L’ECHAPPEMENT
L’échappement de nos autos anciennes est un produit de haute technicité qui joue un rôle essentiel non seulement dans le confort acoustique, mais aussi et surtout sur le rendement d’un moteur.
Et sur nos Panhard, il est essentiel, car nos bicylindres demandent à aller chercher de la puissance partout.
En règle générale :
– Trop libre : le moteur augmente sa puissance (le cylindre se vide mieux après chaque combustion), mais chauffe davantage et consomme plus.
– Trop étouffé, le moteur manque de puissance.
Comme on le sait tous, l’échappement sert d’abord à évacuer les gaz de combustion hors de la zone où se trouve le moteur. Ces gaz brûlés sont susceptibles de provoquer un dysfonctionnement du moteur et représentent un danger pour les opérateurs à proximité. C’est pourquoi les lignes d’échappement débouchent souvent à l’arrière des véhicules.
A l’ouverture de la soupape d’échappement, apparaît une onde de pression appelée contre-pression dans la ligne d’échappement. Elle progresse alors jusqu’au silencieux où elle se réfléchit en onde de dépression, favorisant ainsi la vidange du cylindre.
On cite souvent le physicien allemand Helmholtz comme étant l’un des premiers à travailler sur l’acoustique dès 1862 et le principe qui porte son nom, appliqué aux silencieux d’échappement consiste à accorder sur une même longueur d’onde (ou à annuler) les fréquences sonores désagréables à l’oreille.
Ainsi un échappement bien adapté à un moteur le fait jouer « en sourdine », sans absorber plus de 2,5 à 5% de la puissance moteur.
Dans l’acheminement des gaz, c’est d’abord le tube (et souvent le collecteur) qui joue le rôle d’un l’extracteur des gaz.
Sa longueur et son diamètre dépendent de l’angle d’ouverture de la soupape d’échappement et du régime moteur. Les constructeurs adoptent en général une longueur moyenne pour un rendement optimum, en sachant que la courbure doit opposer le moins de résistance possible à l’écoulement des gaz, ce qui est le cas sur nos Panhard où les crosses d’échappement présentent une courbure maximale.
La difficulté réside dans le fait que cette onde de dépression doit arriver avant que la soupape ne se referme. Or ceci ne se produit que pour un régime donné et une configuration géométrique de la ligne d’échappement : c’est l’accord acoustique.
Il existe des systèmes de commande qui permettent d’exploiter au mieux l’acoustique de la ligne d’échappement en modifiant sa configuration géométrique afin de bénéficier d’un bon accord pour différents régimes moteur.
Aujourd’hui, nos constructeurs utilisent un servo-moteur commandé par le calculateur qui permet d’actionner un boisseau dans l’échappement en titane qui modifie ainsi le couplage des échappements.
Chez Panhard Louis Delagarde l’ingénieur moteur et concepteur de notre bicylindre avait réalisé un système identique, mais mécanique, commandé par la main de l’homme (un peu comme l’était l’avance à l’allumage) : le by-pass que sa fille Anne connaît bien.
Il s’agissait :
– d’une tuyauterie d’échappement accordée sur deux notes avec by-pass. La tuyauterie longue – by-pass fermé – valable de 1850 à 2850 t/mn, la courte – by-pass ouvert – de 0 à 1850 et 2850 tours au maxi. Il s’agit d’un « Y » long avec by-pass, la partie avant, les deux crosses étant identiques aux pièces actuelles. Cette modification est connue sous le nom de « clic-clac » chez les initiés.
– d’un système de réchauffage qui au lieu d’aller de la tuyauterie gauche à droite, renvoie de chaque côté le flux de gaz d’échappement qui vient buter sur une cloison, vers l’écope de prélèvement empêchant ainsi le cylindre de se vider..
Réchauffage « REFLEX » :
L’ensemble de ces deux dispositions – réchauffage Reflex et clic-clac supprime complètement le trou du moteur « Tigre » dont le couple reste pratiquement constant de 1.000 à 5.500 tours/mn.
Les moyens d’exécution auraient pu être l’apanage de bons mécaniciens pour réaliser une commande simple et manuelle, puis automatique avec les moyens électroniques de nos jours.
Pour résumer : Selon le régime du moteur, ce système faisait prendre aux gaz un parcours différent.
Il en résultait qu’en modifiant le couplage des échappements entre eux de sorte que la longueur des tuyaux d’échappement s’en trouve modifiée, une contrepression au niveau des soupapes d’échappement qui diminue lorsque le régime augmente.
Ceci a pour but d’améliorer le transvasement des gaz brûlés pendant la phase d’échappement tout en limitant le phénomène de court-circuitage des gaz frais vers l’échappement, pendant la phase de croisement des soupapes.
Par ailleurs, les échanges thermiques qui s’opèrent sur toute la longueur du tube, abaissent la température des gaz, diminuent leur volume et réduisent leur vitesse d’expulsion pour favoriser leur écoulement. Quand les gaz arrivent dans le silencieux, ils sont déjà passablement ralentis et ils vont l’être encore plus par le parcours à obstacle qui les attend dans le but de diminuer leur niveau sonore.
On en distingue d’ailleurs cinq types couramment utilisés en automobile.
– le silencieux de restriction : le plus simple à réaliser (et donc le moins silencieux) puisqu’il s’agit d’un cylindre comprenant des chicanes percées d’orifices de plus en plus petit au fur et à mesure que l’on est proche de la sortie des gaz.
– Le silencieux à passage direct : selon le principe d’Heimholtz les gaz traversent un cylindre par un tube central percé de multiples ouvertures.
– Le silencieux à absorption : variante du précédent, l’espace laissé libre entre le tube central et la paroi extérieure est occupé par une matière absorbante pour les gaz (laine de roche ou laine de verre) qui en diminue la sonorité.
– Le silencieux à réflexion : les gaz traversent des chambres (délimitées par des chicanes) dont le volume intérieur est calculé en fonction des fréquences sonores à atténuer.
– Le silencieux combiné : c’est le plus moderne et donc le moins indiqué pour nos anciennes : il rassemble les deux techniques précédentes dans un même corps, tout en restant de petite taille.
LA DUREE DANS LE TEMPS
Un échappement d’automobile n’est pas éternel, loin s’en faut, surtout sur nos Panhard où le silencieux transversal arrière garde volontiers la condensation et se rouille de l’intérieur.
La ligne d’échappement s’use plus vite sur un véhicule âgé.
Ainsi, un échappement acier qui durera 6 ans sur un véhicule neuf (je ne parle pas des catalytiques) n’atteindra que 2 à 3 ans sur nos véhicules anciens.
Sachez aussi que les trajets courts et occasionnels le sollicitent davantage, et que l’état du silencieux doit être vérifié moteur en marche.
En usage courant, la route lui fait subir de multiples agressions : projection d’eau et de gravillons , vibrations, chocs. A partir du moment où il est monté sur une voiture, ses jours sont comptés, surtout si la voiture est souvent au garage, car un échappement va se rouiller de l’intérieur d’autant plus que la voiture ne roulera pas souvent.
Comme je l’ai dit plus haut, cette corrosion est due à l’eau qui se condense dans les gaz d’échappement et qui stagne à l’arrêt dans le tube et principalement le silencieux. Il n’y a qu’à voir l’eau expulsée par votre échappement au démarrage et vous comprendrez qu’en roulant souvent, la chaleur de l’échappement favorise l’évacuation des vapeurs d’eau.
Extérieurement, la tubulure d’échappement s’oxyde plus ou moins rapidement selon la qualité de protection du métal ; et on peut éventuellement le protéger : soit par l’application facile et peu onéreuse d’une peinture « haute température » sur une tubulure propre, s’il s’agit d’une voiture sportive, soit par un émaillage (un coûteux travail de professionnel) qui correspond plutôt aux voitures haut de gamme.
L’INOX
A la place d’un échappement acier traditionnel, il y a bien entendu la solution d’un montage en inox qui éliminera pour quelques années les risques de corrosion.
Mais néanmoins, il y a un revers à la médaille : d’une part c’est un équipement coûteux et d’autre part, l’inox favorise tellement les échanges thermiques que la chaleur qui s’en dégage risque de brûler les élément qui le touchent.
De même la sonorité d’un pot en inox est très différente d’un acier, ce qui n’est pas du goût de tout le monde.
Enfin, il faut parler du montage de l’échappement : toute la ligne collecteur-tubulure-silencieux supporte mal les vibrations quand l’alignement des différents morceaux n’est pas parfait.
Et si la rupture de fixation survient à la longue sur l’acier, elle est très rapide sur l’inox. Autrement dit, plus vous investirez dans un échappement de qualité, plus le montage devra être soigné sous perdre d’y perdre du temps… et de l’argent.
Sur notre DB HBR du Mans Classic, nous avons eu la primeur et l’avantage de tester le nouveau silencieux réalisé pour l’Amicale DB : le résultat est très position tant au niveau sonore qu’au niveau qu’au niveau du rendement. Il faut dire qui était à l’extrémité d’une ligne d’échappement directe sans pôt de détente, comme sur le Le Mans ou certaines 24 BT.
Au départ les MEP d’origine étaient équipées d’un échappement libre simplement relié au niveau de la liaison moteur / boite par un tube perpendiculaire aux crosses pour équilibrer les gaz (peu efficace)
Puis, à cause de sonorité excessive (merci les écolos !) j’ai du équiper ma MEP X2 de deux silencieux achetées chez GT2i qui terminaient les crosses, moins bruyants et très efficaces !
Enfin, certains (la majorité) avaient conservé le Y de liaison des deux échappements pour un meilleur rendement : encore fallait-il bien calculer le bon point de raccordement !
Charly RAMPAL