Propósito y principio de funcionamiento del sistema de escape.

Durante el funcionamiento del motor de un automóvil, se forman productos de combustión que tienen una temperatura alta y son bastante tóxicos. Se proporciona un sistema de escape en el diseño del automóvil para enfriarlos y eliminarlos de los cilindros, así como para reducir el nivel de contaminación ambiental. Otra función de este sistema es reducir el ruido del motor. El sistema de escape se compone de una serie de componentes, cada uno con una función específica.

Sistema de escape

La función principal del sistema de escape es eliminar eficazmente los gases de escape de los cilindros del motor, reducir su toxicidad y nivel de ruido. Saber de qué está hecho el sistema de escape de un automóvil puede ayudarlo a comprender mejor cómo funciona y qué causa los problemas potenciales. El diseño de un sistema de escape estándar depende del tipo de combustible utilizado, así como de las normas ambientales aplicables. El sistema de escape puede constar de los siguientes componentes:

• Múltiple de escape: realiza la función de eliminación de gases y enfriamiento (purga) de los cilindros del motor. Está fabricado con materiales resistentes al calor, ya que la temperatura media de los gases de escape oscila entre 700 °C y 1000 °C.
• El tubo delantero es un tubo de forma compleja con bridas para montarlo en un colector o en un turbocompresor.
• El convertidor catalítico (instalado en los motores de gasolina de la normativa medioambiental Euro-2 y superiores) elimina los componentes más nocivos CH, NOx, CO de los gases de escape, convirtiéndolos en vapor de agua, dióxido de carbono y nitrógeno.
• Parallamas: instalado en los sistemas de escape de los automóviles en lugar de un catalizador o un filtro de partículas (como reemplazo económico). Está diseñado para reducir la energía y la temperatura de la corriente de gas que sale del colector de escape. A diferencia de un catalizador, no reduce la cantidad de componentes tóxicos en los gases de escape, sino que solo reduce la carga sobre los silenciadores.
• Sonda lambda: se utiliza para controlar el nivel de oxígeno en los gases de escape. Puede haber uno o dos sensores de oxígeno en el sistema. En los motores modernos (en línea) con catalizador, se instalan 2 sensores.
• Filtro de partículas (parte obligatoria del sistema de escape de un motor diesel): elimina el hollín de los gases de escape. Puede combinar las funciones de un catalizador.
• Resonador (presilenciador) y silenciador principal: reduce el ruido del escape.
• Tubería: conecta diferentes partes del sistema de escape del automóvil en un solo sistema.

Cómo funciona el sistema de escape

En la versión clásica para motores de gasolina, el sistema de escape de un automóvil funciona de la siguiente manera:

• Las válvulas de escape del motor se abren y los gases de escape con los restos de combustible sin quemar salen de los cilindros.
• Los gases de cada cilindro ingresan al múltiple de escape, donde se combinan en una sola corriente.
• A través del tubo de escape, los gases de escape del colector de escape pasan por la primera sonda lambda (sensor de oxígeno), que registra la cantidad de oxígeno en el escape. En base a estos datos, la unidad de control electrónico regula el consumo de combustible y la relación aire-combustible.
• Luego, los gases ingresan al catalizador, donde reaccionan químicamente con metales oxidantes (platino, paladio) y metales reductores (rodio). En este caso, la temperatura de trabajo de los gases debe ser de al menos 300 °C.
• A la salida del catalizador, los gases pasan por una segunda sonda lambda, que permite evaluar el estado del catalizador.
• Los gases de escape limpios luego ingresan al resonador y luego al silenciador, donde los flujos de escape se convierten (estrechan, expanden, redirigen, absorben), lo que reduce el nivel de ruido.
• Los gases de escape del silenciador principal ya están ventilados a la atmósfera.

El sistema de escape de un motor diesel tiene algunas características:

• Los gases de escape que salen de los cilindros entran en el colector de escape. La temperatura de escape de un motor diésel oscila entre 500 y 700 °C.
• Luego ingresan al turbocompresor, que produce impulso.
• Los gases de escape pasan a través del sensor de oxígeno y entran en el filtro de partículas, donde se eliminan los componentes nocivos.
• Finalmente, el escape pasa a través del silenciador del automóvil y sale a la atmósfera.

El desarrollo del sistema de escape está indisolublemente ligado al endurecimiento de las normas medioambientales para el funcionamiento de los automóviles. Por ejemplo, a partir de la categoría Euro-3, es obligatoria la instalación de un catalizador y un filtro de partículas para los motores de gasolina y diésel, y su sustitución por un apagallamas se considera una infracción de la ley.