Sistema de escape: Partes y montaje

Con esta información, sabrás qué incluye un sistema de escape y cómo se relacionan las partes. Ya sea para un coche de serie, un coche modificado o un coche de competición. Speeding ha construido y ayudado en sistemas de escape tanto para coches de calle como para coches de competición ganadores durante más de 10 años con muy buenos resultados, y ahora es tu turno de aprender cómo hacerlo de la mejor manera.

Vamos a repasar todas las partes para que te sientas seguro con tus elecciones, así como cómo ensamblarlas y hacer que funcionen juntas de la mejor manera.

En general, se puede decir que un sistema de escape conduce los gases de escape del motor lejos de la carrocería del coche. En el camino, un catalizador limpia los gases y un silenciador se asegura de mantener el nivel de ruido bajo.

Las diferentes partes del sistema de escape:

1. Colector / Headers
2. Turbo
3. Downpipe (Tubo de escape frontal)
4. Tubo flexible
5. Catalizador
6. Silenciador
7. Conexiones de escape / V-band
8. Piezas de tubo
9. Cellfix
10. Sonda lambda
11. Detalles de montaje
12. Bandaje de escape / Protección térmica

Colector / Headers

Un colector de escape recoge los gases de escape de todos los cilindros y los canaliza hacia un tubo de escape o hacia el turbo. Si es un motor en V, se pueden utilizar dos tubos de escape, uno para cada banco de cilindros.

Originalmente, los colectores de escape son fundidos y muy compactos con ángulos agudos. Esto es rentable y fácil de mantener, pero no es tan bueno desde el punto de vista del rendimiento. Si se va a modificar el coche, a menudo se desea un diseño diferente del colector sin ángulos agudos. Aquí es donde se diferencian los originales de los de posventa.

Se llama colector extractor cuando todos los tubos son de igual longitud y tienen curvas suaves y elegantes. Esto ocupa mucho espacio en el compartimiento del motor pero permite un alto flujo de escape. Este tipo de colector se utiliza en la modificación más intensa del motor.

Turbo

El turbo es parte del sistema de escape, más concretamente la turbina y las conexiones de la carcasa de escape (carcasa de turbina) por donde pasan los gases de escape. Originalmente, incluso la carcasa de la turbina puede estar unida al colector de escape como una sola pieza. En el mercado de repuestos, estas se atornillan como piezas separadas.

La capacidad de una carcasa de turbina / carcasa de escape se determina por la cantidad de gases de escape que pasan y cuánto espacio hay disponible para los gases. Si hay más gases de escape de los que hay espacio, la carcasa de escape actuará como una restricción a altas revoluciones cuando hay un alto flujo de escape.

Downpipe (Tubería de escape delantera)

La tubería de escape delantera que está montada directamente después del turbo o el colector de escape se llama downpipe. En este tubo también suelen estar montados el catalizador, el flexo y el sensor lambda. Esta parte puede tener un diámetro mayor que el resto del sistema de escape, ya que los gases de escape están más calientes cerca del motor y los gases calientes ocupan más espacio que los fríos. Por lo tanto, para lograr un buen flujo y más potencia / menos contrapresión, el downpipe puede tener un diámetro mayor para un mejor flujo. Más adelante en el sistema de escape, los gases de escape se enfrían y el diámetro de la tubería de escape puede disminuir.

Tuberías flexibles

Las tuberías flexibles se instalan para compensar los movimientos. Por lo tanto, esto también puede llamarse compensador en ciertos contextos. La downpipe se instala en el turbo / colector de escape en un extremo. En el otro extremo, se monta contra el motor y luego viene el tubo flexible que se conecta al resto del sistema de escape. De esta manera, la downpipe está montada rígidamente contra el motor y los movimientos que se producen entre el motor y la carrocería / el resto del sistema de escape (catback) son absorbidos por el tubo flexible.

Las dos variantes más comunes de tuberías flexibles son un fuelle acanalado y una espiral metálica.

El fuelle acanalado no es liso por dentro como la espiral de acero, pero tolera fuerzas mayores, lo que lo convierte en la opción para el mercado de repuestos. Así que, aunque la espiral de acero con su interior liso tiene un mejor flujo, el fuelle acanalado se utiliza en sistemas de escape de rendimiento. Ambas pueden absorber movimientos igual de bien y ambas están reforzadas con una malla de acero externa que mantiene unida la construcción.

Un tubo flexible, independientemente del modelo, debe instalarse de manera que esté sin tensiones en estado de reposo. No debe haber fuerzas de ruptura cuando el coche está parado. Si el tubo flexible ya está doblado en estado de reposo, se romperá rápidamente cuando se produzcan más movimientos.

Convertidor catalítico

Un convertidor catalítico tiene la tarea de purificar los gases de escape del motor (purificación catalítica de gases de escape). Para que el convertidor catalítico funcione, la temperatura debe alcanzar al menos 500-600 grados. Por lo tanto, un convertidor catalítico no debe colocarse demasiado lejos del motor.

Existen varios tipos diferentes de convertidores catalíticos, donde tanto el diseño exterior como el contenido varían.

En el original, el convertidor catalítico está unido al resto del sistema de escape. En el mercado de repuestos, a menudo se instala con abrazaderas para que se pueda desmontar fácilmente para su inspección, ya que es una parte de mantenimiento. Un convertidor catalítico de repuesto tiene conexiones soldadas o conexiones que se pueden apretar a un tubo existente con la ayuda de abrazaderas.

El contenido es de metal o cerámica, siendo el metálico el más común en el mercado de repuestos para rendimiento. El contenido también se mide en densidad o celdas por pulgada, donde las más comunes son 100, 200 y 300 celdas por pulgada. Más celdas por pulgada ofrecen un mejor efecto de estimulación, pero un peor flujo. Por lo tanto, un convertidor catalítico de 100 celdas tiene el mejor flujo pero purifica peor que los otros tipos. Sin embargo, un convertidor catalítico con 100 celdas por pulgada puede pasar una inspección sin problemas si el resto del hardware y software del motor están en orden.

Más agujeros (300 celdas) proporcionan una mejor purificación pero un peor flujo y más contrapresión.
Menos agujeros (100 celdas) ofrecen una peor purificación pero un mejor flujo y menos contrapresión, lo cual es común en autos con más potencia.

¿Diferencia entre un convertidor catalítico de carreras y un convertidor deportivo?
La diferencia entre los dos anteriores es el número de celdas. Un convertidor de 100 celdas generalmente se llama convertidor catalítico de carreras, pero cómo se categorizan los demás es individual. Lo más fácil es hablar de celdas por pulgada para evitar malentendidos.

Convertidor de carreras = 100 celdas
Convertidor deportivo = 200 y 300 celdas

¿Qué tamaño de convertidor catalítico?
El tamaño del convertidor catalítico necesario depende del tamaño de las conexiones y del flujo a través del núcleo del convertidor catalítico. No es del todo sencillo saber cuál se debe tener sin ver lo que ha funcionado para otros o probar. A menudo creará contrapresión en el sistema de escape, lo que resultará en más calor.

Al igual que con la carcasa del turbo, no se puede decir cuánta potencia puede soportar un determinado convertidor catalítico. Esto depende completamente de varios factores diferentes. Aquí enumeramos solo algunos que tienen que ver con el sistema de escape:

• Cuánto gas de escape debe pasar (incluyendo volumen del motor, sobrealimentación y revoluciones por minuto)
• Cuántas celdas por pulgada
• Diámetro y longitud del convertidor catalítico.
• Diámetro, longitud, número de curvas y tipo de curvas del resto del sistema de escape.

Silenciador

Los silenciadores reducen el sonido y la resonancia y vienen en diferentes variantes tanto en apariencia como en montaje y contenido.

Hay muchas variantes, pero todas siempre tienen al menos una entrada y una salida. Estos se montan con abrazaderas o se sueldan al resto del sistema de escape.

Dado que el tubo que lleva los gases de escape a través del silenciador está perforado (tiene agujeros), el sonido puede pasar al interior del silenciador y atenuarse.

Los factores que contribuyen a la atenuación del sonido en un silenciador son:

• Forma del cuerpo del silenciador
  Si el cuerpo del silenciador es grande, atenúa el sonido mejor que un silenciador pequeño. Esto se debe a que se puede acomodar más material de atenuación. También la forma del silenciador puede reducir el nivel de sonido. Un cuerpo de silenciador grande permite una mejor atenuación del sonido, incluso si es del tipo de flujo completo.
• Material de atenuación
  Esto es algo que reduce el sonido y hay muchas teorías sobre cómo debe estar envuelto un silenciador. Duro o suelto, tipo de material de atenuación, así como si debe dividirse en compartimentos con y sin lana, alternando. Esto no afecta a la potencia del motor.
• Número y tamaño de los agujeros en el tubo perforado.
  El número de agujeros y el tamaño de los agujeros en el tubo perforado afectan muy poco a la potencia del motor, pero sí al nivel de sonido. De esta manera, puedes tener un silenciador de flujo completo con buena atenuación sin pérdida de potencia.
• ¿Flujo completo o no?
  Un silenciador de flujo completo tiene un tubo perforado recto que permite el máximo flujo a través del silenciador; esto también significa menos atenuación del sonido que el silenciador clásico OEM, donde los gases de escape deben pasar en ángulo o en zigzag a través del silenciador, lo que también captura y atenúa la mayor parte del sonido.

Uniones de escape / V-band

Un sistema de escape suele ser muy largo y necesita ser dividido en al menos un punto para poder manejarlo. Por eso se utilizan uniones llamadas uniones de escape o bridas de escape. Estas son placas de acero que están soldadas a los tubos de escape y se atornillan juntas con una junta entre ellas.

Ahora se utilizan cada vez más los V-band. Estos son dos bridas de acero redondas que se aprietan juntas con la ayuda de una abrazadera que se asemeja a una abrazadera de manguera con bordes.

Partes de tubería

Todo el sistema de escape está compuesto por partes de tubería y otros accesorios como convertidores catalíticos, bridas de escape, silenciadores, tubos flexibles, entre otros. Las partes de tubería originales están dobladas en máquinas para adaptarse perfectamente a las formas del automóvil. En el mercado de repuestos, estas piezas están disponibles dobladas en 30, 45, 60, 90 y 180 grados y se ensamblan como un juego de Lego con abrazaderas de escape.

Diferentes materiales para las partes de tubería están disponibles, así como diferentes dimensiones dependiendo de dónde se utilizarán las piezas en el sistema de escape. Esto es para que tú, como constructor, puedas tener un sistema de escape según tus deseos.

Cellfix

Cellfix lambda delete es un adaptador que inhibe el flujo de gases de escape hacia el sensor lambda. Este adaptador se coloca entre el tubo de escape y el sensor lambda, lo que restringe el flujo de gases de escape.

El adaptador Cellfix lambda delete se utiliza cuando, por ejemplo, se ha instalado un convertidor catalítico de carreras en un automóvil más nuevo y se obtienen códigos de error en la purificación de gases de escape. Cuando este adaptador se atornilla en la salida lambda entre el sistema de escape y el sensor lambda, el código de error que se debe a un flujo demasiado alto desaparecerá. El estándar es M18x1,5 en el cellfix, por lo que se adapta a todas las salidas lambda comúnmente utilizadas.

Áreas de aplicación de Cellfix:

• Solución para el código de error P0420 con convertidor catalítico de carreras / deportivo
• Reubicación del sensor lambda que está colocado directamente después del turbo
• Reubicación del sensor lambda en condiciones de temperatura de escape extremas

Sensor lambda

Un sensor lambda mide la mezcla de aire y combustible en el sistema de escape para que la unidad de control del motor (ECU) sepa cuánta gasolina inyectar. Un sensor lambda se coloca delante del convertidor catalítico y ayuda a la ECU con la mezcla de combustible (sensor de control). El otro sensor lambda se encuentra detrás del convertidor catalítico y indica su funcionamiento (sensor de diagnóstico).

En el mercado de repuestos / rendimiento, solo se utiliza un sensor de control delante del convertidor catalítico, ya que los intervalos de servicio son cortos y el convertidor catalítico se inspecciona visualmente. También se puede medir la contrapresión en el colector / detrás del turbo, lo que indicará si un convertidor catalítico está comenzando a obstruirse.

Detalles de montaje

Además de los tubos de escape y las diferentes partes del sistema de escape que tienen cada una su propia función, también hay piezas de suspensión y montaje en un sistema de escape. En la carrocería del automóvil y en el sistema de escape se instalan ganchos. Con estos ganchos, el sistema de escape puede colgarse utilizando gomas de escape. Estas permiten cierto movimiento en el sistema para que no esté montado rígidamente. Esto es para evitar que se produzcan grietas cuando la carrocería y el sistema de escape quieren moverse. La goma de escape funciona, por tanto, como un enlace entre el gancho del tubo de escape y el gancho del sistema de escape.

Los puntos de montaje originales en la carrocería suelen ser muy buenos y se pueden utilizar como inspiración en nuevas construcciones.

Gomas de escape de rendimiento están disponibles para mantener el sistema de escape en su lugar de manera adicional.

Funda de escape / Protección térmica

Funda de escape, cubierta de turbo y manta de protección térmica son algunas de las piezas que se utilizan para mantener la temperatura del sistema de escape bajo control. En particular, es la parte del sistema de escape que se encuentra en el compartimento del motor la que deseas proteger térmicamente. Esto se debe a que el motor en sí emite calor y no quieres agregar más calor radiante al compartimento del motor desde el sistema de escape.

Contrapresión en el sistema de escape

En un motor turbo, hay contrapresión en el sistema de escape más o menos. Esta contrapresión impide que la turbina gire libremente y, por lo tanto, ralentiza la velocidad de la turbina. La contrapresión existirá en un sistema de escape, pero lo importante es mantenerla lo más baja posible en un motor sobrealimentado.

La contrapresión al ralentí afecta en gran medida cuán bien una turbo se acelera. Por lo tanto, es un equilibrio el tamaño del sistema de escape que se desea tener.

• Un diámetro más pequeño en el tubo de escape permite menos flujo, pero genera más contrapresión.
• Un diámetro más grande en el tubo de escape permite más flujo, pero genera menos contrapresión.

Para reducir la contrapresión en el sistema de escape, debes evitar las curvas cerradas (curvas de radio corto) en el sistema de escape. También la recirculación del wastegate en el sistema de escape afecta el flujo / turbulencia y, por lo tanto, la contrapresión.

El sonido también se ve afectado por diferentes factores, como el número y el tamaño de los silenciadores.