Publicado por Taller Actual

El sistema de escape

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Sabemos que la carrera o ciclo de escape, es la fase en la cual se produce la expulsion del cilindro, de los gases ya combustionados. El escape sucede a la carrera o ciclo útil de expansión. En los motores de cuatro tiempos, el piston efectúa una carrera desde el Punto Muerto Inferior, hasta el Punto Muerto Superior, con la válvula de admision cerrada y la de escape abierta para expulsar a los gases ya quemados.

Esto es por lo tanto, la cuarta fase del ciclo de 4 tiempos, en ella el piston actúa como una bomba que expulsa los gases calientes, y en la carrera siguiente de descenso del piston se produce la admision, es decir el ingreso de aire fresco.

Dichos gases se evacúan través de un múltiple o collector de escape, montado sobre la tapa de cilindros, seguido por conductos, catalizador y silenciador, todo esta para expulsar los gases de la cámara de combustión, cumpliendo con las exigencias de funcionamiento del motor, las normas o reglamentos que regulan el nivel de las emisiones contaminantes, y los de la contaminación acústica (ruidos o rumorosidad en aceleración).

Cuando los gases son expulsados de los cilindros, tienen la forma de “ondas pulsantes”. Es decir que son ondas sonoras que se superponen entre ellas en el caso de los motores multicilindros. Estas ondas de presión pueden ser aprovechadas en el colector, para facilitar la descarga de los gases. Por el contrario, un estudio incorrecto de los conductos, pueden determinar contrapresiones en uno o más cilindros, y causar dificultades a la salida de los gases quemados.

Es decir, que el estudio del sistema de escape puede mejorar o perjudicar el funcionamiento del motor, ya sea en función de la potencia suministrada a distintos regímenes, o en términos de consumo.

A través del tiempo, con el correr de los años, el costo y la complejidad del sistema de escape fue creciendo notablemente, ya sea debido a los reglamentos siempre más exigentes, respecto al nivel de ruidos (contaminación acústica) y sobre todo a las normas anticontaminación. En la actualidad, por ejemplo los Euro 5 y 6, determinan, especialmente en los motores de ciclo Diesel más potentes, que se montan en los vehículos de alta gama, la adopción de diferentes catalizadores, cada uno de los cuales, de acuerdo al tipo de contaminante a reducir.

El incremento de la complejidad del sistema de escape, fue llevado a un aumento considerable en los costos, para que los propulsores sean realmente competitivos, con emanaciones cada vez más limpias.

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En realidad, el escape tiene una función casi desestimada porque parece demasiado simple, es decir una válvula se abre y los gases combustionados son evacuados al medio exterior. Normalmente se piensa que los “silenciadores” frenan a los gases, que el escape libre libera mayor potencia.

En realidad, cuanto mayor cantidad de gases frescos, ya que los gases quemados que permanecen dentro del cilindro, favorecen lamentablemente debido a su elevada temperatura, a las “combustiones anormales” el volumen que los mismos ocupan, reduce el valumen de gases frescos aspirados, y el CO2 que los gases combustionados contienen, retardan la propagación de la llama de combustión.(velocidad de propagación de la llama).

Es posible disminuir los tenores contaminantes de los gases combustionados, aumentando la riqueza de la mezcla, pero como es sabido, en detrimento del consumo. Es decir que el “ciclo de escape”, necesita sin duda ser estudiado y puesto a punto, con la misma profundidad y cuidado que el aspecto de la “alimentación”

Un escape mal diseñado, puede restar entre 4 y 5 por ciento, la potencia de un motor, pero un escape bien concebido, le quita al motor casi un 2,5 por ciento de potencia. Sin embargo, queda la posibilidad, que con un escape cientificamente estudiado y desarrollado, se pueda aumentar la potencia.

El Sistema de escape, está compuesto por los siguientes componentes;

• Los conductos de la tapa de cilindros (sobre las válvulas de escape).

• El multiple o collector de escape fijado a la tapa de cilindros.

• Los componentes (Silenciadores, catalizadores, cámaras de expansión, etc.)

• Los tubos o caños de unión y de salida.

La Finalidad del sistema, es evacuar a los gases de combustión a la atmósfera de una forma tolerable, ya que sabemos que a la salida de la cámara, estos gases están a una presión superior a la presión atmoférica, a una temperatura francamente superior temperatura ambiente y una elevada velocidad.

Es de importancia señalar, que estudios recientes sobre la calidad de nuestro vital ambiente, requiere la atención respecto a la responsibilidad que le corresponde al automotor, y a los motores térmicos en cuanto a la contaminación ambiental. Se sabe que los gases quemados, salen bajo una fuerte presión, con la cadencia que le da el orden de encendido del motor, es decir una carrera de escape cada dos vueltas del cigüeñal en un ciclo de 4 tiempos. Estas pulsaciones periódicos, producen en los gases que ocupan el sistema de escape, una onda de presión, sin embargo el fenómeno físico más aparente es de orden acústico. Con el escape libre, la descarga violenta de los gases en la atmósfera crea una vibración Sonora, que es necesario controlar o limitar

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