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Le collecteur d’échappement est chargé de collecter les gaz d’échappement générés par un moteur à combustion interne et de les acheminer vers le convertisseur catalytique ou le turbocompresseur. Le nom fait référence aux différentes entrées et sorties présentes sur le collecteur, qui guident les gaz d’échappement émis par la culasse vers le dessous de la carrosserie.
Rôle du collecteur d’échappement
En tant que premier composant du système d’échappement, le collecteur d’échappement recueille les gaz d’échappement émis par les cylindres du moteur et les dirige vers le convertisseur catalytique. Dans les moteurs turbocompressés, le turbocompresseur est situé en aval du collecteur d’échappement.
La conception du collecteur d’échappement a une influence significative sur les performances et les caractéristiques de couple d’un moteur, tout comme la conception des tuyaux connectés.
Le fait que les différents tuyaux d’échappement soient fusionnés en un seul garantit que les pulsations, c’est-à-dire les variations de pression émises par un certain cylindre, n’empêchent pas les gaz d’échappement de s’échapper d’un autre cylindre. De plus, les ondes de pression négative sont destinées à favoriser l’écoulement des gaz d’échappement hors des cylindres.
Les collecteurs d’échappement sont souvent fabriqués en fonte alliée, qui résiste aux températures élevées des gaz d’échappement. On peut aussi utiliser des collecteurs d’échappement en acier inoxydable.
Les problèmes du collecteur
Les collecteurs d’échappement sont soumis à une forte contrainte thermique car ils sont le premier composant à évacuer les gaz d’échappement du moteur.
Les dilatations importantes causées par la température se combinent avec la tension cyclique associée résultant de chauffages et de refroidissements répétés pour soumettre le matériau à la fatigue. À son tour, cela peut éventuellement provoquer la défaillance du composant.
Les vibrations provoquent une contrainte supplémentaire. Les fissures dans les composants laissent les gaz d’échappement chauds pénétrer dans le compartiment moteur et provoquent un bruit supplémentaire non désiré. Les matériaux et les conceptions utilisés aujourd’hui permettent généralement au collecteur de durer pendant toute la durée de vie de la voiture.
Protection de l’environnement
Pour garantir de faibles émissions polluantes, il est important que le convertisseur catalytique atteigne rapidement sa température de fonctionnement. La capacité thermique du collecteur d’échappement joue un rôle important à cet égard.
Pour faire simple : moins un collecteur a de masse, plus le catalyseur dispose de chaleur dans la phase de démarrage.
Maintien de la valeur
Les collecteurs d’échappement doivent être installés conformément aux spécifications du constructeur du véhicule. De même, lors du remplacement du collecteur, de nouveaux joints doivent être utilisés pour garantir que les gaz d’échappement ne s’échappent pas des composants.
Il est également important que les composants en aval soient dans un état satisfaisant, et qu’ils aient été installés et fixés correctement. Il faut également éviter les contraintes supplémentaires causées par des convertisseurs catalytiques qui ont été installés en position tordue, par exemple.
