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  • Tout savoir sur l'échappement

    Dossier Technique
    Tout savoir sur l'échappement
    Par Philippe Boeri.

    tout savoir sur l'échappement pour modélisme sur voitures télécommandées

    Les échappements, il en existe de toutes les sortes, de toutes les longueurs et de tous les matériaux où presque. Ces pots que l’on appelle aussi des résonateurs se situent parmi les éléments indispensables au bon fonctionnement de toute auto thermique équipée d’un moteur du même type. Leur fonction vise non seulement à atténuer le bruit au cours de l'utilisation, mais aussi et surtout à permettre au moteur de délivrer son meilleur rendement, tant en termes de reprise que de vitesse de pointe.

    Distinguons l’essentiel
    De 1,5 cm3 à 26 cm3 et plus, les moteurs thermiques employés sur les voitures radio commandées fonctionnement d’une manière un peu différente de celle des « vrais » moteurs que l’on retrouve sur une voiture à l’échelle 1. A savoir que contrairement à ceux-ci, ils ne possèdent pas de soupapes à l’admission. Nos moteurs se définissent donc comme des mono cylindres dont l’admission, la combustion et l’expulsion des gaz brûlés s’effectue par le seul biais du piston à l’intérieur du cylindre. Lorsque le piston arrive dans sa phase finale d’évacuation des gaz brûlés, les gaz frais sont propagés en direction de la sortie d’échappement. C’est précisément à ce niveau que le pot d’échappement va commencer à jouer son rôle. Un rôle capital pour le rendement du moteur, car il doit être capable de chasser en totalité les gaz brûlés qui viennent d’être crées, tout en veillant dans le même temps à ce que les gaz encore tout frais ne soit pas expulsés par la porte de sortie avant d’avoir été brûlés ! D’où l’importance d’être équipé du bon pot d’échappement ou du bon résonateur. Car les pots, il faut le savoir, répondent souvent à des caractéristiques qui leur sont propres en fonction de la cylindrée du moteur et de leur conception. Ainsi, il apparaît clair qu’un moteur dont la chemise possède des diagrammes fermés, une lumière d’échappement très ouverte ou bien une faible cylindrée ne réclamera pas le même pot d’échappement qu’un moteur de 26 cm3 de voitures 1/5ème ou bien qu’un moteur de piste 1/8ème. Cela tombe sous le sens !

    tout savoir sur l'échappement pour modélisme sur voitures télécommandées
    Sur les voitures à l’échelle 1/5ème, il est fréquent que les pilotes aient recours à un échappement ou à un résonateur dont la longueur mais aussi le volume interne a été calculé en fonction de la cylindrée du moteur afin d’optimiser le rendement de celui-ci.



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    Plusieurs formats

    Pour bien savoir de quoi l’on parle, il convient d’abord de distinguer tous les types d’échappements qui s’offrent à nous sur les voitures thermiques radio commandées. Au premier rang figurent bien évidemment les modèles qui sont associés aux kits de loisir. Ce type de pot n’est généralement pas homologué comme l’on a coutume de dire. Autrement dit, ils ne vous permettront pas de pouvoir vous inscrire dans des compétitions officielles régies par la fédération Française de voitures radio commandées. Car pour cela, vous devez disposer à tout prix d’un pot d’échappement règlementaire sur lequel la mention Efra doit être apposée en toutes lettres à l’extérieur du pot, de même qu’un numéro d’homologation. Le second type de pot d’échappement que l’on peut être amené à rencontrer est défini par les pots de compétition. Il s’agit cette fois de pots homologués disposant des deux précieux sésames que nous venons d’énumérer (mention Efra + numéro d’homologation) et qui vous permettent de participer à des courses de championnat Open ou Promo, ainsi qu’à des épreuves du championnat de France si le cœur vous en dit. L’avantage de faire appel à un pot homologué va se ressentir tout de suite à deux échelons. Premièrement, ces pots répondent à des normes de fabrication plus strictes qui les conduit à réduire de façon importante leur niveau sonore au cours du fonctionnement. D’autre part, la plupart des pots homologués sont fabriqués par les motoristes eux-mêmes, qui s’arrangent pour que leurs performances soient optimales en les adaptant justement aux caractéristiques de leurs moteurs comme nous vous le disions déjà plus haut.

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    Voici un pot d’échappement d’une voiture à l’échelle 1/5ème. Comme on le voit, celui-ci est assez rudimentaire, étant directement fixé à la sortie du carter moteur. On désigne aussi ce type d’échappement par le terme « pot gamelle ».


    Voici une ligne complète d’échappement qui se destine à venir équiper un véhicule à l’échelle 1/8ème. Ce pot est appelé « pot in line » en raison du mode de liaison fixe et sécurisé avec son coude qui s’établit par l’intermédiaire d’une durite et de plusieurs ressorts pour garantir un accord constant durant l’utilisation.


    Voici une ligne d’échappement plus classique dont le mode de liaison entre le coude et le pot s’effectue au moyen d’un morceau d’une durite en silicone et de deux colliers en rilsan. Avec ce type de pot, l’utilisateur pourra envisager de modifier l’accord en intervenant sur la longueur de la durite. Plus la durite sera longue et plus le moteur disposera d’un couple important au détriment de la vitesse de pointe. Et inversement.

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    L’accord

    Pour qu’un pot d’échappement, donc un moteur, délivre son meilleur rendement, les fabricants ont recours à un vecteur principal de performance qui est le cône. Celui-ci vient se loger à l’intérieur de l’échappement, généralement près de la pipe de sortie. Ce cône va influencer très clairement les performances du pot, et donc celles du moteur selon son emplacement. Fixé en arrière de la sortie du pot (donc bien avant celle-ci), le cône en question sera en mesure de vous donner un pot d’échappement qui délivre beaucoup de couple. Placé après la sortie d’échappement (donc vers la terminaison du pot) le cône sera susceptible de vous apporter une très bonne vitesse de pointe.
    Le réglage de l’accord du pot d’échappement n’en demeure pas moins comme le plus influent pour modifier la façon dont va se comporter votre moteur. Concrètement, accorder son pot d’échappement revient à faire varier la distance qui sépare l’entrée du pot d’échappement de la sortie du coude. Le changement de l’accord peut également s’obtenir en faisant varier la distance qui sépare la sortie d’échappement du carter moteur de l’entrée du coude d’échappement ou de l’échappement en lui-même. Si l’on applique des méthodes plus scientifiques, la mesure de l’accord doit s’effectuer en principe en raccourcissant ou en allongeant la distance qui sépare le point d’allumage du centre de la bougie de l’entrée du pot d’échappement. Cette mesure étant bien impossible à réaliser dans la réalité, faute d’un outillage réellement adapté à une telle acrobatie, l’accord se modifie plutôt en agissant sur la distance qui sépare le coude du pot d’échappement. Dans la réalité, on va dire que l’accord se modifie aussi en fonction des catégories que l’on pratique. Sur les grosses échelles comme le 1/5ème par exemple, et dans certains cas avec des moteurs de 3,5 cm3, les pilotes auront plutôt tendance à modifier l’accord en portant leur attention au niveau de la sortie d’échappement du carter moteur, en insérant une bague plus ou moins épaisse entre celle-ci et l’entrée du pot d’échappement. Plus la bague qui est logée entre la sortie du carter moteur et le pot est épaisse, et plus le moteur aura tendance à afficher un couple important. Autrement dit, à faire preuve de beaucoup de puissance à bas et à moyen régime au détriment de la vitesse de pointe finale. En piste ou en tout terrain, dans les échelles 1/8ème et 1/10ème, on aura plutôt tendance à modifier l’accord de l’échappement en intervenant entre les liaisons formées par le pot et le coude. Tout dépend en réalité du type d’échappement que vous avez sur votre auto. Si vous disposez d’un pot d’échappement classique ou loisir, il ne vous aura sans doute pas échappé que votre pot est relié à son coude par l’intermédiaire d’une durite en silicone fixée par deux colliers en rilsan. Pour modifier l’accord, vous pourrez commencer par allonger la durite au maximum pour augmenter l’espace séparant le coude et le pot. Dans ce cas, votre moteur aura davantage de couple, mais verra en revanche sa vitesse de pointe finale plafonner. Si vous souhaitez raccourcir l’accord, la première chose à entreprendre consiste à d’abord rapprocher au maximum le pot et le coude via la durite. Dans le cas où cela ne suffirait pas, vous pouvez même légèrement fraiser l’entrée du pot d’échappement, à l’aide d’un bon cutter par exemple, afin que le coude pénètre légèrement dans le pot. La durite étant toujours là pour sécuriser la liaison entre ces deux éléments. Cette modification aura pour but de vous apporter une meilleure vitesse de pointe mais rendra en contrepartie votre moteur beaucoup plus creux à bas régime lors des reprises. Si vous souhaitez obtenir toujours plus de vitesse de pointe, vous pouvez même envisager des mesures encore plus radicales comme celle qui consiste à couper quelques millimètres du coude à l’aide d’une scie à métaux. Mais attention, cette méthode doit se limiter à 3 ou 4 millimètres maxi seulement, car sinon, vous risquez de tellement perdre de puissance à bas régime que la vitesse de pointe ainsi récupérée ne vous servira finalement à rien, car votre auto n’aura plus suffisamment de pêche pour se relancer sur la piste.

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    Voici les trois types de coudes d’échappement in line que l’on trouve actuellement sur le marché. A gauche, le premier coude est un modèle qui de par sa forme s’adresse exclusivement à des voitures de piste. Au milieu, nous trouvons un coude arrondi qui ouvre large de façon à pouvoir raccorder un pot d’échappement sans que celui-ci ne vienne frotter contre le réservoir. A droite enfin, nous trouvons un coude plus fermé dont l’angle décrit plutôt une virgule.


    Sur un moteur thermique de 3,5 cm3, l’accord de l’échappement peut également être modifié en mettant en place une bague entre la sortie d’échappement du carter moteur et l’entrée du coude. Cette modification ayant pour but d’augmenter le couple.


    Même les pots gamelle ont la possibilité de pouvoir influer sur l’accord et sur les performances du moteur. Il existe pour cela des bagues que l’on peut placer entre la sortie du carter moteur et le pot. Celles-ci feront varier la couple en fonction de leur épaisseur (on obtient davantage de couple si la bague est plus épaisse).


    Sur une voiture dotée d'une liaison d'échappement par durite, on modifiera l'accord en jouant sur la longueur de cette dernière, en laissant un espace plus ou moins important entre la sortie du coude et l'entrée du pot d'échappement.

    Dans le cadre d’un pot d’échappement in line, le distance qui sépare le coude du pot est normalement sécurisée d’origine par une petite durite de liaison et des ressorts. Mais elle n’est pas figée pour autant.
    Lorsqu’il s’agit de modifier l’accord avec un pot in line, plusieurs solutions vont normalement s’offrir à vous. La première consiste là encore à venir placer une bague métallique en aluminium entre la sortie du coude et l’entrée du pot. Mais encore faut-il que le fabricant ait pensé à vous offrir cette alternative lors de la conception. La méthode la plus conventionnelle passe par l’adoption de coudes de différentes longueurs ou qui décrivent des courbures différentes. L’occasion de vous décrire maintenant les effets exercés par tel ou tel type de coude. Un coude court apporte de la vitesse de pointe, mais diminue le couple. Dans ce cas, le moteur sera donc un peu plus à la peine lorsqu’il évoluera sur une plage à bas régime, mais montera plus facilement dans les tours. Pour encore mieux profiter d’un coude court, il est même parfois conseillé de raccourcir le rapport de transmission pour que le moteur récupère un peu de ce qu’il a perdu à bas régime. Tout ceci n’est pas sans influence sur la consommation, qui contrairement à ce que l’on pourrait penser, aura parfois tendance à diminuer dans un tel cas de figure.
    Quand privilégier un accord court ? On privilégiera un accord court dans les discipline de piste en priorité. En particulier sur les pistes rapides et qui comportent pas mal de lignes droites. En tout terrain, un accord court s’utilise dans les mêmes conditions et notamment sur des pistes au relief très plat et qui comportent très peu de tremplins (bosses) à franchir.
    En marge de cela, il existe des coudes moyens qui présentent l’avantage d’offrir un compromis idéal en couple et en prise de tours/minute.
    Les coudes longs offrent en revanche tout l’opposé de ce que nous venons de décrire précédemment. Un coude long est celui qui va vous donner le maximum de couple, donc de punch à bas et à moyen régime. La contrepartie, c’est que votre voiture perdra quelques tours en vitesse de pointe, ou qu'elle pourra vous donner le sentiment de plafonner et qu'elle consommera aussi un peu plus que d’ordinaire.
    Quand privilégier un accord long ? D’une manière générale, on privilégiera un accord long sur les pistes courtes et en tout terrain, sur les circuits comportant un maximum de zones de saut à franchir où il est nécessaire, voire impératif de posséder beaucoup de pêche à bas régime pour s’élancer sur les bosses. Un accord plus long pourra aussi se justifier par la présence d’une auto assez lourde à tracter comme un monster truck ou un truggy, ou bien dans des conditions bouseuses.


    Sur un pot in line, la terminaison du coude et l’entrée du pot vont s’emboîter l’une dans l’autre. Une durite d’échappement du même type que celle que l’on retrouve à la sortie d’échappement du carter moteur va servir à faire l’étanchéité entre ces deux éléments.


    Lorsque vous utilisez une ligne d’échappement in line, il est également possible d’en modifier l’accord selon les fabricants, en insérant une bague dont l’épaisseur pourra varier entre la sortie du coude et l’entrée du pot comme ici.


    Voici un échappement in line monté avec un coude court. Dans ce cas, avec un même carburant, la même bougie, le même rapport de transmission et les mêmes réglages, le moteur disposera d’une meilleure vitesse de pointe mais d’un couple moins important. A utiliser sur les tracés rapides composés de bonnes lignes droites, et à fortiori aussi, en piste sur le goudron, ou sur les pistes plates en TT.


    Dans le dernier cas, cet échappement in line a été monté avec un coude de courbure moyenne. Le meilleur moyen pour disposer d’un compromis idéal entre suffisamment de couple, sans pour autant négliger la vitesse de pointe.


    Voici au contraire un échappement disposant d’un coude très long. Dans le cadre de cet exemple, il est clair que la priorité a été accordée au couple de façon à ce que le moteur dispose d’un maximum de punch dès le départ arrêté. La nécessité d’un coude long pour disposer de plus de couple peut s’expliquer par une auto plus lourde à tracter comme un monster truck ou un truggy par exemple, ou bien par une piste courte et composée de nombreux tremplins de saut à franchir.

    La pressurisation

    Destinée à l’origine à tous les moteurs dont le diamètre du carburateur se situait au dessus de sept millimètres (Une ouverture sous laquelle l’effet d’aspiration crée par le passage des gaz d’air frais dans le carburateur ainsi que par l’action de la gravité s’effectue presque d’elle même), la pressurisation s’est très vite imposée comme un élément annexe indispensable au bon fonctionnement de tout moteur thermique.
    Elle reste étroitement solidaire du pot d’échappement, c’est pourquoi il convient de rappeler les quelques règles qui régissent un fonctionnement correct de celle-ci.
    Dans son principe, la pressurisation se matérialise par un morceau de durite en silicone similaire à celui qui relie le réservoir au carburateur pour approvisionner celui-ci en carburant, mais qui relie cette fois le réservoir à l’échappement. Dans la pratique, son fonctionnement veut qu’une partie des gaz générés par l’intérieur du pot d’échappement crée une sorte de sur pression à l’intérieur du réservoir pour accélérer l’arrivée du carburant en direction du carburateur. Il s’agit là en quelque sorte d’une suralimentation simplifiée.
    La pressurisation doit respecter quelques règles comme celle qui impose que sa prise d’entrée sur le pot d’échappement se situe avant l’entrée du cône placé à l’intérieur du pot, et de préférence vers le milieu de l’échappement. Pas de problème à ce niveau si vous utilisez un pot moderne et à fortiori in line sur lequel l’emplacement idéal aura été pré déterminé par le fabricant. Ensuite, la durite en silicone chargée de relier le pot au réservoir devra respecter une certaine longueur minimale que nous établirons à 20 centimètres. Il s’agit là d’une précaution à prendre pour que les gaz de l’échappement ne provoquent pas une poussée trop violente du carburant qui pourrait faire caler votre moteur en l’engorgeant dans des circonstances très particulières. Lors des ravitaillements, pour ne citer que ce cas très fréquent.
    Enfin sachez que modifier la longueur de la pressurisation n’est pas sans conséquence aussi sur la façon dont va se comporter votre moteur. Si vous optez pour une pressurisation longue qui excède les 30 centimètres par exemple, votre moteur aura tendance à devenir plus creux à bas régime, plus linéaire. Si vous diminuez au contraire la longueur du tuyau et que vous passez en dessous du seuil fatidique des 20 centimètres, le moteur sera tout de suite un peu plus nerveux, un peu plus brutal dès que vous accélérerez. Dans tous les cas, sachez qu'il est préférable de faire appel à 10/25 centimètres de durite pour que la pressurisation fonctionne correctement sans vous poser de problème.


    La pressurisation est un élément indispensable qui fait partie des composantes de fonctionnement d’un pot d’échappement. Côté pot, cette prise doit toujours se situer avant l’entrée du premier cône interne situé à l’intérieur du pot, et de toute façon bien en deçà du coude de sortie de l’échappement.


    La pressurisation est également liée au réservoir. Il s’agit d’une durite en silicone qui vient se fixer sur le bouchon de celui-ci en faisant la liaison jusqu’à l’échappement. Pour une bon fonctionnement de la pressurisation, il est important que la durite mesure au minimum 20 centimètres.