Mécanique automobile : l'échappement

Résumé du document

Cours bien illustré décrivant les fonctions et techniques employées pour satisfaire la fonction d'échappement en mécanique automobile. Après une revue des différents constituants de l'échappement, le cours explique les paramètres clés pour obtenir un bon échappement. A la fin le cours se focalise sur les ondes et calculs qui régissent l'échappement.

Extraits

[...] Calcul de la longueur d'échappement pour une onde. On appelle θe le temps d'ouverture (au vilebrequin) de la soupape d'échappement. θe = AOE + 180° + RFE θe' = 180° correspondant au temps entre l'AOE et le moment où on veut que l'onde , de dépression soit revenue dans le cylindre (juste avant le PMH) L = longueur de l'échappement C = célérité (vitesse) des gaz d'échappement. N = régime du moteur On a la relation suivante : 2L/C = θe'/(360*N/60) = θe'/6N Cθe'/12N Mais cette relation reste avec des incertitudes que l'on ne peut mesurer, comme les variations de C avec la température qui baisse le long de la ligne d'échappement. [...]

[...] On voit en effet que les gaz sortant des cylindres 1 et 4 ont un trajet nettement plus long que ceux sortant des cylindres 2 et 3. Ceci a des répercussions sur le mélange obtenu dans la chambre de combustion, et donc la puissance du moteur se voit alors limitée. Un second type d'échappement est le 4 en qui possède des tubes de même longueur pour que les gaz sortant de chaque cylindre parcourent le même trajet et ainsi équilibrer les mélanges. Sa forme est la suivante : Les tubes sont de même longueur, ils sont pliés pour rejoindre le même point. [...]

[...] Le catalyseur : organe servant à dépolluer les gaz. Les anciens modèles étaient réalisés avec des céramiques qui ralentissaient la vitesse des gaz d'échappement, et donc la puissance perdue pouvait avoisiner une dizaine de chevaux. (voir photo d'un catalyseur vu par - l'entrée des gaz) Aujourd'hui, les catalyseurs sont réalisés de manière à ce que l'écoulement des gaz soit beaucoup moins perturbé. La puissance perdue est très faible. Le problème des catalyseurs est qu'ils se bouchent quand il reste des hydrocarbures imbrûlés dans les gaz d'échappement entraînant ainsi une importante perte de puissance et un risque de casse moteur. [...]

[...] On n'a pas figuré de deuxième Y le principe étant le même mais l'effet est moins accentué. IV diamètre des conduits Il va de soi que pour ne pas engendrer de restrictions les tubes doivent être prévu en fonction du débit de gaz qui va y circuler, le diamètre augmente donc chaque fois que deux tubes se regroupent en un seul. Ainsi, sur un 4 en le diamètre de l'échappement une fois les 4 tubes regroupés est-il bien plus important que les tubes en sortie de culasse (voir photo cidessous). [...]

[...] On a presque un effet identique avec du ruban isolant spécial haute température enroulé autour des conduits d'échappement. Rectifier le collecteur pour qu'il soit parfaitement aligné avec le moteur, pour qu'il n'y ait pas de restriction au passage des gaz. III les ondes de l'échappement On va d'abord expliquer le phénomène pour un moteur mono-cylindre. A l'ouverture de la soupape, les gaz d'échappements sont en surpression dans le cylindre par rapport à la pression dans le collecteur, l'expulsion est d'abord très rapide, c'est ce qu'on appelle la bouffée. [...]