En bref, les plus hautes températures qu’un collecteur d’échappement ou un tuyau d’échappement devrait jamais atteindre seraient d’environ 850°C (1 600°F). À titre indicatif, les métaux commenceront à devenir rouges à 500°C et seront d’un rouge cerise foncé à environ 635°C (1 175°F).
Les parties les plus chaudes de votre système d’échappement seront soit un coude dans un tuyau d’échappement juste à côté du cylindre dur, soit autour du convertisseur catalytique.
Les températures augmentent naturellement lorsque le régime ou la charge de travail du moteur augmente. C’est à ce moment que le moteur consomme le maximum de carburant et produit le plus de couple ou de puissance.
Les tests sur les températures du système d’échappement de voitures routières typiques variaient de 120°C (250°F) à 50kph (30mph) jusqu’à 550°C (1 020°F) à 112kph (70mph).
Il existe 3 façons d’éviter d’endommager les composants proches dans les conditions ci-dessus :
- Isoler le tuyau d’échappement pour garder la chaleur à l’intérieur du tuyau
- Placer une barrière réfléchissante avec un espace d’air entre le tuyau d’échappement et le reste du compartiment moteur et ses composants
- Ajouter des matériaux réfléchissants et isolants aux objets qui pourraient être endommagés par la chaleur rayonnante provenant des tuyaux d’échappement ou du collecteur.
Nous utilisons généralement des enveloppes ou des rubans d’échappement et nous les enroulons en spirale autour du tuyau d’échappement ou du collecteur pour garder la chaleur à l’intérieur des tuyaux. Des tests ont montré que les enveloppes d’échappement peuvent réduire les températures de la baie moteur jusqu’à 50 %. Ces enveloppes d’échappement peuvent être fabriquées en fibre de verre (commence à fondre à 815°C), en silice, en basalte et en céramique.
Les constructeurs automobiles ont également pris conscience de l’importance du contrôle de la chaleur et la plupart des voitures de modèles récents ont des boucliers thermiques en aluminium ou en acier gaufré. Ceux-ci sont généralement montés à l’air libre à environ 1 à 2 cm de l’échappement ou du collecteur d’échappement. Cet espace d’air permet d’évacuer l’excès de chaleur.
Des manchons thermiques sont également maintenant utilisés dans de nombreuses baies moteur de voitures neuves pour réduire les risques de dommages causés par la chaleur aux câbles, au câblage, aux tuyaux et aux lignes dures. Ces manchons sont généralement une stratification de feuille d’aluminium et d’un support isolant en fibre de verre. Ces manchons utilisent la capacité de réflexion de la feuille d’aluminium réfléchissante pour repousser la chaleur radiante. Le support en fibre de verre confère au manchon de la résistance mais agit également comme un isolant.
Certains manchons thermiques utilisent une couche extérieure en feuille de mylar. Le mylar est fabriqué à partir d’une couche microscopique de feuille laminée à une couche extérieure de résine polyester. Celle-ci est généralement doublée d’une couche isolante en fibre de verre. La couche extérieure de polyester rend le Mylar très résistant, mais elle brûle à environ 200°C (400°F). Kool Wrap utilise une feuille d’aluminium extérieure plus épaisse recouverte de fibre de verre isolante. Ce matériau est disponible sous forme de manchon ou de feuille, ce qui permet de l’utiliser pour isoler des composants automobiles tels que le démarreur ou la cloison pare-feu. La feuille Kool Wrap et la fibre de verre peuvent résister à des températures approchant les 660°C (1 220°F).
Souvenez-vous que l’air est en fait un excellent isolant lorsqu’il est piégé dans de petites poches. L’air est excellent pour la convection (chauffage par ventilateur électrique) mais est un mauvais conducteur de chaleur en raison de sa faible masse. Vous pouvez en voir la preuve dans la mousse de styrène ou les matelas d’isolation des plafonds. Ces deux produits sont conçus pour emprisonner les poches d’air et réduire la conduction de la chaleur. Le matériau agit comme un bloc thermique. La chaleur ne peut pas être transférée à travers le matériau. Il en va de même pour les enveloppes d’évacuation et les couvertures ou enveloppes en fibre de verre ou en silice. L’air piégé entre les fibres réduit la conduction thermique.
Un bon exemple d’air piégé agissant comme une barrière thermique est celui des fenêtres à double vitrage.