La storia dell'impianto di scarico dal 1980 a oggi in base alla data di uscita del veicolo

Il sistema di scarico è stato utilizzato nei veicoli per oltre 125 anni. Questo dispositivo gioca un ruolo essenziale nel corretto funzionamento del motore. Oltre a ridurre le emissioni inquinanti, riduce anche l'inquinamento acustico. Dai motori a benzina a quelli diesel, al GPL e all'etanolo E85, il sistema di scarico ha subito diversi miglioramenti nel corso degli anni. Allora, da dove viene questo dispositivo ? Come si è evoluto ? I sistemi di scarico di oggi assomigliano ancora ai dispositivi dell'epoca ? Flashback !

Tutto inizia con un semplice tubo di metallo

Il creatore dello scarico non è altri che Milton Reeves, uno dei primi pionieri dell'industria automobilistica americana. Tutto iniziò nel 1896 quando l'americano voleva creare un dispositivo per superare il rumore e i fumi del motore. Depositò un patentino nel 1897 e nacque il precursore di quella che sarebbe stata poi chiamata la marmitta. Il miglioramento di questo sistema è attribuito a Eugène Houdry, un ingegnere francese che ha contribuito a creare lo scarico catalitico per pulire l'inquinamento dei veicoli. Intorno al 1975, i governi stavano cercando di diminuire l'inquinamento dell'aria dalle automobili. Da qui l'introduzione diffusa di dispositivi di controllo dell'inquinamento come le marmitte catalitiche.

L'evoluzione della linea di scarico, una storia della tecnologia

Decenni fa, una linea di scarico era un tubo di lamiera, privo di tecnologia, per sfogare i gas il più lontano possibile dall'aspirazione del motore. Il motivo ? La tossicità dei gas, che sono un pericolo per i passeggeri. Questo è il motivo per cui i sistemi di scarico sono situati in alto o nella parte posteriore dell'auto. Oggi, i fabbricanti fanno a gara d'ingegno per trasformare questo semplice tubo di metallo in una tecnologia che contribuisce alla gestione e al disinquinamento del motore.

Nel corso del tempo, i ruoli della linea di scarico si sono moltiplicati. Oltre all'evacuazione dei gas, il primo compito era la diminuzione del rumore. Con l'aggiunta di sistemi come la marmitta, gli ingegneri riuscirono ad attenuare il rumore del motore a combustione.

Il secondo compito era la riduzione dell'inquinamento.Dall'inizio degli anni 2000, sempre più paesi hanno reso obbligatorio il aggiungere un convertitore catalitico sulle auto diesel e benzina. Inoltre, le linee di scarico diesel sono sempre più dotate di un FAP (filtro antiparticolato) che ha lo scopo di immagazzinare le particelle fini.

Per esempio, le norme anti-inquinamento e la ricerca nel settore automobilistico hanno portato alla progettazione di auto più economiche e più pulite: un'auto progettata nel 2021 emette 8 volte meno inquinanti di un veicolo del 1995 e 25 volte meno di un'auto del 1980.

La storia delle linee diesel e benzina

Il ruolo di un sistema di scarico è quello di dirigere i gas di combustione del motore fuori dall'auto. Le sue parti costitutive variano a seconda del tipo di motore (benzina o diesel) o di quando il veicolo è stato rilasciato per la prima volta.

Background sulla storia della linea di scarico diesel

Come detto sopra, i componenti del sistema di scarico di un'auto differiscono a seconda del suo anno di produzione. Nel caso di un motore diesel, si troveranno le seguenti parti (elencate dal più vicino al più lontano dal motore):

1) Il collettore (The manifold) : il suo uso risale al lancio delle automobili multicilindriche. Situato all'uscita dei cilindri, è responsabile della ricezione dei gas di combustione. Collega il motore al condotto centrale della linea di scarico.

2) La valvola EGR (The EGR valve) : questo dispositivo aiuta a ridurre le emissioni inquinanti di ossido di azoto (NOx) sui motori diesel (e benzina). Ha cominciato ad essere montato sulle auto diesel americane nel 1970 ed è stato poi adottato nel 1996 sui veicoli diesel europei per soddisfare le norme anti-inquinamento. La sua apertura e chiusura è controllata dalla centralina del motore tramite un collegamento elettrico.

Bene a sapersi: la posizione di questa valvola può cambiare da modello di auto a modello di auto. Tuttavia, si trova spesso tra il collettore di scarico e il collettore di aspirazione.

3) Il turbo (The turbo) : La storia del turbo inizia intorno al 1905. Alfred Büchi, un ingegnere svizzero, ha progettato un dispositivo per aumentare il livello di ossigeno nei cilindri per migliorare le prestazioni del motore. Il funzionamento del turbo è relativamente semplice: i gas che escono dal motore fanno girare delle turbine il cui ruolo è di inviare aria compressa nell'aspirazione (da qui il termine turbocompressore). L'aria compressa sarà iniettata nel motore per aumentare l'apporto di ossigeno alla camera di combustione, ottimizzando così la potenza.

4) Il Flexe per lo scarico (The Flexe for exhaust) : si tratta di un tubo flessibile la cui funzione è quella di collegare la linea al collettore. La treccia deve essere abbastanza flessibile per compensare le vibrazioni.

5) Il convertitore catalitico o catalizzatore (The catalytic converter or the catalyst) : i primi catalizzatori sono nati alla fine del XIX secolo. Obbligatori sui veicoli diesel dal 1997, i catalizzatori convertono gli idrocarburi incombusti (HC) e il monossido di carbonio (CO) in acqua (H2O) e anidride carbonica (CO2), riducendo la densità delle particelle di carburante diesel. Il dispositivo consiste in una cavità ceramica contenente metalli preziosi (palladio, radio, cesio, allumina, ecc.). Il catalizzatore inizia il fenomeno della catalisi solo a temperature molto alte. È per questo che si colloca il più vicino possibile al motore in modo che si riscaldi rapidamente. Va notato che un veicolo diesel può essere dotato di un pre-catalizzatore (situato a valle del collettore di scarico). Questo dispositivo è di solito montato sulle auto più recenti.

6) Il catalizzatore SCR - Selective Catalytic Reduction (SCR catalytic converter) : si tratta di un modello di catalizzatore adottato recentemente in Europa (ma che è stato a lungo montato sui veicoli americani). L'SCR (chiamato anche catalizzatore NOx) è appositamente progettato per ridurre le emissioni di Nox (ossido di azoto) di oltre il 90%. In effetti, è tra le tecniche più efficienti dall'implementazione dello standard Euro 6. Per funzionare, tuttavia, questo dispositivo richiede un additivo (AdBlue) inviato attraverso un iniettore situato sul sistema di scarico. Il rifornimento regolare è quindi necessario. L'origine dell'SCR risale al 1957. Questo dispositivo brevettato negli Stati Uniti dalla Engelhard Corporation utilizzava inizialmente l'ammoniaca come agente riducente. Ma fu nel paese del Sol Levante, nel 1978, che fu distribuito su larga scala.

7) Il FAP (The DPF) : Meglio conosciuto come filtro antiparticolato, questo dispositivo raccoglie le particelle fini che contengono carbonio. Il filtro antiparticolato contiene silicio che filtra fino al 95% delle emissioni inquinanti. Per ridurre queste particelle fini, funziona in due processi: intrappolamento delle particelle e rigenerazione (eliminazione della fuliggine). Il primo FAP è stato creato negli anni 70 come risultato del progetto dell'Unione Europea per ridurre le emissioni tossiche dei veicoli. Ma non è stato fino ai primi anni 2000 che ha cominciato ad essere installato sulla maggior parte delle auto diesel grazie a PSA Peugeot Citroën. Per combattere l'inquinamento dell'aria, è obbligatorio dal 2011 sulle nuove auto diesel.

Bene a sapersi: Il convertitore catalitico e il FAP si trovano solitamente nello stesso posto. Ma per alcuni modelli di veicoli, il convertitore catalitico si trova molto più a monte.

8) La camera di espansione o silenziatore anteriore: raffredda i gas espulsi dopo la catalisi e riduce la pressione dei gas fino a quando non raggiungono la fine della linea.

9) Il silenziatore di scarico o posteriore (The expansion chamber or front silencer) : riduce l'inquinamento acustico prima che i gas vengano espulsi. Di solito contiene deflettori e isolanti acustici come acciaio, basalto o lana di vetro.

Background sulla storia della linea di scarico a benzina

In contrasto con la sua controparte, la linea di scarico di un motore a benzina è più semplice anche se alcune caratteristiche precedentemente dedicate al diesel sono sempre più adottate.

1) Il collettore di scarico  (The exhaust manifold) 

2) La valvola EGR (The EGR valve)

3) Il turbo (The turbo) 

4) Flessibile (The Flexe for exhaust)

5) Il convertitore catalitico o catalizzatore (The catalytic converter) : I veicoli a benzina hanno generalmente un solo catalizzatore (anche se alcuni hanno un pre-catalizzatore).

6) Il FAP (The DPF) : All'inizio, i FAP erano riservati solo alle auto diesel. Tuttavia, sono diventati obbligatori dal 2015 sui motori a benzina a iniezione diretta con la norma Euro 6. Sono chiamati Gasoline Particulate Filter o semplicemente GPF.

7) La camera di espansione o il silenziatore anteriore (The expansion chamber or front silencer)

8) Il silenziatore (The silencer)

Come identificare le parti della linea in base alla data di rilascio del veicolo

Prima di rispondere a questa domanda, dobbiamo iniziare da comprendere le "norme Euro". Questo è un regolamento dell'Unione Europea per limitare le emissioni inquinanti dei veicoli a motore. Per le auto leggere, ce ne sono 9 dal 1993:

  • Euro 1 (Gennaio 1993)
  • Euro 2 (Luglio 1996)
  • Euro 3 (Gennaio 2001)
  • Euro 4 (Gennaio 2006)
  • Euro 5 (Gennaio 2011)
  • Euro 6 b (Settembre 2015)
  • Euro 6c (Settembre 2018)
  • Euro 6d-TEMP (Settembre 2019)
  • Euro 6d (Gennaio 2021)

Se i veicoli soddisfano i criteri imposti dalla norma Euro in vigore (attualmente Euro 6d), ottengono l'omologazione. L'introduzione delle norme Euro ha quindi costretto i produttori a progettare dispositivi per ridurre l'inquinamento del motore. Questi includono:

  • Convertitori catalitici
  • La FAP
  • Sistemi di post-trattamento dell'ossido di azoto (per veicoli diesel): questo può essere un SCR (Selective Catalytic Reduction) associato all'AdBlue® o una trappola di NOx (catalizzatore a 3 vie + sistema di cattura).

Auto diesel

Norme Euro Presenza di catalizzatore Presenza di FAP Presenza di un sistema di filtraggio di NOx (SCR o sistema di cattura di NOx)
Euro 1 (1993) NO (non richiesto) NO NO
Euro 2 (1996) NO NO
Euro 3 (2001) NO (non richiesto) NO
Euro 4 (2006) NO (non richiesto) NO
Euro 5 (2011) NO
Euro 6b (2015)
Euro 6c (2018)
Euro 6d-TEMP (2019)
Euro 6 d (2021)

Voitures essence

Norme Euro Presenza di catalizzatore Presenza di FAP (o GPF)
Euro 1 (1993) NO
Euro 2 (1996) NO
Euro 3 (2001) NO
Euro 4 (2006) NO
Euro 5 (2011) NO (non richiesto)
Euro 6 b (2015)
Euro 6c (2018)
Euro 6d-TEMP (2019)
Euro 6d (2021)

Facendo riferimento a queste 2 tabelle, sarete ora in grado di identificare le parti che compongono la vostra linea, che si tratti di un motore a benzina o diesel. Per esempio, un'auto diesel di vecchia generazione avrà solo un convertitore catalitico. Se è stato prodotto dopo il 2000, avrà probabilmente un FAP e una valvola EGR. I modelli recenti sono dotati di un SCR per assistere il FAP. Mentre le auto a benzina e diesel ora condividono la valvola EGR, il convertitore catalitico e il FAP, l'SCR rimane dedicato ai veicoli diesel.

Ecco un esempio per aiutarvi a vedere le cose più chiaramente: avete un'auto a benzina del 2006 e notate 2 pentole sulla linea. Ti dici che sono un convertitore catalitico e un FAP. Tuttavia, se ci riferiamo alle tabelle precedenti, il FAP non è ancora stato reso obbligatorio sui veicoli del 2006. Quindi questo significa che la linea è dotata di 2 catalizzatori (1 catalizzatore + 1 pre-catalizzatore).

Le linee di scarico contengono anche delle sonde !

Ci sono 3 sonde principali:

  • La sonda lambda: la sua funzione è di analizzare la composizione dei gas emessi. È grazie a questo dispositivo che l'ECU è in grado di dosare la miscela aria/carburante. Le auto recenti ne hanno 2: una prima del catalizzatore e un'altra dopo.
  • Il sensore di temperatura FAP: ce ne sono 2, il primo prima del filtro antiparticolato e l'altro nella parte posteriore. Questo dispositivo invia indicazioni all'ECU per effettuare la rigenerazione del FAP e la gestione dell'iniezione.
  • Il sensore di pressione: quest'ultimo sensore calcola la pressione nel condotto. La sua presenza permette all'ECU di sapere se il FAP è intasato.

Lo sapevi ? Generalmente, un veicolo ha solo una linea. Tuttavia, alcuni modelli con un motore potente hanno 2. In questo caso, il motore è separato in 2 sezioni, ciascuna con i propri cilindri. Da qui la necessità di una doppia linea.

Focus su altri tipi di scarichi: GPL ed etanolo E85

Preoccupati per la natura, avete deciso di adottare auto più "ecologiche" che funzionano a GPL o etanolo E85 ? Concentrati sul loro sistema di scarico !

Motore a etanolo E85

Superetanolo E85 è un biocarburante (o meglio agrocarburante) composto dal 75% di etanolo proveniente dalla coltivazione di barbabietola, mais e grano. Il suo vantaggio principale sta nelle sue basse emissioni di CO2. Infatti, un motore E85 emette il 50% in meno di gas a effetto serra per chilometro rispetto a un motore a benzina. Per quanto riguarda la linea di scarico, dovete sapere che è compatibile con i veicoli a benzina a iniezione. Se si desidera convertire a E85, non è necessario fare alcuna trasformazione meccanica. Gli elementi coinvolti nel corretto funzionamento del sistema non vengono alterati in alcun modo.

Motore GPL

L'acronimo GPL si riferisce a 3 termini: Gas di Petrolio Liquefatto. È composto da propano e butano, il che lo rende un carburante che può alimentare motori a benzina adattati. Infatti, un veicolo dotato di un motore a GPL è bi-alimentato: ha sia un serbatoio di GPL che un serbatoio di benzina. È quindi un'alternativa più economica ai veicoli 100% benzina e diesel. L'uso di questo carburante offre una pletora di vantaggi: usura ridotta del motore, meno rumore e vibrazioni, prezzo interessante (0,80 €/litro), lunga autonomia e soprattutto un bilancio ecologico chiaramente favorevole. Infatti, è uno dei motori termici meno inquinanti. Proprio come i motori che funzionano con etanolo E85, quelli che funzionano con GPL sono compatibili con le linee di scarico dei veicoli a benzina.

Come viene mantenuto il sistema ?

La ruggine è il peggior nemico della tua linea di scarico. Quindi, controllate spesso la corrosione per escludere qualsiasi rischio di perforazione. Nel momento in cui la ruggine affiora, trattatela rapidamente con prodotti adatti facilmente reperibili in commercio.

Bene a sapersi: La salatura è molto comune nelle regioni di montagna. Questo comporta lo spargimento di sale sulla strada per sciogliere il ghiaccio. Tuttavia, questo prodotto può causare molti danni al sottoscocca. Se il vostro sistema di scarico entra in contatto con il sale, può ossidarsi e arrugginire. Questo è anche il caso delle zone sul mare. Ecco perché è consigliabile pulire regolarmente il sottoscocca.

Alcune parti della linea sono meno durevoli di altre. Il catalizzatore viene pulito iniettando idrogeno. La sua vita dipende generalmente dalla manutenzione del motore. Per quanto riguarda la sonda lambda, deve essere cambiata quando si sostituisce il catalizzatore. A seconda della marca, la manutenzione del FAP è raccomandata da 200.000 km a 500.000 km. Per pulirlo, basta versare un detergente adatto nel serbatoio e guidare in autostrada ad alta velocità per qualche decina di chilometri.

Parametri a cui fare attenzione

Non aspettate di vedere una spia sul vostro cruscotto per agire. Alcuni sintomi a cui prestare attenzione in particolare:

  • Se il motore fa cilecca e si nota un aumento del consumo di carburante, è molto probabile che la sonda lambda non sia più in grado di regolare la miscela aria/carburante. Questo sintomo può anche indicare il deterioramento delle candele o dei filtri.
  • Se notate un fruscio insolito nel sottoscocca, la linea potrebbe essere forata. In questo caso, è possibile eseguire una patch senza dover acquistare nuove parti.

In ogni caso, è meglio consultare un buon meccanico per un controllo.

Focus sui prezzi

Il sistema di scarico comprende diversi dispositivi che variano nel prezzo. Ecco una tabella indicativa per aiutarvi.

Parte della linea Prezzo
Catalizzatore Tra 400 € e 1500 €
Il filtro antiparticolato Tra 600 e 900 €
Silenziatore Tra 120 e 400 €
Sonda lambda Tra 190 e 300 €

Prima di sostituire qualcosa, ancora una volta, chieda ad un meccanico di dare un'occhiata alla sua linea e identificare il problema.

Dove comprare parti per il suo sistema di scarico ?

Su internet può trovare facilmente negozi specializzati nella vendita di pezzi di scarico. Una di queste è la nostra azienda Krosfou. Ci distinguiamo grazie alla qualità dei nostri convertitori catalitici e dei filtri antiparticolato ad alte prestazioni in acciaio inossidabile 409. Per trovare il pezzo giusto per la sua linea, inserisca semplicemente il numero o il modello del suo veicolo nel nostro motore di ricerca. Come ha scoperto in questo dossier, si tratta di un sistema più o meno complesso, a seconda della data di fabbricazione della sua auto. L'unico modo per migliorare la sua longevità è mantenere regolarmente le parti che la compongono.

Posted on 02/11/2021 by Operazione 0 163

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