Il collettore di scarico è un componente fondamentale del sistema di scarico di un motore a combustione interna. La sua funzione principale è quella di raccogliere i gas di scarico prodotti dalla combustione all’interno dei cilindri e indirizzarli verso l’esterno. È composto da un insieme di condotti che collegano i singoli cilindri del motore al tubo di scarico principale.
Quanti tipi di collettori di scarico esistono
Esistono diversi tipi di collettori di scarico, ognuno progettato per ottimizzare le prestazioni del motore in base a vari fattori come la tipologia di propulsore, la disposizione dei cilindri e il regime di funzionamento desiderato. I più comuni sono:
a tubi lunghi: è progettato per massimizzare la coppia e la potenza a bassi e medi regimi. Questo tipo di collettore presenta condotti di lunghezza ottimizzata che sfruttano l’effetto di risonanza delle onde sonore per migliorare il riempimento dei cilindri a bassi regimi. Gli svantaggi più evidenti sono la ridotta efficienza ad alto numero di giri e le dimensioni di ingombro maggiori rispetto a tutti gli altri tipi di collettori;
a tubi corti: al contrario del caso precedente, è progettato per massimizzare la potenza a regimi di rotazione più elevati. Ha condotti più corti che consentono ai gas di scarico di fluire più rapidamente verso il tubo principale, riducendo la resistenza al flusso e migliorando le prestazioni del motore ad alto numero di giri. Gli svantaggi sono una riduzione di prestazioni ai bassi giri (l’esatto opposto del caso precedente);
collettore a geometria variabile: è dotato di un sistema che modifica la lunghezza dei condotti in base alle condizioni di funzionamento del motore. Questo consente di ottenere prestazioni ottimali in una vasta gamma di regimi di rotazione, migliorando sia la coppia che la potenza. Si ha un’ottima efficienza sia agli alti che ai bassi giri. Il tutto si traduce in un sistema più complesso, più costoso e che pesa di più;
collettore a turbina: è progettato per sfruttare l’energia cinetica dei gas di scarico per alimentare una turbina che aziona un compressore per aumentare la pressione dell’aria aspirata nei cilindri. Questo tipo di collettore è comunemente utilizzato nei motori sovralimentati per migliorare le prestazioni e l’efficienza del motore. Anche questo sistema risulta più complesso ed è più pesante. Inoltre, è più vulnerabile ai guasti a causa della presenza di componenti mobili.
Com’è fatto
I collettori di scarico possono essere realizzati con una varietà di materiali, ciascuno con le proprie caratteristiche. I più comunemente utilizzati includono acciaio alluminizzato, acciaio inossidabile e leghe di alluminio. Si tratta di tre materiali distinti e ognuno ha i propri pro e contro. La costituzione dei collettori di scarico influisce, inoltre, sulle prestazioni del veicolo.
L’acciaio alluminizzato è costituito da un acciaio rivestito di alluminio per proteggere il metallo dall’ossidazione e dalla corrosione. È comunemente usato per collettori di scarico di veicoli di produzione in serie, poiché offre una buona resistenza alla corrosione e ha un costo relativamente basso. Il processo di produzione per questa tipologia coinvolge la formatura dei tubi mediante piegatura o stampaggio a freddo e l’assemblaggio dei componenti mediante saldatura o giunzioni meccaniche.
L’acciaio inossidabile è noto per la sua elevata resistenza alla corrosione e alla ruggine, rendendolo una scelta popolare per i collettori di scarico ad alte prestazioni o per applicazioni in ambienti estremi. Sono generalmente prodotti attraverso processi di saldatura TIG (Tungsten Inert Gas) o MIG (Metal Inert Gas), che garantiscono giunzioni forti e durevoli.
Le leghe di alluminio sono leggere e offrono una buona resistenza alla corrosione, rendendole una scelta popolare per applicazioni in cui il peso è un fattore critico, come nelle competizioni automobilistiche o nell’aviazione. I collettori di scarico in lega di alluminio possono essere prodotti attraverso processi di fusione sotto pressione o mediante lavorazione a CNC (Computer Numerical Control), che consentono la produzione di forme complesse con tolleranze molto ristrette. Sebbene le leghe di alluminio siano leggere e offrano buone prestazioni a basse e medie temperature, possono non essere ideali per applicazioni ad alte temperature a causa della loro minore resistenza termica rispetto all’acciaio inossidabile.
Manutenzione del collettore di scarico
La manutenzione del collettore è importante per garantire il corretto funzionamento del sistema di scarico e preservarne l’efficienza nel tempo. Bisogna controllarlo periodicamente per verificare la presenza di eventuali segni di danni o corrosione. Prestare particolare attenzione alle giunzioni saldate o alle guarnizioni, poiché possono essere punti deboli soggetti a perdite.
Rimuovere eventuali depositi di grasso, sporco o ruggine. È possibile utilizzare spazzole metalliche o detergenti specifici per pulire la superficie esterna del collettore. Assicurarsi di sgrassare anche gli interni del collettore, se accessibili, per mantenere il flusso dei gas di scarico libero da ostacoli.
Verificare lo stato delle guarnizioni del collettore di scarico e sostituirle, se necessario. Se danneggiate, possono causare perdite di gas, riducendo l’efficienza dell’impianto di scarico e, potenzialmente, perdere potenza. È importante anche dare un’occhiata al serraggio dei bulloni per assicurarsi che siano tutti ben fissati.
Applicare un rivestimento anticorrosione sul collettore di scarico per proteggerlo dall’ossidazione, specialmente se il veicolo è utilizzato in condizioni atmosferiche avverse o in ambienti ad alto tasso di umidità. Se, invece, i danni riportati sono gravi, conviene procedere direttamente con la sua sostituzione. In quest’ultimo caso, il costo si può aggirare fra i 100 e i 450 euro, in base alla tipologia utilizzata sul proprio veicolo.