Sistema de escape: funcionamiento, componentes y sus fallas

I. Significado y Función del sistema de escape

El sistema de escape de automóviles es un sistema que desempeña un papel importante en el funcionamiento del motor. Es el conjunto de componentes que permiten a los gases que se han generado durante el proceso de combustión escapar al medio ambiente.

La finalidad del sistema de escape es la de mejorar el rendimiento del motor y la sonoridad del auto. Este sistema tiene dos funciones de importancia para adaptar el funcionamiento del vehículo: eliminar los gases tóxicos producidos durante la combustión de combustible y reducir el ruido que se genera por los gases producidos.

El sistema de escape es uno muy importante

II. Componentes del sistema de escape

El sistema de escape se encuentra compuesto por diferentes componentes como: las válvulas de escape, el sensor de oxígeno, el múltiple de escape, el tramo de tubería, convertidor catalítico, el silenciador y el tubo de escape.

• Las válvulas de escape:

Las válvulas de escape están instaladas en la zona del motor. Estas válvulas llevan los gases resultantes de la combustión hacia el múltiple de escape.

• El múltiple de escape:

El múltiple de escape (colectores de escape) es el segundo componente del sistema de escape. Su aspecto es el de varios tramos pequeños de tubo unidos de forma paralela uno al otro; el número de tramos corresponde con el número de cilindros del auto. En la zona donde se unen suele haber un pequeño catalizador, comúnmente conocido como “piedra” y formalmente nombrado monolito, que realiza una primera filtración de desechos, reteniendo una parte de ellos para evitar que lleguen al interior del auto o al ambiente. 

• El sensor de oxígeno:

Este sensor funciona como una medida de cantidad de oxígeno en los conductos.

• El tramo de tubería:

Conectado al múltiple de escape se encuentra un primer tramo de tubería, por el que corren el sonido del motor y los gases emitidos hasta el convertidor catalítico, que es una versión aumentada del elemento filtrante mencionado anteriormente. Cabe destacar que el tramo de tubería puede dividirse en dos en el caso de los autos con más cilindros y más potencia, razón por la cual también puede haber dos convertidores catalíticos.

• El convertidor catalítico:

El convertidor catalítico también retiene una buena parte de partículas contaminantes que de otra forma terminarían en el aire, reduciendo considerablemente el daño que de otra forma se efectuaría en la calidad del viento que respiramos.
Se sugiere que el convertidor catalítico debe ser reemplazado cada 80,000 kilómetros porque después de ese tiempo podría estar tan lleno de partículas contaminantes que obstruye el paso de los gases emitidos por el motor o comenzará a arrojar las partículas, contaminando más y provocando que el coche sea rechazado en la verificación de emisiones contaminantes.
Posterior al convertidor catalítico se encuentra otro tramo de tubería, por el que nuevamente corren los gases resultantes de la combustión del motor y se dirigen hacia el silenciador.

Un silenciador es una trampa acústica

• El silenciador:

El silenciador es una trampa acústica en el sistema de escape. En él entran los gases emitidos por el auto y el sonido del motor, pero sólo los gases pueden salir libremente, mientras que el sonido es amortiguado por una serie de elementos estructurales que lo atrapan y convierten en vibraciones menos perceptibles para el oído humano.

• El tubo de escape:

En la salida del silenciador, se coloca un último tramo de tubo que se extiende hasta el borde de la fascia trasera del auto para expulsar en esta zona los gases resultantes. Es aquí donde se realiza la medición de los gases contaminantes para la obtención del certificado del programa de verificación vehicular.

III. Fallas del sistema de escape

Entre los problemas más comunes del sistema de escape del auto, como ya mencionamos, se encuentra el mal funcionamiento de los convertidores catalíticos. Usualmente se debe a la saturación de los elementos filtrantes al final de su vida útil, pero también puede deberse a otra falla en el motor, que podría estar expulsando trazas de carbón, combustible sin quemar o restos de aceite.

Otro de los problemas comunes es la oxidación de la tubería de escape, lo cual provoca que los gases salgan por otros lugares distintos al designado por el fabricante, generando ruidos y vibraciones molestos, así como pérdida de presión del sistema y con ello carencia de potencia del motor.
 
Otra falla común es una obstrucción en el silenciador. La obstrucción puede darse por diversos factores, desde algunos fortuitos como el ingreso de una cantidad excesiva de agua hasta tapones colocados de forma intencional para molestar. Sea cual sea el caso, si hay una obstrucción total en el silenciador o en la punta del escape, es muy probable que el motor no pueda mantenerse encendido. Si este es tu caso, soluciona el problema cuanto antes para no causar mayores daños a tu coche.

Nunca es bueno tener humo en la tubería de escape

IV. Material para el sistema de escape del auto

Hay tres materiales del sistema de escape en la actualidad. No es lo mismo instalar un sistema de escape elaborado en acero inoxidable que montar uno de titanio. Las propiedades de cada material hacen que sean adecuados para diferentes situaciones o escenarios, sin dejar de lado que también existen variaciones notables en el precio. Por ello, algunos son más utilizados en el caso de modelos de producción y otros en vehículos para la conducción de alto desempeño o el automovilismo de competencia.

• Acero inoxidable

Uno de los materiales más populares para la fabricación del sistema de escape del auto es el acero. La mayor parte de los vehículos convencionales que vemos en el mercado llevan escapes de este tipo. En primer lugar, son la alternativa más económica y accesible, por lo que se prestan para su fabricación en masa. No cabe duda de que son los más adecuados dentro de un entorno de producción a gran escala.

En lo que refiere al acero inoxidable, se trata de un material con el que convivimos frecuentemente en diferentes espacios, lo que confirma que resulta fácil de trabajar y manipular. Esto se debe a que no se requieren demasiados procesos o tratamientos especiales para su fabricación y reparación.

Algo que debemos tener presente es que todo metal es susceptible a un proceso de oxidación. Sobre el papel, el acero inoxidable no debería acusar la presencia de corrosión, pero bajo determinadas circunstancias también sufrirá este deterioro. Además, el sistema de escape del auto será más pesado que si se optara por otro material, sin dejar de mencionar que no sobresale por su gran disipación del calor.

• Titanio

En caso de buscar una alternativa más elegante, podrías optar por el titanio para el escape del auto. Este tipo de sistemas se fabrican con base en una aleación de metal que lleva dicho elemento. Los beneficios a nivel estético son notables, ya que se aprecia una línea y tubos de salida más refinados, por lo que es muy común verlos dentro del mundo del tunning y la personalización de autos. Además, inyectan gran estilo en la parte trasera, ya que el titanio adopta un color azulado si se somete a altas temperaturas.

Entre los principales beneficios de esta clase de escapes se encuentra que son aproximadamente 40% más ligeros, sin que esto conlleve a una pérdida de resistencia en comparación con los tubos de acero inoxidable. De la misma manera, la fabricación de estos escapes no es demasiado complicada, sin embargo, el costo del material es sustancialmente más elevado. Aquí vale la pena aclarar que la soldadura de las aleaciones de titanio se debe llevar a cabo en una atmósfera inerte, a fin de evitar un proceso de oxidación a temperaturas muy elevadas.

Esta es la razón por la que no se utilizan en modelos de producción masiva, independientemente de que los procesos para su fabricación sean muy similares a los del acero inoxidable. Entre los fabricantes de escapes más versados en el manejo del titanio se encuentra Akrapovič, una firma eslovena famosa por proveer esta clase de soluciones al mundo automotriz.

Sección de un convertidor catalítico. El corazón es el monolito

• Aleaciones de níquel

Si pensabas que el titanio era el material más costoso para el sistema de escape del auto, te sorprenderás de saber que todavía está por debajo de las aleaciones de níquel. Como podemos anticipar, una de sus principales ventajas es que ofrecen mayor resistencia contra la corrosión, pese a ser expuestos a una conducción de alto desempeño y elevadas temperaturas.

Este tipo de aleaciones, también conocidas como Inconel, son todavía más exóticas que las de titanio. Al menos, no las verás en coches de producción masiva e, incluso, tampoco se manejan con demasiada frecuencia en el mercado de la personalización. En cambio, son muy comunes en el automovilismo de competencia, ya que se emplean en torneos como la Fórmula 1 o el Campeonato Mundial de Resistencia.

Además de tolerar de mejor forma las altas temperaturas, el sistema de escape del auto fabricado de aleación de níquel es ultraligero, un aspecto fundamental para tener un mejor control del peso y no perjudicar la aerodinámica del vehículo. Este material es uno de los más costosos, tanto por la propia naturaleza del material como por los procesos de fabricación detallados y laboriosos para armar la línea de escape.

Esperamos que este artículo de Automexico.com lo ayude a obtener más información útil sobre el sistema de escape. 

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