Coletor de escape – mais do que uma simples conduta de escape para o motor

O coletor de escape é um dos componentes mais sujeitos a esforço de um motor e, no entanto, quase não recebe qualquer atenção – desde que não esteja defeituoso. O artigo seguinte explica o que um coletor de escape tem a ver com o desempenho do motor e a proteção do ambiente e como se pode reconhecer um componente defeituoso.

Conceção e função do coletor de escape

O coletor de escape é a primeira parte do sistema de escape de um veículo e está ligado diretamente ao motor. Consoante o fabricante e o modelo do veículo, é constituído por tubos fundidos ou dobrados. O material utilizado é o ferro fundido ligado, que pode suportar gases de escape a mais de 900 °C, ou tubos cada vez mais em aço inoxidável, que permitem tornar os colectores de escape mais leves e compactos. Os gases de escape quentes do motor fluem primeiro para o coletor. O coletor de escape reúne os fluxos de gases de escape dos cilindros individuais e encaminha-os para um coletor ou, nos motores com turbocompressor, para o turbocompressor. Segue-se o sistema de purificação dos gases de escape e o sistema de escape. O coletor de escape deve o seu nome ao seu desenho curvo, que desvia os gases de escape, que normalmente saem horizontalmente do motor, para baixo, em direção ao chão do veículo.

Os gases de escape devem ser descarregados do coletor de escape o mais rapidamente possível para evitar que voltem a fluir para os cilindros. O fluxo de choque dos gases de escape para o coletor cria uma frente de pressão, que resulta em pressão negativa. Em colectores de escape concebidos de forma ideal, as oscilações de pressão podem ajudar os gases de escape a sair dos cilindros. Se, uma fissura no coletor levar a uma alteração das condições de pressão no coletor, o desempenho do motor diminui e o consumo de combustível aumenta.

Critérios

Os critérios importantes são o comprimento do tubo, o diâmetro do tubo, o encaminhamento dos gases de escape e a ordem pela qual os gases de escape de cada cilindro são reunidos. O interior dos tubos do coletor deve ser tão liso quanto possível, para reduzir o atrito entre os gases de escape e o coletor.

O que pode causar defeitos no coletor de escape?

O coletor de escape é o primeiro componente do tubo de escape e está sujeito a cargas térmicas elevadas. Os muitos ciclos de aquecimento e arrefecimento podem causar tensões no coletor devido à expansão e contração do material, o que pode levar a fissuras ou fracturas. A isto juntam-se as cargas de vibração quando o motor está em funcionamento, que também podem causar um defeito sob a forma de fissuras ou fracturas. Embora os colectores de escape durem toda a vida útil de um automóvel, ainda podem ocorrer fissuras em caso de veículos modernos.

Como reconhecer um coletor defeituoso?

O primeiro sinal de um defeito no coletor é um aumento súbito do nível de ruído proveniente da direção do motor. Os condutores atentos também notarão rapidamente que o desempenho do motor diminui e o consumo de combustível aumenta. Se o coletor tiver fugas, o sensor lambda fornece leituras incorrectas, que, por sua vez, influenciam o sistema de gestão do motor. Outros sinais são os gases de escape sob o capot e um odor de escape claramente percetível no compartimento dos passageiros.

Influência nos valores dos gases de escape

Para manter as emissões de poluentes baixas, o catalisador deve atingir a sua temperatura de funcionamento o mais rapidamente possível. O catalisador aquece pelos gases de escape quentes. Quanto mais elevada for a capacidade térmica do coletor, mais calor este absorve inicialmente dos gases de escape. Basicamente, quanto mais espessas forem as paredes (metálicas) do coletor de escape, maior será a sua capacidade térmica. Por isso, os colectores de escape isolados por uma caixa de ar (LSI) utiliza-se atualmente. Em princípio, estes colectores consistem em tubos de paredes finas com uma baixa capacidade térmica. O espaço de ar entre os tubos e o revestimento actua como isolamento. Evita que o coletor emita demasiado calor e o absorva dos gases.