Il collettore di scarico è uno dei componenti più sollecitati di un motore eppure non riceve quasi nessuna attenzione, a patto che non sia difettoso. Il seguente articolo spiega cosa c’entra il collettore di scarico con le prestazioni del motore e la protezione dell’ambiente e come puoi riconoscere un collettore difettoso.
Design e funzione del collettore di scarico
Il collettore di scarico è la prima parte del sistema di scarico di un veicolo a motore ed è collegato direttamente al motore. A seconda del produttore e del modello di veicolo, è costituito da tubi fusi o piegati. Il materiale utilizzato è la ghisa legata, che può sopportare gas di scarico caldi oltre 900 °C, oppure tubi in acciaio inossidabile, che consentono di rendere i collettori di scarico più leggeri e compatti.
I gas di scarico caldi del motore confluiscono prima nel collettore. Il collettore riunisce i flussi di scarico dei singoli cilindri e li convoglia in un collettore o, nel caso di motori con turbocompressore, nel turbocompressore. Seguono il sistema di depurazione dei gas di scarico e l’impianto di scarico. Il collettore deve il suo nome alla sua forma curva, che devia i gas di scarico, che di solito escono dal motore in orizzontale, verso il pavimento del veicolo.
I gas di scarico devono essere deviati dal collettore il più rapidamente possibile per evitare che ritornino nei cilindri. L’afflusso improvviso dei gas di scarico nel collettore crea un fronte di pressione che si traduce in una pressione negativa. Nei collettori di scarico progettati in modo ottimale, le oscillazioni di pressione possono aiutare i gas di scarico a uscire dai cilindri. Se, ad esempio, una crepa nel collettore provoca una variazione delle condizioni di pressione al suo interno, le prestazioni del motore diminuiscono e allo stesso tempo aumenta il consumo di carburante. Criteri importanti nella progettazione di un collettore sono la lunghezza del tubo, il diametro del tubo, il percorso dei gas di scarico e l’ordine in cui i gas di scarico dei singoli cilindri vengono riuniti. Inoltre, l’interno dei tubi del collettore deve essere il più liscio possibile per ridurre l’attrito tra i gas di scarico e il collettore.
Cosa può causare difetti nel collettore?
Il collettore di scarico è il primo componente del sistema di scarico a essere sottoposto a elevati carichi termici. I numerosi cicli di riscaldamento e raffreddamento possono causare tensioni nel collettore a causa dell’espansione e del ritiro del materiale, che possono portare a crepe o fratture. A ciò si aggiungono le vibrazioni quando il motore è in funzione, che possono anch’esse causare un difetto sotto forma di fratture o crepe. Anche se i collettori durano tutta la vita di un’auto, una crepa nel collettore può verificarsi anche nei veicoli moderni.
Come riconoscere un collettore difettoso?
Il primo segno di un collettore difettoso è un improvviso aumento del rumore proveniente dal motore. Gli automobilisti più attenti notano anche che le prestazioni del motore diminuiscono e il consumo di carburante aumenta. Se il collettore perde, la sonda lambda fornirà letture errate, che a loro volta influenzeranno la gestione del motore. Altri segnali sono i fumi di scarico sotto il cofano e un odore di scarico chiaramente percepibile nell’abitacolo.
Influenza del collettore sui valori dei gas di scarico
Per mantenere basse le emissioni inquinanti, il convertitore catalitico deve raggiungere la sua temperatura di esercizio il più rapidamente possibile. Il convertitore catalitico viene riscaldato dai gas di scarico caldi. Maggiore è la capacità termica del collettore, maggiore è il calore che il collettore assorbe inizialmente dai gas di scarico. In pratica, più spesse sono le pareti (metalliche) del tubo di scarico, maggiore è la capacità termica. Per questo motivo, oggi si utilizzano spesso i cosiddetti collettori isolati dall’intercapedine d’aria (LSI). In linea di massima, questi collettori sono costituiti da tubi a pareti sottili con una bassa capacità termica. L’intercapedine d’aria tra i tubi e il rivestimento funge da isolante e impedisce al tubo di scarico di emettere troppo calore e di assorbirlo dai gas di scarico.
