Embora pareça um componente simples, o escapamento tem muitas peculiaridades, desde o cabeçote ao último abafador. Ou seja: seu correto dimensionamento é essencial para que o motor ganhe desempenho e tenha vida útil prolongada. Um equipamento de boa qualidade é, portanto, primordial em um upgrade. São inúmeras condições de trabalho para se chegar ao funcionamento ideal e tudo deve estar em equilíbrio, como a temperatura dentro dos parâmetros adequados, a alimentação de combustível bem calibrada e os cilindros com enchimento equalizado, por exemplo.
Segundo Gilberto Pinto, o Giba, da Giba Escapes Especiais, todo escapamento original é criado para ser durável e eficiente quanto à diminuição do nível de ruído e emissão de poluentes, além de ter o custo mais acessível possível. “Por esse motivo, sempre ganhamos rendimento com um novo sistema de escape”, explica Giba. Leandro Rodrigues, da German Racing, ilustra a situação com um caso prático: “em um Nissan GT-R modificado, ganhamos quase 100 cv só com a troca do escape original por outro dimensionado”, diz. Teco Caliendo, consultor técnico da FULLPOWER, afirma já ter presenciado ganhos expressivos com modificação no escapamento. “Em um motor de 340 cv, já vi surgirem 50 cv extras somente em função de um escapamento 0,5” mais largo”, conta Caliendo.
PRINCIPAIS CARACTERíSTICAS
O sistema de escape começa com a válvula de exaustão no cabeçote, dentro do motor, passa pelo coletor de escape, caracol quente (no caso de um motor turbo), catalisador(es), abafador(es) e silencioso. Seu funcionamento, assim como na admissão, precisa de área adequada (tamanho de dutos) para o deslocamento de um determinado volume (medido em pés cúbicos por minuto, ou “cfm”) de gases, além de curvas bem projetadas para seu percurso. Para melhorar o rendimento de um motor, seja turbo ou aspirado, as modificações se iniciam no cabeçote e vão até os gases serem lançados na atmosfera. Para Giba, “um dos maiores segredos do escapamento está nas curvaturas dos dutos primários, os primeiros tubos anexados ao cabeçote, que devem criar um turbilhão direcionado para acelerar o fluxo”, explica. Assim como na admissão, a temperatura precisa ser controlada. No entanto, enquanto o ideal para o motor é admitir ar frio, os componentes do escape devem ser mantidos na temperatura mais alta possível. “É uma questão de física”, explica Giba. “Se a mistura ar-combustível queimada sai da câmara de combustão e encontra com material frio, ela perde temperatura. Nessa situação, o seu volume diminui e também a velocidade que percorre seu trajeto”, diz o especialista. Com essa demora, a quantidade de gases que fica na câmara se acentua, diminuindo a área livre para uma nova dose de mistura ar/combustível entrar. O resultado é a perda de rendimento. É como se um vagão de trem lotado não se esvaziasse completamente antes de ser carregado por novos passageiros.
Por esse motivo, muitos preparadores consideram indispensável equipamentos como a fita térmica, ou a aplicação do “banho de cerâmica” no escapamento (vide box ao lado). Além de manter o escape sempre “quentinho”, estas soluções reduzem o calor no cofre do motor. O ar admitido fica mais frio (bom para a admissão), além de prolongar a vida útil de componentes periféricos, como peças plásticas e emborrachadas, por exemplo.
FABRICAÇÃO
De acordo com os preparadores, desenvolver um sistema de escape completo está longe de ser uma tarefa simples! Rodrigues, da German Racing, considera informações básicas como a cilindrada do motor, o fluxo do cabeçote e a graduação do comando de válvulas antes de chegar perto de um tubo ou máquina de soldar. Claudio Antonio, mais conhecido como Binho, da Binho Escapamentos, levanta outras variáveis, como a relação entre a válvula de admissão e escape, a faixa de melhor rendimento do motor, entre outros parâmetros. “Quando entendemos o projeto, ainda temos que lidar com o espaço físico disponível”, diz Binho. No caso de um bólido de corrida, por exemplo, existe liberdade para criações mirabolantes. Em um carro de rua, a “aranha” deve se acomodar no cofre em harmonia com polias, correias, radiador…
Assim, as necessidades de cada cliente, somadas à receita de cada preparador, resultam na utilização de coletores com formatos e uniões distintas, como o 4×1 e o 4x2x1, por exemplo. “Na minha opinião e em função de testes em banco de fluxo e dinamômetro, os coletores 4×1 são mais indicados para motores 8V. Já os 4x2x1 mostraram resultados mais interessantes nos motores de 16V”, explica Binho.
- Coletor dimensionado de Honda
Coletor de 6 cilindros turbo
Durante o desenvolvimento de um novo escapamento, também é pensado qual será seu material. Os mais comuns no Brasil são o aço carbono (melhor custo x benefício) e também o aço inox (maior durabilidade e menor dissipação de calor), mas também é possível encontrar peças de liga de alumínio e titânio, que são leves e resistente às altas temperaturas. Após definido o material a ser utilizado e as curvaturas possíveis do coletor de escape, um importante componente entra em cena: o difusor, instalado para unir os canos do coletor a um único cano de escape e ordenar os gases em forma helicoidal, acelerando sua saída. Invisível externamente, um prisma (veja box), peça triangular parecida com uma pirâmide, também pode ser instalado nessa transição, para suavizar o encontro dos gases e melhorar ainda mais este fluxo.
Na hora de finalizar o escape, o proprietário do veículo também pode selecionar o tipo de ronco de seu carro com diferentes modelos de abafadores. Existem os absortivos, que eliminam os ruídos de altas frequências (deixando o ronco grave), e os refletivos, inibidores de baixas frequências, permitindo sons mais estridentes. Com tantos detalhes, é sempre importante o consumidor definir previamente quais metas pretende atingir e qual uso fará de seu automóvel, de modo a facilitar o direcionamento do trabalho do preparador e também da criação de um escape especial eficiente!
Sistema de escape esportivo dimensionado
Cada etapa de upgrade do sistema de escape gera um ganho de rendimento. De acordo com Giba, da Giba Escapamentos, “o
coletor de escape tubular sozinho gera ganho certo de 10% em um veículo turbo”.
Em um veículo com motor 1.6 aspirado, segundo Leandro Rodrigues, dono da German Racing, o ganho somente com o escape dimensionado varia entre 8 cv e 12 cv. “Se utilizar um coletor tubular, surgem mais 5 cv”, diz o especialista.
Os benefícios do sistema de escape dimensionado vão além do desempenho: com o ronco do motor mais alto, o condutor pode sentir melhor o automóvel em uma tocada esportiva!
Motor 1.4 T-jet copa Linea coletor incandescente
EFEITOS DO SISTEMA EM MOTORES TURBO OU ASPIRADOS
-TURBINADOS
Subdimensionados: Turbina atinge pico de pressão em rotações mais baixas e tem dificuldade para aliviar a pressão: motor roda “estrangulado” e superaquece
em carga plena, reduzindo a sua vida útil.
Superdimensionados: A contrapressão no sistema de escape diminui, mas o caracol quente mantém a contrapressão adequada no coletor de escape. Neste caso,
é possível perder torque em baixas rotações.
-Aspirados
Subdimensionados: Curva de torque sofre mudanças e é antecipada, oferecendo mais força em baixas rotações. Porém, perde rendimento em alto giro. Motor superaquece sob carga plena e a vida útil fica comprometida.
Superdimensionados: Contrapressão do escapamento diminui, o que torna o motor fraco em baixas e médias rotações. Em alto giro, todavia, a melhor área para vazão permite ganhos de rendimento expressivos.
Abaixo, diferentes tipos de difusores. Localizados na junção dos tubos primários, estas peças são responsáveis por direcionar os gases do escape ordenadamente e com o mesmo sentido, de modo a criar um turbilhão helicoidal, acelerando a saída dos gases. O formato do difusor a ser utilizado
varia de acordo com a aplicação: se for mais curto, o elemento oferecerá mais torque em baixas rotações. Caso seja mais longo, o componente disponibilizará maior dose de força para altas rpm. O prisma, na foto à direita (superior), também ajuda a manter a direção e o fluxo correto da exaustão, sempre para melhorar a
fluidez dos gases expelidos.
Para manter o sistema de escape quente e o cofre do motor com temperatura baixa, duas alternativas são possíveis. A primeira é utilizar manta térmica no coletor de escape. De acordo com Binho, da Binho Escapes, retém até 70% do calor.
A segunda alternativa, menos difundida, é realizar o revestimento do coletor e até da carcaça quente do turbo (se presente) com cerâmica. O processo para aplicar o componente é chamado de aspersão térmica, onde a cerâmica em temperatura altíssima é jateada nas peças. Este procedimento pode levar até 16 horas e, além do visual diferenciado, oferece melhorias na performance!
Coletor de escapamento dimensionado com banho cerâmico
4x1 com abafador duplo motor vw a ar
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