Introdução ao sistema de escape
A função de um sistema de escape pode-se resumir ao seguinte: (1) retirar do compartimento do motor os gases de escape quentes para um local afastado do motor; (2) atenuar significativamente o ruído provocado pelo motor e (3) reduzir as emissões poluentes para a atmosfera.
O Escape, tal como outros componentes dos automóveis de série também não estão optimizados para debitar a máxima potência. Os níveis sonoros, as normas antipoluição, o custo de investigação e testes, os materiais empregues e outros factores, condicionam o resultado final. Algumas alterações no sistema de escape podem levar a ganhos de potência consideráveis.
Depois de se melhorar a quantidade de ar que entra no motor, é preciso fazer com que esse ar saia o mais rapidamente possível do motor. Quanto menor restrições houver à saída dos gases de escape melhor. O diâmetro dos tubos é importante e tem um papel fundamental na performance do escape. Duplicando o diâmetro do tubo aumenta-se o fluxo dos gases de escape num factor igual a 16! A certa altura contudo o aumento do diâmetro não leva a ganhos nenhuns, ou os ganhos apenas se dão a níveis de rotações teóricos fora do nível de utilização do motor.
Um escape muito largo vai fazer com que os gases saiam mais lentamente. O diâmetro ideal dos tubos depende da cilindrada do carro e se o carro tem ou não Turbo e do tipo de combustível. Um bom escape tem um diâmetro que pode ir de 2.5” até às 3” de diâmetro em carros com turbo e alta cilindrada. Outro factor importante é a forma como os tubos estão dobrados. Quanto menos curvas o escape tiver e se as curvas mantiverem o diâmetro tanto melhor.
Normalmente nas curvas dos tubos de escape existe uma pequena amolgadela que reduz o diâmetro interior tornando-se uma restrição à velocidade da saída dos gases de escape. As máquinas (mandrel-bending machines) que possibilitam dobrar os tubos mantendo os diâmetros da secção interior são bastante caras e por essa razão nem todos os fabricantes e oficinas as usam para os seus sistemas de escape, principalmente se for um fabricante de sistemas de substituição ou um fabricante local.
O ângulo das curvas formadas pelos tubos do sistema de escape deverá também ser o menor possível. Outro factor que influência a performance de um sistema de escape é o seu peso. Os sistemas de série são bastante pesados! Um sistema mais performante deve reduzir o peso total do sistema de escape usando melhores materiais e menos componentes. Normalmente a substituição apenas da panela de escape não leva a grandes ganhos de potência, principalmente se levarmos em consideração o seu custo. Em alguns casos contudo esses ganhos podem ser notados.
A alteração do sistema completo, com colectores incluídos já leva a grandes ganhos de potência dependendo do carro podendo ir até 40cv em muitos modelos de carros potentes. Em carros com turbo, a alteração do sistema de escape pode ser uma das primeiras alterações a serem feitas pelas vantagens que trazem.
Panela de escape
As panelas finais de um sistema de escape têm bastantes restrições de forma a reduzir o ruído emitido pelo motor do carro. Todos os elementos usados para reduzir esses níveis de ruído vão também limitar a rapidez com que os gases saem e por isso há uma redução na potência. O ruído emitido pelos escapes de rendimento é incomodativo para a maior parte das pessoas, embora para os entusiastas esse ruído seja quase como musica! O ideal é que os gases dentro da panela de escape saiam o mais rapidamente possível. As técnicas usadas para atenuar o ruído podem ser a absorção, reflexão e restrição, ou o conjunto de ambas.
Podem-se distinguir 3 tipos de design diferentes em escapes orientados para a performance: o “super turbo design”, “straight-through design” e o “supertrapp”. No primeiro, os gases tal como num sistema de série, circulam para a frente e para trás dentro da panela num sistema de curvas menos restritivo que um de origem e que proporciona um barulho ligeiramente mais elevado. No segundo, os gases entram por um lado e saem directamente no outro, desta forma os gases não são desacelerados e proporciona ligeiramente mais potência que o anterior assim como um ruído mais racing. No sistema supertrapp, o ruído é limitado fazendo passar os gases de escape por um sistema de discos na extremidade. O número de discos influencia o nível de ruído e de potência. Não são muito usados nem divulgados (ver supertrapp).
Alguns sistemas de escape tem mais do que uma panela. Normalmente a segunda e teceiras panelas actuam para reduzir os ruídos e vibrações.
Colectores de escape
Os colectores servem para afunilar os gases de escape num único tubo para que não seja necessário ter por exemplo 4 tubos de escape num carro num carro de 4 cilindros! O desenho dos colectores tem um papel fundamental no desempenho do sistema de escape. Normalmente é alterando os colectores que se obtém os maiores ganhos de potência. O tubo de cada cilindro deve ter o mesmo comprimento para manter uma banda de potência agradável. A forma como os tubos se unem, por exemplo 4 num motor de 4 cilindros, deve ser tal que não afecte a combustão nos outros cilindros.
O material também tem um papel importante na qualidade de uns colectores. A forma como os colectores são fixados ao bloco do motor também é importante e os 4 tubos devem estar unidos uns aos outros para proporcionar uma rigidez maior. Normalmente a temperatura no exterior dos colectores em funcionamento é elevada o que faz com que a temperatura no interior do motor aumente e afecte por exemplo, em alguns carros, os tubos que saem do intercooler e contribuam para aumentar a temperatura do ar dentro desses tubos. Nestes casos e em competição costuma-se isolar os colectores através das formas mais variadas, revestindo-os de um material isolante.
Num sistema 4-1, os tubos provenientes de cada cilindro unem-se no mesmo local. É a configuração que proporciona a potência mais elevada a altas rotações embora à custa do sacrificio nas rotações baixas e médias, assim como redução do binário.
Normalmente esta configuração é usada em competição onde os carros precisam de ter mais potência a altas rotações e os carros andam mais vezes no limite de rotação.
Num sistema 4-2-1, cada tubo é agrupado com outro ficando dois tubos que se vão unir depois na parte inferior do carro num único tubo.
Este tipo de design proporciona melhor potência nas baixas e médias rotações, sacrificando um pouco a potência e binário nas rotações mais elevadas.
Catalisador
O catalisador é uma peça fundamental nos sistemas de escape actuais. A sua função é proporcionar uma reacção química que transforma as emissões malignas em emissões benignas para o ambiente. No catalisador existe uma malha tridimensional de pequenas câmaras onde se dão as tais reacções que reduzem a poluição. Cada vez mais as perdas de potência são menores nos catalisadores mais modernos. Não é aconselhável que se retire o catalisador num carro de uso em estrada, para além do mais é proibido. Em competição contudo a maior parte dos dispositivos antipoluição são por vezes retirados desde que as normas das competições onde entrem os veículos assim o permitam. Alguns fabricantes propõem alguns catalisadores de substituição com um peso mais reduzido e menores perdas de potência. Estes são catalisadores metálicos de alto fluxo de 100 cpsi(celulas por polegada quadrada), em vez dos restritivos catalisadores de série, de 400 cpsi, normalmente de cerâmica.
Ponteiras de escape
Existem várias formas de ponteiras ou saídas de escape para serem aplicadas às panelas de origem. Apenas acrescentam vantagens em termos estéticos e eventualmente de resistência à temperatura. Podem ser feitas de aço, inox, titânio e carbono. Existem com vários formatos á escolha, redondas, ovais, rectangulares ou quadradas e com várias hipoteses de acabamento interior.
