Finalidade e princípio de funcionamento do sistema de escape

Durante a operação do motor do carro, são formados produtos de combustão que possuem alta temperatura e são bastante tóxicos. Um sistema de escape é fornecido no projeto do carro para resfriá-los e removê-los dos cilindros, além de reduzir o nível de poluição ambiental. Outra função deste sistema é reduzir o ruído do motor. O sistema de escape é composto por vários componentes, cada um com uma função específica.

Dispositivo do sistema de escape

A principal função do sistema de escape é remover efetivamente os gases de escape dos cilindros do motor, reduzir sua toxicidade e nível de ruído. Saber do que é feito um sistema de escapamento de carro pode ajudá-lo a entender melhor como ele funciona e o que causa problemas em potencial. O projeto de um sistema de exaustão padrão depende do tipo de combustível usado, bem como dos padrões ambientais aplicáveis. O sistema de escape pode consistir nos seguintes componentes:

• Coletor de escape - desempenha a função de remoção de gases e resfriamento (purga) dos cilindros do motor. É feito de materiais resistentes ao calor, pois a temperatura média dos gases de escape está entre 700°C e 1000°C.
• O tubo frontal é um tubo de formato complexo com flanges para montagem em um coletor ou turbocompressor.
• O conversor catalítico (instalado em motores a gasolina de padrão ambiental Euro-2 e superior) remove os componentes mais nocivos CH, NOx, CO dos gases de escape, transformando-os em vapor de água, dióxido de carbono e nitrogênio.
• Corta-chamas - instalado nos sistemas de escape dos carros em vez de um catalisador ou filtro de partículas (como substituição do orçamento). Ele é projetado para reduzir a energia e a temperatura do fluxo de gás que sai do coletor de escape. Ao contrário de um catalisador, não reduz a quantidade de componentes tóxicos nos gases de escape, mas apenas reduz a carga nos silenciadores.
• Sonda lambda - usada para monitorar o nível de oxigênio nos gases de escape. Pode haver um ou dois sensores de oxigênio no sistema. Em motores modernos (em linha) com catalisador, são instalados 2 sensores.
• Filtro de partículas (parte obrigatória do sistema de escape de um motor diesel) - remove a fuligem dos gases de escape. Pode combinar as funções de um catalisador.
• Ressonador (pré-silenciador) e silenciador principal - reduzem o ruído de exaustão.
• Tubulação - conecta diferentes partes do sistema de escape do carro em um sistema.

Como funciona o sistema de exaustão

Na versão clássica para motores a gasolina, o sistema de escape de um carro funciona da seguinte forma:

• As válvulas de escape do motor abrem e os gases de escape com os restos de combustível não queimado são removidos dos cilindros.
• Os gases de cada cilindro entram no coletor de escape, onde são combinados em um único fluxo.
• Através do tubo de escape, os gases de escape do coletor de escape passam pela primeira sonda lambda (sensor de oxigênio), que registra a quantidade de oxigênio no escape. Com base nesses dados, a unidade de controle eletrônico regula o consumo de combustível e a relação ar-combustível.
• Em seguida, os gases entram no catalisador, onde reagem quimicamente com metais oxidantes (platina, paládio) e metais redutores (ródio). Nesse caso, a temperatura de trabalho dos gases deve ser de pelo menos 300 ° C.
• À saída do catalisador, os gases passam por uma segunda sonda lambda, que permite avaliar o estado do catalisador.
• Os gases de escape limpos entram então no ressonador e depois no silenciador, onde os fluxos de escape são convertidos (estreitados, expandidos, redirecionados, absorvidos), o que reduz o nível de ruído.
• Os gases de escape do silenciador principal já são emitidos para a atmosfera.

O sistema de exaustão de um motor diesel possui algumas características:

• Os gases de escape que saem dos cilindros entram no coletor de escape. A temperatura dos gases de escape de um motor diesel varia de 500 a 700°C.
• Em seguida, eles entram no turbocompressor, que produz impulso.
• Os gases de escape passam pelo sensor de oxigênio e entram no filtro de partículas, onde os componentes nocivos são removidos.
• Finalmente, o escapamento passa pelo silenciador do carro e sai para a atmosfera.

O desenvolvimento do sistema de escape está inextricavelmente ligado ao endurecimento dos padrões ambientais para a operação do carro. Por exemplo, da categoria Euro-3, a instalação de um catalisador e um filtro de partículas para motores a gasolina e diesel é obrigatória, e substituí-los por um corta-chamas é considerado uma violação da lei.