À vrai dire, les émissions d'une voiture individuelle sont relativement faibles par rapport à d'autres sources de pollution. Mais lorsque des centaines de milliers de personnes sont chacune assises dans une voiture, remplissant une autoroute à pleine capacité, les effets cumulatifs sont énormes. Alors que vous êtes assis dans un embouteillage, regardant la fumée qui sort du tuyau d'échappement devant vous et qui s'élève pour rejoindre le smog dans le ciel, réfléchissez un instant à ce qu'est cette fumée. Cela n'a peut-être pas l'air de grand-chose, mais cette fumée a parcouru un long chemin depuis qu'elle a traversé le moteur de la voiture quelques instants auparavant.
L'inquiétude concernant l'effet de nos automobiles sur l'environnement n'est pas nouvelle. La version de 1970 du Clean Air Act a donné à l'EPA son autorité étendue pour réglementer les émissions automobiles. Au fur et à mesure que la technologie progressait, l'EPA a poussé à des normes plus strictes. Et tandis que les nouvelles voitures sont beaucoup plus propres que celles d'il y a 40 ans, les gens ont tendance à parcourir de plus grandes distances et beaucoup plus souvent aujourd'hui, ce qui contribue à beaucoup plus de pollution. Le Clean Air Act a été remanié et élargi en 1977, puis à nouveau en 1990.
Les constructeurs automobiles et les fournisseurs de pièces ont dû suivre le rythme de ces changements et, comme vous pouvez l'imaginer, le système d'échappement d'une voiture a également dû évoluer considérablement.
ContenuLe système d'échappement est composé principalement de tuyaux de plusieurs formes différentes, chacun conçu pour se connecter les uns aux autres, et chacun formé pour se conformer à une partie spécifique du dessous de la voiture. (Les tuyaux sont souvent pliés pour s'enrouler ou accueillir d'autres composants proches de la voiture, tels que les essieux.) Chaque tuyau est responsable du déplacement des gaz d'échappement vers l'arrière, mais de nombreux segments sont spécialisés. En d'autres termes, de l'extérieur, le système ressemble simplement à un tas de segments de tuyaux connectés qui vont du compartiment moteur au pare-chocs arrière, bien que certains remplissent une fonction supplémentaire lorsque les gaz d'échappement traversent ce tuyau particulier.
Par exemple, le tuyau en Y (qui est simplement, eh bien, un tuyau en forme de Y) peut être installé de sorte que l'extrémité avec deux ouvertures se boulonne jusqu'à deux ouvertures correspondantes dans le collecteur d'échappement, combinant les déchets du moteur pour progresser dans le système. Ou, lorsqu'il est installé à l'arrière de la voiture, un tuyau en Y peut aider à créer un système d'échappement double avec un tuyau d'échappement de chaque côté de la voiture (pour un look sportif souvent recherché). Des tuyaux intermédiaires peuvent être attachés au silencieux ou au résonateur, qui sont d'autres composants importants du système (nous y reviendrons à la page suivante). Les tuyaux d'équilibrage, que l'on trouve dans les systèmes d'échappement doubles, aident à égaliser les impulsions d'échappement circulant sous les côtés conducteur et passager de la voiture. Les tuyaux à entrefer sont des tuyaux emboîtés spécialisés qui agissent comme un bouclier thermique et un isolant en fournissant une couche supplémentaire pour le flux d'air. Et le tuyau d'échappement, qui sort généralement du dessous du pare-chocs arrière, a généralement une ouverture plus grande et peut être fait d'un métal d'apparence plus substantielle, pour donner l'apparence d'un échappement de performance qui est une caractéristique commune des voitures haut de gamme.
Bien qu'il puisse sembler inefficace d'avoir une tonne de tuyaux au lieu d'un seul, en réalité, tous ces segments ont un but. D'une part, plier des tuyaux est un travail difficile, et il est plus facile de connecter de petits segments angulaires à des tuyaux droits que de façonner un tuyau long, coûteux et lourd pour s'adapter à tous les contours d'une voiture. De plus, les composants du système d'échappement s'usent à intervalles réguliers (en fonction, bien sûr, du fabricant, de ses matériaux, des conditions de conduite et des facteurs environnementaux). Il est plus facile et moins coûteux de remplacer un segment de tuyau rouillé, un silencieux endommagé ou un convertisseur catalytique usé que d'installer un tout nouveau système.
Vous pourriez vous demander comment tous ces tuyaux s'emboîtent. Eh bien, certaines extrémités se chevauchent, tandis que d'autres sont accouplées bout à bout; mais pas sans un peu d'aide.
Nous avons d'abord discuté des différents tuyaux, car ce sont les composants les plus visibles et les plus répandus du système d'échappement, et parce qu'ils sont partout. Mais le système d'échappement commence vraiment au collecteur d'échappement (également connu sous le nom de collecteur d'échappement). L'en-tête ressemble à une série de tubes adjacents collés ensemble (bien qu'il soit souvent fait de métal coulé très résistant). Il recueille les gaz d'échappement directement du moteur, il est donc conçu pour que chaque ouverture s'accouple avec l'un des orifices d'échappement du moteur, avec des brides qui forment un joint étanche pour empêcher les gaz d'échappement de s'échapper. De là, l'échappement commence son écoulement à travers les différents tuyaux et autres composants.
Les joints qui sont montés entre chaque tuyau jouent un rôle très important. Il est difficile, voire impossible, de former un joint métal-métal sans défaut, c'est pourquoi les joints sont pris en sandwich entre chaque connexion pour empêcher les gaz toxiques de s'échapper prématurément. Ils sont faits de fibres ou d'autres matériaux résistants à la chaleur, qui ont juste assez de flexibilité pour se comprimer légèrement lorsque les tuyaux sont serrés étroitement ensemble. Cela aide à former un joint étanche.
Le silencieux est un autre élément clé du système d'échappement. Il ressemble à une grande chambre ronde ou ovale (généralement, mais pas toujours, située près de l'arrière de la voiture). Cette chambre a cependant une conception très complexe - elle est responsable de la réduction de la plupart des bruits du moteur, même si elle doit permettre à l'échappement de continuer à s'écouler en douceur. Une série de chambres et de tubes, remplis de roche, de laine ou de fibres synthétiques, absorbe et contrôle le bruit. Et ce n'est pas tout - le silencieux doit être raisonnablement résistant aux dommages, à la corrosion et à la rétention de chaleur. Le résonateur est un composant d'élimination du son secondaire ou de remplacement, utilisé pour augmenter le silencieux, ou dans les cas où l'espace est limité, il peut même être utilisé à la place d'un silencieux.
Les convertisseurs catalytiques, qui sont devenus monnaie courante dans les années 1970, sont le moyen principal et le plus efficace de réduire le niveau de toxines dans les gaz d'échappement d'une voiture. Les entrailles d'un convertisseur catalytique (ou "chat") sont recouvertes de métaux. Différents types de convertisseurs catalytiques utilisent différentes combinaisons de platine, de palladium et de rhodium. Avant que l'échappement n'atteigne le chat, il contient une combinaison puissante et super toxique de monoxyde de carbone, d'oxyde d'azote et d'hydrocarbures. (Lorsque vous prenez votre voiture pour son test d'émissions, ce sont les niveaux chimiques qui sont testés.) Lorsque ces poisons entrent en contact avec les métaux recouvrant l'intérieur du chat, une réaction chimique se produit qui rend les gaz d'échappement moins nocifs. . Lorsque les gaz d'échappement traversent le chat, le niveau de produits chimiques doit être suffisamment réduit pour se conformer aux réglementations gouvernementales.
Nous avons déjà parlé des joints, mais le système d'échappement nécessite d'autres pièces de quincaillerie de base. Les brides ont généralement le même objectif que les joints, mais elles sont en métal (et sont parfois formées directement sur l'extrémité d'un tuyau). Des pinces et des supports assortis montent les pièces d'échappement ensemble et les maintiennent au véhicule, et des supports d'échappement accrochent littéralement les tuyaux au dessous de la voiture, avec suffisamment de force pour les maintenir en place mais aussi suffisamment de flexibilité pour résister aux mouvements causés par la conduite. Et enfin, mais non des moindres, les écrans thermiques :des plaques métalliques (parfois isolées) qui sont utilisées comme barrière supplémentaire lorsque les pièces d'échappement chaudes sont particulièrement proches d'une autre partie de la voiture ou directement sous l'habitacle.
Si un moteur fonctionnait parfaitement, il brûlerait tout son carburant disponible au cours de ses cycles, convertissant tous les éléments sales en une source d'énergie. Cependant, les restes existent en tant que polluants parce qu'un moteur ne peut tout simplement pas être conçu pour fonctionner parfaitement - il y a beaucoup trop de variables. Une certaine quantité de carburant restera toujours imbrûlée ou partiellement brûlée, et ces restes doivent être rapidement éliminés du véhicule, sous forme d'échappement, pour faire place au prochain cycle de combustion du moteur.
Comme nous l'avons mentionné précédemment, l'échappement sort d'abord du moteur et entre dans le système par le collecteur d'échappement. De là, il parcourt le système à travers des tuyaux interconnectés jusqu'à ce qu'il sorte par le tuyau d'échappement, près du pare-chocs arrière. Les tuyaux eux-mêmes aident à refroidir l'échappement, mais ils sont surtout un moyen pour l'échappement de se déplacer vers (et à travers) le convertisseur catalytique et le silencieux.
Le chat doit être le plus près possible du moteur, car il n'est pas pleinement fonctionnel tant qu'il n'a pas atteint la température de fonctionnement. Dans de nombreux cas, le fabricant place le chat peu de temps après le collecteur, de sorte que la chaleur du moteur aide à réchauffer le chat et à le mettre rapidement en température.
Une fois que les gaz ont traversé le chat, qui brûlera et éliminera jusqu'à 90 % des toxines de l'échappement, la priorité suivante est de filtrer le son du moteur [source :Allen]. Le silencieux et le résonateur sont généralement situés juste au-delà du chat. Il existe de nombreuses variantes de cette combinaison - certaines apaiseront l'échappement autant que possible, tandis que d'autres sont spécifiquement réglées pour des tons agressifs. De là, l'échappement se déplace à travers le reste des tuyaux jusqu'à ce qu'il sorte de la voiture.
Avec tous ces produits chimiques qui tourbillonnent, c'est tout un exploit que le système d'échappement fonctionne aussi bien qu'il le fait. Un système d'échappement bien entretenu devrait durer de deux à trois ans, mais les tuyaux subissent des dommages tant à l'intérieur qu'à l'extérieur. À l'extérieur, ils sont sensibles aux conditions routières, telles que l'impact des débris et des facteurs environnementaux, tels que la neige, la glace et le sel de voirie.
Cependant, une cause plus importante de dégradation du système d'échappement est interne, et on ne peut pas la voir tant que les tuyaux ne sont pas corrodés par la rouille. Nous savons que lorsque le moteur brûle du carburant pour produire de l'énergie, il reste des sous-produits de ce processus - c'est pourquoi le système d'échappement est nécessaire. L'un de ces sous-produits est l'humidité acide, et c'est vraiment dommageable pour le métal. Malheureusement, il n'y a vraiment aucun moyen de garder l'intérieur des tuyaux propre.
Lorsqu'un tuyau d'échappement pourrit ou qu'une connexion se desserre, une fuite d'échappement se produit. Une fuite est presque toujours immédiatement apparente avec un son fort et désagréable et, éventuellement, des problèmes de maniabilité comme une fluctuation intermittente de la puissance. Mais, croyez-le ou non, ce ne sont pas les vrais problèmes. Cela devient un peu plus grave si la fuite se produit avant le convertisseur catalytique, ce qui signifie que les gaz d'échappement ne sont pas correctement traités et que tous ces produits chimiques chauds se répandent partout dans l'atmosphère. C'est toujours une bonne idée de faire réparer les fuites dès que possible pour éviter de vous exposer, ainsi que vos passagers et votre entourage, à des gaz d'échappement non filtrés.
Les moteurs diesel, souvent accusés de niveaux disproportionnellement élevés d'émissions toxiques, peuvent voir leur réputation quelque peu sauvée par de nouveaux filtres d'échappement améliorés qui prétendent réduire les émissions d'environ 25 %, avec l'avantage supplémentaire d'augmenter l'économie de carburant. Plusieurs constructeurs automobiles ayant l'habitude de proposer des modèles diesel ont introduit des systèmes similaires qui combinent des convertisseurs catalytiques haute puissance avec des filtres à particules diesel. La gamme de turbodiesels BlueMotion de Volkswagen (vendue principalement en Europe et en Amérique du Sud) et les diesels BlueTec de Mercedes en sont deux exemples. Dans de nombreux cas, ces composants et modèles de voitures OEM utilisent la réduction de poids et d'autres techniques de rationalisation pour améliorer l'efficacité globale.
L'amélioration de l'efficacité des gaz d'échappement est essentielle pour tirer le meilleur parti de votre voiture, et il existe même des moyens d'améliorer une voiture plus ancienne (en supposant qu'elle soit généralement en bon état - un système d'échappement performant ne fera pas de miracles sur un jalopy total). Un mécanicien peut généralement commander des pièces de rechange d'origine identiques, mais il existe également des alternatives auprès de fournisseurs de pièces de performance du marché secondaire qui donnent souvent un coup de jeune à la voiture (du moins, autant que le soubassement de la voiture peut être relooké, de toute façon). Les systèmes d'échappement performants présentent plusieurs avantages fréquemment mentionnés. Les fabricants du marché secondaire sont bien conscients que l'expérience auditive est essentielle pour une conduite agréable, et elle permet également aux conducteurs à proximité de savoir qu'un peu d'argent supplémentaire a également été dépensé pour la voiture. La plupart des fabricants proposent une variété de systèmes dont le son varie d'un son de gorge subtil à un rugissement total. Un bon échappement de performance après-vente peut améliorer la réponse de l'accélérateur (à quelle vitesse et en douceur la voiture réagit à la pression appliquée à la pédale d'accélérateur) et donner un coup de pouce à la puissance. Certains systèmes peuvent même améliorer l'économie de carburant. Les échappements de performance sont capables de fournir cette augmentation de puissance car ils sont moins restrictifs que les échappements d'origine. Si le moteur peut expulser plus d'air (ce qui signifie également qu'il peut aspirer plus d'air), cela aide le moteur à produire plus de puissance. Mais contrairement à ce que vous pourriez penser, un système totalement fluide sera contre-productif. Les échappements du marché secondaire sont conçus pour fournir juste la bonne quantité de contre-pression afin que le moteur ne finisse pas par fonctionner à une puissance inférieure à la pointe. C'est pourquoi il est important d'en choisir un conçu et optimisé pour votre véhicule spécifique. Et avant d'aller arracher vos pots d'échappement, assurez-vous que le système que vous voulez est homologué pour la rue et ne fera pas échouer votre voiture à son test d'émissions.
Comprenez aussi qu'un véritable système d'échappement performant ne peut pas offrir des avantages hallucinants pour un investissement trivial. Méfiez-vous des produits bon marché comme les composants de système d'échappement "performance" à clipser ou à visser ou les embouts d'échappement qui prétendent donner l'apparence d'un système de performance complet. Ils n'aideront pas la conduite de la voiture et ils peuvent même l'entraver en ajoutant un poids supplémentaire et une résistance au vent. Et en plus, ces astuces voyantes ne trompent vraiment personne.
Publié à l'origine :23 février 2012
