Dans l'ingénierie automobile, un collecteur d'échappement collecte les gaz d'échappement de plusieurs cylindres dans un seul tuyau.
Le collecteur d'échappement est exposé aux extrêmes - il chauffe et refroidit, ce qui provoque une expansion et une contraction constantes. Les collecteurs peuvent se fissurer avec le temps en raison du stress causé par les changements de température constants et extrêmes.
Les collecteurs d'échappement sont généralement de simples unités en fonte ou en acier inoxydable qui collectent les gaz d'échappement du moteur de plusieurs cylindres et les acheminent vers le tuyau d'échappement. Pour de nombreux moteurs, il existe des collecteurs d'échappement tubulaires de rechange connus sous le nom d'en-têtes en anglais américain, des collecteurs d'extraction en anglais britannique et australien, et simplement des "collecteurs tubulaires" en anglais britannique.
Ceux-ci consistent en des tuyaux de tête d'échappement individuels pour chaque cylindre, qui convergent ensuite généralement en un tube appelé collecteur. Les en-têtes qui n'ont pas de collecteurs sont appelés en-têtes zoomie.
Les types les plus courants de collecteurs du marché secondaire sont constitués de tubes en acier doux ou en acier inoxydable pour les tubes primaires, ainsi que de brides plates et éventuellement d'un collecteur de plus grand diamètre fait d'un matériau similaire à celui des primaires.
Ils peuvent être revêtus d'une finition de type céramique (parfois à l'intérieur et à l'extérieur), ou peints avec une finition résistante à la chaleur, ou nus. Des en-têtes chromés sont disponibles, mais ils ont tendance à être bleus après utilisation. L'acier inoxydable poli se colorera également (généralement une teinte jaune), mais moins que le chrome dans la plupart des cas.
Une autre forme de modification utilisée consiste à isoler un collecteur standard ou de rechange. Cela diminue la quantité de chaleur dégagée dans le compartiment moteur, réduisant ainsi la température du collecteur d'admission. Il existe quelques types d'isolants thermiques mais trois sont particulièrement courants :
L'objectif des collecteurs d'échappement de performance est principalement de diminuer la résistance à l'écoulement (contre-pression) et d'augmenter l'efficacité volumétrique d'un moteur, ce qui se traduit par un gain de puissance. Les processus qui se produisent peuvent être expliqués par les lois des gaz, en particulier la loi des gaz parfaits et la loi des gaz combinés.
Le joint du collecteur d'échappement, comme tout joint, agit comme une surface d'étanchéité prise en sandwich entre deux composants métalliques différents. Le joint est constitué de couches de métal ou de matériaux composites et empêche les fuites car les deux surfaces métalliques subissent d'innombrables cycles de dilatation et de contraction de chauffage/refroidissement tout au long de la durée de vie d'un moteur.
Pendant la course d'échappement, la soupape d'échappement s'ouvre pour permettre aux gaz usés de sortir de la chambre de combustion par l'orifice d'échappement dans la culasse. Le joint est un joint hermétique contre la tête, de sorte que les gaz passent dans le collecteur d'échappement et sur le reste du système d'échappement.
Le joint empêche les gaz nocifs et les températures incroyablement élevées de s'échapper du moteur au mauvais endroit.
En règle générale, les joints de collecteur d'échappement sont des éléments robustes, qui durent souvent bien plus de 100 000 milles. Cependant, un manque d'entretien du moteur et une accumulation de carbone peuvent provoquer des points chauds dans les chambres de combustion et les orifices d'échappement. Cela peut faire en sorte qu'un joint s'enflamme ou se dilate vers l'extérieur. Ceci est un bon rappel d'utiliser des nettoyants pour système de carburant pour éliminer l'accumulation de carbone.
Un joint défectueux laisse également entrer de l'air frais dans le système d'échappement à un point pour lequel il n'a pas été conçu, ce qui pourrait entraîner des soupapes d'échappement brûlées. Il s'agit d'une réparation coûteuse et peut entraîner plus de dommages, il est donc préférable de remplacer un joint d'échappement défectueux dès que possible.
Lorsque les joints du collecteur d'échappement échouent comme ça, les symptômes sont plutôt évidents. Voici ce qu'il faut rechercher.
Le système d'échappement est chargé d'éloigner les gaz sortant du système de combustion de la voiture. De plus, il atténue les bruits associés aux vitesses élevées et aux explosions dans le système de combustion. Enfin, il refroidit les gaz toxiques et les convertit en gaz moins nocifs avant de sortir de la voiture.
Avec toute cette responsabilité onéreuse, le système d'échappement se compose de pièces spécifiques pour l'aider à faire le travail correctement. Ces pièces comprennent des collecteurs, des écrans thermiques, des joints, des tuyaux, des silencieux et des raccords flexibles. Le système d'échappement subit les conditions les plus difficiles par rapport aux autres parties du véhicule. Il doit refroidir la température jusqu'à 1 200 degrés jusqu'à la température ambiante.
Par temps froid, l'eau peut être un sous-produit du système de combustion. Cette eau peut faire rouiller le système d'échappement avec le temps. De plus, le système d'échappement est situé vers le bas du véhicule, ce qui l'oblige à faire face à toutes les conditions de la route (par exemple, la neige, la glace, la saleté, le sel, etc.)
Cela dit, il n'est pas surprenant que vous deviez effectuer des réparations et un entretien réguliers du système d'échappement plus souvent que d'autres parties du véhicule.
Savoir que vous avez une fuite de collecteur d'échappement est facile à attraper; cependant, il est plus difficile de déterminer d'où vient exactement la fuite.
Certains symptômes généraux peuvent vous indiquer qu'il y a une fuite dans votre système d'échappement, notamment :
Si vous avez ressenti l'un des symptômes précédents, vous devrez peut-être confirmer les fuites à l'aide d'une inspection visuelle.
Avant de faire une inspection visuelle, vous devez garder à l'esprit que le système d'échappement peut bouillir, surtout si la voiture était en marche. Par conséquent, avant de faire toute enquête, vous devez vous assurer que le véhicule a refroidi pendant au moins quelques heures. C'est une bonne idée de porter des gants de sécurité lors de l'inspection.
Une fois votre véhicule refroidi, ouvrez le capot et trouvez le collecteur. Il peut être un peu difficile de trouver le collecteur d'échappement car il peut être caché sous des écrans thermiques. Le collecteur est généralement proche du tuyau d'échappement (l'un des multiples tuyaux rouillés).
Suivez les tuyaux d'échappement et vérifiez s'il y a des fuites ou des fissures, au fur et à mesure que vous suivez. Assurez-vous de vérifier tous les composants du système d'échappement (par exemple, les convertisseurs catalytiques, les silencieux, les résonateurs, etc.) vérifiez les fuites du bas vers le haut à l'aide d'un miroir mécanique.
C'est une bonne idée de vérifier s'il y a une fuite de collecteur en écoutant des sons spécifiques étranges.
La fuite du collecteur d'échappement ressemble à un trucage ou à un gonflement, et le son devient plus fort lorsque vous vous rapprochez du convertisseur catalytique ou du moteur. Démarrez le moteur et demandez à un ami de faire tourner le moteur et voyez si le son devient plus fort ou change. Surveillez les bruits dans les tuyaux d'échappement.
N'oubliez pas que le système d'échappement peut bouillir, par conséquent, ne touchez jamais les tuyaux avec vos mains. Assurez-vous de porter des gants de sécurité.
Comme nous l'avons mentionné précédemment, s'il y a une fuite dans le collecteur d'échappement, les gaz toxiques retourneront à l'intérieur de la voiture au lieu d'en sortir.
Selon l'emplacement et la gravité de la fuite, le comportement inversé du flux de gaz peut entraîner de nombreux problèmes, notamment :
Il existe trois causes principales pour une fuite de collecteur :
Comme nous l'avons mentionné précédemment, le gaz circulant dans le système d'échappement peut être extrêmement élevé. Ensuite, lorsque la voiture refroidit, la température du système d'échappement chute considérablement. Ce cycle de chauffage et de refroidissement peut entraîner l'expansion et la contraction successives de toutes les parties du système d'échappement. L'expansion et les contractions peuvent provoquer des fissures et des ruptures dans le joint.
Le joint de collecteur est responsable de l'étanchéité de l'ensemble du système d'échappement. Si le joint est endommagé ou fissuré, les gaz vont refluer dans la voiture, ce qui affecte les performances globales de la voiture et provoque des bruits étranges dans le moteur.
Comme ce qui pourrait arriver au joint du collecteur, le collecteur lui-même pourrait se fissurer en raison des cycles de chauffage et de refroidissement du système d'échappement. Une petite fissure dans le collecteur peut ne pas être perceptible. Cela peut provoquer des sons étranges dès que vous démarrez le moteur.
Ces sons sont réduits au fur et à mesure que vous conduisez, car les pièces métalliques se dilatent avec la chaleur et referment les fissures. Cependant, si les fissures deviennent de plus en plus grandes, l'expansion du métal ne peut pas fermer les fissures et des pannes de moteur importantes sont probables.
Le collecteur est relié au système d'échappement par deux gros boulons. Ces boulons peuvent se desserrer ou se casser en raison du chauffage et du refroidissement continus ou en raison de l'usure au fil du temps.
Des boulons de collecteur desserrés ou cassés peuvent provoquer des trous et donc des fuites dans le collecteur, provoquant l'inversion du sens d'écoulement des gaz toxiques.
Dans le domaine de l'automobile, le coût d'entretien se divise en coût des pièces et en coût de main-d'œuvre, qui est mesuré par le nombre d'heures nécessaires. Le coût de la main-d'œuvre diffère considérablement selon le lieu de la réparation (par exemple, un concessionnaire ou un atelier de réparation).
En général, la réparation de la fuite du collecteur d'échappement nécessite deux à trois heures de réparation. Le coût moyen de la main-d'œuvre par heure varie de 80 $ à 90 $, ce qui signifie que la réparation de la fuite du collecteur coûtera de 160 $ à 270 $ en main-d'œuvre uniquement. Cependant, ce chiffre peut monter jusqu'à 330 $ si vous souhaitez réparer votre fuite de collecteur chez un concessionnaire où le coût horaire de la main-d'œuvre est d'environ 110 $.
D'autre part, vous pouvez éliminer la totalité des coûts de main-d'œuvre si vous réparez vous-même la fuite de votre collecteur.
Le coût des pièces dépend de la marque, du modèle, de l'année et du nombre de cylindres du moteur (par exemple, quatre, six ou huit). Par exemple, le coût du joint pour une Chevrolet Impala varie de 18 $ à 28 $ si vous l'achetez dans un atelier de réparation automobile local. Cependant, le joint pour la même Chevrolet Impala peut coûter 50 $ si vous l'achetez chez un concessionnaire.
En fin de compte, le coût de la réparation de la fuite de votre collecteur d'échappement peut aller de 18 $ si vous la réglez vous-même à 400 $ si vous la réparez chez un concessionnaire.
