Collettore 4-1 - Realizzato da MasterPc

Uno dei sistemi per ottenere da subito un notevole incremento di prestazioni è l'adozione di un collettore di scarico in acciaio.

Attenzione: la sua sostituzione mette l'auto in condizioni di non essere omologata per il suo uso stradale ma solamente per l'uso in pista o su strade private: l'utilizzo di un collettore diverso dall'originale su auto circolanti su strade pubbliche è sotto stretta responsabilità del proprietario.

La sostituzione del collettore può essere anche un sistema per risparmiare sulle riparazioni / sostituzioni dell'originale, in quanto quest'ultimo tende a volte a creparsi e danneggiarsi, e migliorare allo stesso tempo la resa del propulsore.

Sostituire il collettore di scarico è, in genere, la modifica che fa guadagnare più cavalli / coppia tra tutte le modifiche fattibili su un motore aspirato (oltre alla centralina e all'uso di un set di camme sportive) ed in genere il guadagno si aggira tra i 5 ed i 10cv in potenza massima ed un cospicuo aumento di coppia, a seconda del tipo di motore e modifiche apportate.

Il collettore 4-1 valorizza, come indicato nelle considerazioni tecniche, la resa termica del motore ai medio-alti regimi.

La coupe Hyundai, con il collettore originale "4-1", ha un'erogazione "rilassata" ai bassi regimi, sia per la sua configurazione ridotta e poco curata nella fluidodinamica che per la presenza di un catalizzatore a 400 celle estremamente vicino all'uscita dei cilindri che peggiora ancor di più la resa termica: la sostituzione del blocco collettore/catalizzatore, inserendo un collettore in acciaio 4-1, aumenterà molto la resa del propulsore, soprattutto agli alti regimi valorizzando al massimo la resa del motore.

La coupe Hyundai sembra non risentire molto dell'assenza del catalizzatore in quanto non sembra perdere eccessivamente nella resa ai bassi regimi con la sua rimozione e l'inserimento del nuovo collettore senza il catalizzatore farà guadagnare comunque qualcosa ai medio-bassi.

L'inserimento di un catalizzatore a 100/200 celle ovale (per 2000cc almeno) nel tratto centrale può aumentare ulteriormente la resa ai bassi, consentendo anche all'auto di non inquinare l'ambiente.

Esistono molti tipi di collettori, la maggior parte dei quali prodotti all'estero, tra questi citiamo i collettori 4-1 che si possono trovare nel sito www.sharkracing.com, sito particolarmente specializzato in accessori per tuning per coupe, ad un costo tra i 400 ed i 500 dollari + spedizione e tasse doganali oppure quello costruito di recente (2006) dalla Ctss.

Tuttavia i collettori esteri devono essere "adattati" per poter essere inseriti nel sistema di scarico della nostra auto: le versioni per cui sono studiati sono le coupe 1.8/2.0 americane o coreane mentre la 1.6/2.0 europea, eccetto qualche eccezione, varia dai modelli esteri nella posizione del catalizzatore e, soprattutto, per disposizione e distanza delle flangie e dei tubi sotto scocca.

Oltretutto, i collettori comprati all'estero, sono stati studiati, ricordo, per le versioni 1.8/2.0: la resa può essere ottimale per il 2.0 europeo, ma forse più scarsa per i modelli 1.6 che sono più piccoli di cilindrata e quindi minori per quantità di gas espulsi, nonostante siano identici come flangie di scarico e dimensioni strutturali.

La motivazione è da ricercarsi soprattutto nella "cubatura" delle condutture, in quanto i tubi sono particolarmente lunghi e per questo, per riuscire a riempire con i gas tutto il percorso, sarebbe necessaria una preparazione spinta del motore facendogli bruciare più benzina/aria (cosa che risulta appena sufficiente nel caso del 1.6 in configurazione originale o leggermente elaborato) migliorando l'erogazione solamente in maniera "leggera".

Con la collaborazione di alcuni iscritti del club Shark Racing, è stato studiato un collettore 4-1 in acciaio che avesse la particolarità di riuscire ad adattarsi perfettamente alla configurazione originale dell'auto evitando di andare a modificare altre tubazioni e permettendo di installare il collettore in poco meno di 30 minuti dal proprio meccanico.

In contemporanea, da parte degli utenti del club TiburonDriversTeam, partì un progetto per realizzare lo stesso tipo di collettore (installabilità) ma in configurazione 4-2-1.

Lo studio della configurazione 4-1 è stato valutato per avere la massima resa possibile di potenza ed erogazione del motore del coupe, che esaltasse le già buone doti del motore agli alti regimi fornendo ancor di più la sensazione di "coupe sportivo", anzichè migliorare l'erogazione nei medio-bassi come avviene generalmente in un 4-2-1.

Dopo 3 mesi di studio sono state fatte delle flangie di testa, con taglio al laser, perfettamente combacianti con la testa del motore DOHC, una dima riportante le dimensioni del collettore originale e tramite un'azienda meccanica sono stati eseguiti i lavori di costruzione di un primo prototipo.

Lo studio è stato eseguito lavorando sulle dimensioni originali, sui dati ricercati su internet nella costruzione di collettori simili e, soprattutto, sulla fluidodinamica dei gas: cercando di mantenere al massimo la linearità nel percorso e, soprattutto, creando un incrocio dei tubi bilanciato, cercando di "accordare" quanto possibile il collettore e cercando di mantenere, inoltre, gli spazi di ingombro nei limiti strutturali dell'auto.

Il primo collettore eseguito non è stato particolarmente rifinito, per quanto riguarda l'estetica, ma è stato cercato il massimo per quanto riguarda l'efficienza: luci di ingresso lisce, condotti lucidati e esenti da riccioli, saldature con tecnica al TIG, filo continuo ed elettrodo a secondo del tipo di zona da saldare, tubazioni in acciaio inox 304 (l'acciaio 316 risulta qualitativamente migliore ma ininfluente in questo tipo di applicazione e viene usato soprattutto in campo alimentare o in presenza di acidi particolari, ed ha un costo nettamente più elevato), tagli di incrocio equamente distribuiti, massima linearità dei condotti e lunghezza il più uguale possibile dei 4 tubi.

Il montaggio è stato eseguito su un coupe 1.6 seconda serie (2000-2002) con terminale di scarico Remus, filtro aria BMC e impianto GPL di tipo gassoso aspirato.

Il risultato è stato fuori dalle prospettive incrementando il tiro del propulsore sia ai bassi (da 2000 giri), cosa inizialmente non prevista, che agli alti e sia in configurazione a benzina che gpl.

Il motore ha cambiato completamente il tipo di erogazione evidenziando un tiro elevatissimo immediatamente da circa 2000/2500 giri per sfoderare il massimo potenziale dai 3500 giri ai 6500 giri circa senza esitazione alcuna.

Anche il rumore dello scarico è completamente cambiato evidenziando una ottima silenziosità ai bassi regimi e facendo sentire un rombo da motore spiccatamente spinto dai 3500 giri in su, conferendo una elevata aggressività all'auto e soprattutto non aumentando i decibel dello scarico ma solamente la qualità del suono, molto gradevole (enfatizzata dallo scarico Remus).

Il collettore è stato testato inizialmente per circa 5000 km e con un utilizzo abbastanza corsaiolo e non ha evidenziato cedimenti delle saldature e/o cambiamenti di erogazione, ha presentato invece una lieve e uniforme bronzatura dei condotti derivati dal calore intenso dei gas, ma comunque non eccessivo e perfettamente normale per questo tipo di metallo.

A distanza di 1 anno e 30000km il collettore è risultato ancora in perfetto stato, a differenza di circa 2 collettori in ghisa originali crepati nei 30.000km precedenti.

E' stato notato inoltre, dal conducente, un migliore utilizzo dell'auto, soprattutto in città dove si usano prevalentemente i bassi regimi, adesso presenti e stranamente molto corposi rispetto a prima ed un calo leggero dei consumi in un utilizzo tranquillo del mezzo.

Da un successivo studio sul tipo di prestazione ottenuto con questi collettori presumiamo che l'elettronica dell'auto, studiata e calibrata in origine per un'erogazione con un collettore 4-1, con questo collettore riesca a sfruttare molto bene le doti del propulsore senza dover rimappare la centralina, almeno non subito, per ottenere il massimo.

Il collettore, successivamente, è stato ulteriormente migliorato eseguendo uno studio al cad ed il risultato è stato ottimo.

Si noti la difficoltà di eseguire, senza un progetto iniziale studiato al cad, l'incrocio dei tubi: per realizzarlo è stato necessario improvvisare, tagliando e modellando più volte i condotti (con notevole spreco di materiale) per trovare una via di mezzo tra turbolenze e fluidità.

Inizialmente sembrava più semplice realizzare l'incrocio, e questo è costato molto in termini di tempo e materiale... cosa comunque rimediata in seguito.

Trovato un incrocio sufficientemente apprezzabile abbiamo coperto (come si vede in una foto) le zone di "vuoto" e adattato il diametro dell'incrocio a quello della curva.

Tutto sommato la differenza tra il collettore originale e il collettore prototipo "SRH" è evidente se messo a confronto.

L'incrocio, realizzato tramite la costruzione di apposite dime di taglio, è risultato molto più omogeneo ed equilibrato rispetto al prototipo, se si mettono a confronto.

Come si può vedere nelle foto del cad è evidente come ogni tubo (esempio del tubo "verde") sia tagliato appositamente in modo diverso e unico (l'inclinazione dei condotti è diversa tra loro): il centro risulta leggermente spostato di circa 0,5 cm rispetto al centro della flangia e leggermente inclinato di 5° circa rispetto alla flangia della testa.

Inoltre la flangia sul flessible è inclinata di circa 50° rispetto all'asse verticale.

Il collettore SRH è stato sviluppato anche per un secondo alloggiamento per la lambda posizionato sull'incrocio dei condotti per poter scegliere dove riposizionare il sensore.

Per correttezza tecnica la lambda dovrebbe essere collocata all'incrocio, tuttavia, per motivi di lunghezza del cavo e semplicità di montaggio, il suo posizionamento viene generalmente scelto sul condotto laterale; è stato accertato che la carburazione ne viene influenzata in maniera minima.

La qualità raggiunta nelle saldature è, con l'evoluzione di questo collettore, divenuta molto professionale e la pulizia interna dell'incrocio e dei condotti perfetta: questo collettore, con l'esperienza sviluppata direttamente dal club, non è inferiore ai collettori costruiti dai blasonati costruttori di collettori in genere.

Si ricorda che l'auto che farà uso di questo tipo di collettore dovrà essere utilizzata solamente per un uso privato in quanto ricambio non è omologato per l'uso stradale.

Di seguito le ultime foto del collettore SRH 003 le cui saldature sono state migliorate nettamente

Di seguito le foto del collettore SRH 005 Turbolence Master installato con la cover Hot.


Vista dall'alto dei collettori con le fasce termiche Protoxide.	Vista globale del motore con collettori e fasce termiche	Vista frontale dei collettori senza tappo Hot.

Il collettore è stato installato e predisposto per il tappo Hot. Come si può notare (cliccando sulle immagini) non si vede quasi niente e solo andando a guardare da vicino si possono notare le bende termiche installate sui condotti: la foto evidenzia il punto di collegamento della lambda.

Dopo il collettore 005 (6 collettori costruiti, il prototipo è lo 000) la produzione artigianale è stata interrotta per motivi di costruzione e tempo e i dati trovati sono stati utilizzati dalla Protoxide per la costruzione di un nuovo collettore 4-2-1 che avesse i condotti iniziali più lunghi ed un più corto incrocio 2-1.