sistema di scarico è interna e non può essere vista fino a quando i tubi non sono stati corrosi dalla ruggine. Sappiamo che poiché il motore brucia carburante per produrre energia, i sottoprodotti di questo processo vengono lasciati fuori:ecco perché è necessario il sistema di scarico. Uno di questi sottoprodotti è l'umidità acida ed è davvero dannoso per il metallo. Sfortunatamente, non c'è davvero modo di mantenere pulito l'interno dei tubi.
Quando un tubo di scarico marcisce o una connessione si allenta, si verifica una perdita di scarico. Una perdita è quasi sempre immediatamente evidente con un suono forte e odioso e, possibilmente, problemi di guidabilità come una fluttuazione intermittente di potenza. Ma, che tu ci creda o no, questi non sono i veri problemi. Diventa un po' più grave se la perdita si verifica prima del convertitore catalitico, il che significa che lo scarico non viene elaborato correttamente e tutte quelle sostanze chimiche calde si riversano ovunque nell'atmosfera. È sempre una buona idea far riparare le perdite il prima possibile per evitare di sottoporre te stesso, i tuoi passeggeri e l'ambiente circostante a gas di scarico non filtrati.
I motori diesel, spesso accusati di livelli sproporzionatamente elevati di emissioni tossiche, possono trovare la loro reputazione in qualche modo salvata da filtri di scarico nuovi e migliorati che affermano di ridurre le emissioni di circa il 25%, con l'ulteriore vantaggio di aumentare il risparmio di carburante. Diversi produttori automobilistici con una storia di offerta di modelli diesel hanno introdotto sistemi simili che combinano convertitori catalitici ad alta potenza con filtri antiparticolato diesel. La gamma turbodiesel BlueMotion di Volkswagen (venduta principalmente in Europa e Sud America) e i diesel BlueTec di Mercedes sono due di questi esempi. In molti casi, questi componenti OEM e questi modelli di auto utilizzano la riduzione del peso e altre tecniche di razionalizzazione per migliorare l'efficienza complessiva.
Una migliore efficienza di scarico è fondamentale per ottenere il massimo dalla tua auto e ci sono anche modi per migliorare un'auto più vecchia (supponendo che sia generalmente in buone condizioni:un sistema di scarico ad alte prestazioni non farà miracoli su un jalopy totale). Un meccanico di solito può ordinare pezzi di ricambio originali identici, ma ci sono anche alternative da fornitori di ricambi ad alte prestazioni aftermarket che spesso danno all'auto un restyling (almeno, per quanto il sottoscocca dell'auto possa essere comunque rinnovato). Ci sono molti vantaggi citati di frequente dei sistemi di scarico ad alte prestazioni. I produttori aftermarket sono ben consapevoli che l'esperienza uditiva è fondamentale per una guida piacevole e consente anche ai conducenti vicini di sapere che anche una piccola moneta in più è stata spesa per l'auto. La maggior parte dei produttori offre una varietà di sistemi che spaziano nel suono da una sottile gola a un ruggito totale. Un buon scarico di prestazioni aftermarket può migliorare la risposta dell'acceleratore (quanto velocemente e senza intoppi l'auto reagisce alla pressione applicata al pedale dell'acceleratore) e dare una spinta alla potenza. Alcuni sistemi possono anche migliorare il risparmio di carburante. Gli scarichi ad alte prestazioni sono in grado di fornire questo aumento di potenza perché sono meno restrittivi degli scarichi di serie. Se il motore può espellere più aria (il che significa anche che può aspirare più aria), ciò aiuta il motore a produrre più potenza. Ma contrariamente a quanto si potrebbe pensare, un sistema totalmente libero sarà controproducente. Gli scarichi aftermarket sono progettati per fornire la giusta quantità di contropressione in modo che il motore non finisca per funzionare a una potenza inferiore al picco. Ecco perché è importante sceglierne uno progettato e ottimizzato per il tuo veicolo specifico. E prima di strappare i tubi di scarico, assicurati che il sistema che desideri sia omologato per la circolazione stradale e non faccia sì che la tua auto non superi il test delle emissioni.
Comprendi anche che un sistema di scarico ad alte prestazioni non può fornire vantaggi strabilianti per un investimento banale. Fai attenzione ai prodotti economici come i componenti del sistema di scarico "ad alte prestazioni" a clip o avvitabili o le punte di scarico che pretendono di dare l'aspetto di un sistema ad alte prestazioni. Non aiutano la guidabilità dell'auto e possono persino ostacolarla aggiungendo peso extra e resistenza al vento. E inoltre, quei suggerimenti sgargianti non ingannano nessuno.
Pubblicato originariamente:23 febbraio 2012
