Ecco come i sistemi di scarico ad alte prestazioni aumentano la potenza del motore

Un sistema di scarico performante ben progettato può aumentare la potenza del motore fino a circa il 3%.

Dopo un set di ruote appariscente, probabilmente non c'è niente che gli appassionati di motori che vogliono personalizzare le loro corse amino di più del ruggito gutturale di un sistema di scarico ad alte prestazioni. Non solo la nota dello scarico aggiunge carattere all'auto, ma giocherellare con qualcosa che promette di liberare la potenza nascosta del motore è quasi mistico.

Tuttavia, la progettazione dello scarico è una scienza più dinamica che mettere insieme alcuni tubi e aggiungere alcuni silenziatori rumorosi e terminali di scarico fantasiosi.

In passato un sistema di scarico ad alte prestazioni veniva comunemente chiamato scarico "a flusso libero", con alcuni sintonizzatori che ritenevano che i migliori sistemi fossero quelli che non limitavano il flusso dei gas di scarico. Ora sappiamo che nella maggior parte dei casi questo gioca solo un piccolo ruolo nello sbloccare la potenzamotori.

I collettori di lunghezza sintonizzata, spesso con percorso tortuoso, che effettivamente eliminano i gas di scarico dalla camera di combustione sono i sistemi di scarico con le migliori prestazioni, per i motori aspirati. I motori turbo hanno le proprie regole.

La messa a punto di un sistema di scarico per una determinata applicazione è una sfida caso per caso. La cilindrata, le dimensioni della valvola di scarico, il sistema di induzione, il profilo della camma, il design della porta di scarico e la gamma di giri sono tutti fattori che determinano la decisione sulla forma che dovrebbe assumere il sistema di scarico. Le regole pratiche generali sono facili da comprendere, ma applicarle correttamente è il punto in cui le cose si fanno complicate.

Con il motore acceso, vengono manipolate "onde" di alta e bassa pressione per estrarre i gas combusti dalla camera di combustione. Per contribuire a raggiungere il miglior equilibrio di pressione tra aspirazione e scarico, un set di collettori adeguatamente progettato sfrutterà due diversi meccanismi di lavaggio: inerziale e wave scavenging.

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L'evacuazione inerziale viene creata dall'inerzia dei gas che vengono espulsi dalla camera di combustione nel tubo primario del collettore quando si apre la valvola di scarico.

Secondo gli specialisti di scarichi Hooker Headers, la velocità ottimale del gas di scarico per la migliore erogazione di potenza è di circa 300 piedi al secondo, quindi se un motore ha un tubo primario da 36 pollici, occorrerebbe 1/100 di secondo per lo scarico "impulso" per passare attraverso il tubo.

Anche con la valvola di scarico chiusa, il gas, a causa della sua inerzia, continua a spostarsi lungo il tubo di scarico a 300 piedi al secondo. Tuttavia, man mano che il gas di raffreddamento perde energia, anche la velocità inizia a diminuire. Ciò rientra nella logica per cui nei motori ad induzione forzata il turbocompressore viene posizionato il più vicino possibile alla valvola di scarico, come si può vedere nei diversi motori "Hot-V" che fanno la loro comparsa.

Dietro questo impulso di alta pressione c'è un'area di bassa pressione che continua ad espandersi man mano che il gas si allontana dalla valvola. Una volta che l'ultimo impulso di gas di scarico raggiunge l'estremità del tubo primario, tutto il gas esaurito in quel particolare collettore avrà la stessa bassa pressione.

Il costruttore di motori da corsa Reher-Morrison Racing Engines progetta i suoi sistemi orientati alle prestazioni in base al rapporto tra il diametro del tubo collettore primario e la velocità dei gas di scarico.

La chiave a questo scopo è la scelta di un diametro del tubo che bilanci le prestazioni di flusso libero dei tubi di grande diametro con l'eliminazione superiore dei collettori piccoli e ad alta velocità. I diametri ottimali normalmente vanno da 1-3/4 pollici a 1-7/8 pollici per motori più piccoli e a basse prestazioni fino a tubi da 2-3/8 pollici per motori di grande cilindrata e ad alta potenza.

Inoltre, variando la lunghezza del collettore, è possibile manipolare il tempo impiegato dall'area di bassa pressione dietro l'onda per raggiungere il collettore del collettore, che è ciò che serve per "sintonizzare" i tubi collettori.

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A differenza dello scavenging inerziale, lo scavenging delle onde non dipende dal movimento fisico dei gas di scarico. Si basa invece sulla pressione dell'onda (sonora) creata dall'apertura e dalla chiusura della valvola di scarico.