IL SISTEMA DI SCARICO
Un motore a quattro tempi si caratterizza per un ciclo di lavoro suddivisibile in quattro diverse fasi: l'aspirazione, la compressione, lo scoppio-espansione e lo scarico. Qui ci occuperemo di quest'ultima fase e partiremo dal momento in cui si apre la valvola di scarico, e dal cilindro fuoriescono spontaneamente i gas esausti.
Infatti, l'elevata pressione e calore che regnano nella camera di scoppio, danno modo ai prodotti della combustione di defluire naturalmente dal cilindro verso l'ambiente "esterno". Una piccola porzione di essi, invece, per mettersi in marcia verso l'ambiente esterno, dovrà attendere la "spinta" del pistone che viaggia a forte velocità in direzione del punto morto superiore. L'intera colonna di gas che si è appena formata inizia così il lungo tragitto nel tubo che la porterà verso l'ambiente esterno. Se non si verificassero altri fenomeni, questa massa fluida arriverebbe compatta ed indisturbata a destinazione, ma non è così!
Quando si apre la valvola di scarico, ha contemporaneamente inizio anche un altro fenomeno: viene generata un'onda di pressione che inizia il suo viaggio nella stessa direzione dei gas, ma la sua velocità è pari a quella del suono!!!
Quest'ultima dunque arriva alla fine del tubo di scarico prima della massa gassosa e, trovandosi di fronte l'ambiente esterno (che determina un salto di volume e di pressione notevole), torna indietro cambiando di segno e trasformandosi in depressione (cioè una pressione che viaggia in senso inverso)! Come se fosse una pallina che rimbalza da una parte all'altra di un tubo chiuso alle estremità , l'onda di pressione inizia a fare avanti e indietro attraversando più volte la colonna di gas prima che questa riesca ad uscire, ma perdendo energia e velocità in questa pazza corsa.
I gas combusti dunque viaggiano sempre e solo in direzione del terminale di scarico, ma la colonna che formano simula il movimento di una fisarmonica che si espande o si compatta a seconda del livello di pressione che incontra. Questo effetto è generato dalle onde che si muovono in entrambe le direzioni (ma con velocità diverse) all'interno del tubo.
Se la colonna attraversa una depressione (cioè una pressione che si muove verso i cilindri) i gas si diradano, accade il contrario se l'onda sonora si muove nella direzione opposta accelerando il loro moto.
Una cosa a questo punto dovrebbe essere chiara:
più il percorso che porta dalla valvola all'ambiente esterno è lungo, più tempo impiegherà l'onda di pressione a tornare indietro. Allo stesso tempo essa perderà molta energia nel corso dei "rimbalzi" causando una attenuazione dei suoi effetti. Quindi in un tubo infinitamente lungo non si avrebbero fenomeni di riflessione delle onde. Al contrario, in un tubo corto, le variazioni di pressione si sentiranno moltissimo!
Tutto quello che abbiamo detto sinora ipotizza che
non ci siano variazioni di volume nel tubo (senza silenziatori o biforcazioni). Inoltre fino a questo momento è avvenuta
una sola fase di scarico, del tutto teorica, perché nella realtà queste colonne di fluidi vengono emesse dal motore di continuo!
A complicare la teoria ci pensa ancora una volta la valvola di scarico, che si apre ciclicamente, immettendo nuovi gas e soprattutto nuove onde di pressione che si scontrano con quelle che già si muovono nelle tubazioni. Questi fenomeni accadono molto in fretta, basti pensare che quando il motore gira a 6000 giri/minuto, ogni 20 millisecondi si apre la valvola di scarico per far fuoriuscire una nuova ondata di gas combusti e un'altra famigerata onda sonica di pressione!
Se prima c'era un po' di "traffico" nel tubo, adesso la somma algebrica di onde di pressione e depressione, che viaggiano con direzioni opposte, porta a veri e propri massimi e minimi di pressione.
Per ottenere il massimo rendimento volumetrico del sistema,
si deve verificare la condizione di depressione a ridosso della valvola di scarico e di pressione su quella di aspirazione. Il motore in questo caso non fatica ad ingurgitare la miscela aria combustibile e viene anche agevolato nell'espellere i gas esausti. Nel caso opposto invece, pur continuando a funzionare, offrirebbe un rendimento davvero modesto, sotto forma di scarso vigore e lentezza di reazione nel prendere giri.
Allungando o accorciando il tubo dunque, si può variare "l'accordatura" del motore.
Fino ad ora però abbiamo utilizzato come esempio uno scarico inteso come un tubo dritto. Nella realtà pratica, ogni volta che il tubo di scarico subisce delle variazioni di volume (all'interno di un silenziatore o dove confluiscono le tubazioni di cilindri diversi), vengono generate nuove onde di ritorno, proprio come avviene nel salto di pressione causato dall'ambiente esterno. L'intensità , il ritmo ed il verso con cui esse si propagano però dipende dal tipo di "ostacolo" che incontrano, quindi si può variare la risposta del sistema anche intervenendo in modo diverso dal semplice allungamento o accorciamento del tubo di scarico.
Vi accenno anche che in tubazioni strette e lunghe si verificano fenomeni tali che rendono migliore l'erogazione ai bassi e medi regimi di rotazione (pulsazioni lunghe), mentre per avere coppia e potenza ad alti regimi si impiegano tubazioni corte e di dimensioni più generose (che originano pulsazioni più brevi). E questo è vero sia per il lato aspirazione, sia per quello di scarico.
A questo punto è necessario sottolineare un concetto: le onde di pressione non devono essere considerate dannose per un propulsore; ad esse, infatti, si deve rendere il merito del "risucchio" allo scarico (che migliora la respirazione) altrimenti impossibile. Il problema semmai è quello di verificare come si può fare ad "addomesticarle", sfruttandole al meglio in un range di utilizzo più esteso possibile.
Per quanto possa sembrare strano, infatti, un motore dotato di opportuni cambiamenti di sezione del tubo di scarico o di silenziatori, offre maggior potenza di uno dotato solamente di un breve tubo e lo scarico libero!
La figura sopra mostra come è possibile garantire il massimo rendimento volumetrico del propulsore attraverso una buona respirazione. Per quanto riguarda lo scarico, è necessario che in prossimità della valvola di scarico si verifichi una depressione in grado di "risucchiare" i gas combusti nella tubazione che porta all'ambiente esterno.
Al contrario, dal lato aspirazione, una elevata sovrapressione contribuisce a "spingere" quanto più possibile la miscela aria/benzina nel cilindro. Se si verificano entrambi questi fenomeni, "l'accordatura" del motore risulta perfetta, garantendo le massime performance che può offrire il propulsore.
) è costituito da un involucro metallico, ricoperto da uno strato di materiale coibente necessario per mantenere le temperature di catalisi tra i 300° e gli 850° C, contenente un blocco ceramico o metallico a nido di ape, un film di allumina con uno spessore specifico variabile, detto anche wash coat. 
