Le sujet de la contre-pression est l’un des plus mal compris dans le monde automobile. Beaucoup de gens ont des opinions et des explications différentes, allant de « la contre-pression est toujours mauvaise » à « vous avez besoin d’une contre-pression X pour permettre à Y de fonctionner efficacement ». Donc aujourd’hui, décomposons ce qu’est la contre-pression et ce que vous voulez faire avec elle.
De nombreuses voitures à turbo après-vente et à aspiration naturelle de série utilisent ce que l’on appelle un collecteur logarithmique. Ceux-ci ne sont pas excellents pour le balayage à un point particulier de la gamme de RPM, mais fournissent souvent une large diffusion du couple au détriment de la performance totale.
Alors, qu’est-ce que la contre-pression d’échappement ? Fondamentalement, l’ensemble du système d’échappement est une restriction de débit géante, avec des choses comme les silencieux et les convertisseurs catalytiques entravant le flux d’air, ce qui entraîne une augmentation de la pression en amont.
Cette pression finit par agir sur l’arrière de la soupape d’échappement, et c’est mauvais. Pourquoi ? L’air aime s’écouler de la haute pression vers la basse pression, et la volonté de l’air de s’écouler est grossièrement proportionnelle au différentiel de pression.
Lorsque vous êtes sur la course d’échappement, vous voulez pousser les gaz d’échappement aussi efficacement que possible pour permettre un meilleur rendement volumétrique et un minimum de produits de combustion restant dans le cylindre. Cela signifie que vous voulez le maximum de pression différentielle, et donc le moins de contre-pression.
Donc, lorsque nous avons une contre-pression élevée, nous avons un mauvais balayage (le processus d’évacuation des gaz d’échappement du cylindre et d’aspiration d’une charge d’admission fraîche). Cela cause deux problèmes, d’abord notre efficacité volumétrique a chuté, donc nous avons moins d’air d’admission aspiré, donc nous ne pouvons pas injecter autant de carburant, et faire moins de puissance. Deux, nous laissons certains produits de l’événement de combustion précédent dans le cylindre, ce qui entraîne des problèmes avec la combustion suivante.
Les voitures de F1 à aspiration naturelle ont des collecteurs de longueur magnifiquement réglés, conçus pour une VE de pointe agréable et élevée dans la gamme de RPM.
Parlons du mythe selon lequel vous devez avoir une contre-pression pour qu’un moteur fonctionne bien, car c’est tout simplement faux. La contre-pression est naturellement créée à divers points de votre plage de RPM en raison de la nature de la conception de l’échappement, mais elle n’est jamais souhaitable.
Lorsque nous avons un système d’échappement, nous acheminons souvent plusieurs coureurs (un de chaque cylindre) dans un collecteur où ils se rencontrent tous. Ce collecteur est effectivement une expansion rapide du diamètre du tuyau à partir d’un seul tuyau. Lorsqu’une impulsion d’échappement d’un cylindre frappe le collecteur, une onde de pression de raréfaction (faible densité) se forme, qui remonte en amont vers les soupapes d’échappement, diminuant la pression à la soupape.
Selon la longueur des couloirs, cela entraînera un déplacement des performances de pointe vers différentes plages de régime. Vous pouvez également utiliser les impulsions des autres cylindres pour vous entraider et améliorer vos performances de balayage. Si cela semble un peu compliqué, c’est expliqué plus en profondeur dans la vidéo en bas de page.
Les voitures de dragster haut de gamme ventilent leurs collecteurs directement dans l’atmosphère, ce qui produirait une forte impulsion de balayage. Les collecteurs sont également de très grand diamètre, cependant ces voitures débitent beaucoup et ont une grande capacité par cylindre.
Alors pourquoi la contre-pression serait-elle considérée comme aidante ? Eh bien, avec le balayage de l’onde de pression de longueur accordée, il aide la performance dans certaines plages de RPM, et le rend pire dans d’autres. Donc, si nous avons une voiture stock (même avec un collecteur log), et ensuite aller et réduire la contre-pression en aval, nous changeons les propriétés d’expansion et déplacer où les pics d’efficacité volumétrique sont sur ce moteur.
Sans réajustement, cela pourrait entraîner une baisse des performances sur toute la ligne, ou avec un réajustement ou un calculateur à apprentissage automatique, la forme de la courbe de couple changerait, ce qui pourrait entraîner plus ou moins de puissance de pointe. Les vitesses entrent aussi souvent en jeu. Souvent, les gens qui ont monté un échappement de diamètre massif ou un collecteur et qui voient une baisse de puissance ont diminué leurs vitesses d’échappement de manière significative, et par conséquent ont perdu une partie de la force des effets inertiels de l’échappement en raison de la vitesse plus lente des gaz.
Ma voiture de course personnelle a un échappement extrêmement court et à faible contre-pression. Son turbo se déclenche significativement plus tôt que le moteur de même spécification avec un échappement de pleine longueur.
Nous devrions également parler rapidement des voitures à turbo. Les turbos sont alimentés par deux choses – la chaleur et le différentiel de pression. Si vous augmentez la contre-pression sur un turbo, vous diminuez l’efficacité du turbo, et la seule façon de compenser cela est d’augmenter la pression de sortie de la soupape d’échappement, ce qui rendra votre balayage pire.
Le balayage des ondes de pression est beaucoup moins important sur les voitures à turbo, car la suralimentation du turbo est une contribution beaucoup plus importante à la performance totale, donc vous optimisez généralement le collecteur/les coureurs pour un spool maximum. Cependant, vous voulez toujours que le balayage soit raisonnable, et vous pouvez y parvenir en diminuant la pression de l’ensemble du système d’échappement. Morale de l’histoire ; voiture turbo, faites chuter cette pression post turbine aussi bas que possible.
Pour plus de détails, regardez la vidéo ci-dessous!
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