Boa parcela dos motoristas ainda está longe de imaginar a importância do sistema de escapamento, parte integrante de qualquer veículo automotor.
Pior: por nunca ter sido considerada “peça vital”, que é aquela sem a qual o veículo não anda, o principal componente deste sistema, o silenciador, não recebe a atenção que lhe é devida.
Ao contrário do que muitos pensam, a função do escape não fica restrita apenas à poluição sonora e ambiental. Ela tem muito a ver também com o desempenho do motor, consumo de combustível e até com a saúde do homem.
Um motor de combustão interna funciona a partir da explosão de uma mistura comprimida, que causa a expansão dos gases que movem o pistão de um cilindro.
Ao fim do ciclo deste pistão, as válvulas de escape se abrem e os gases queimados são expulsos à extraordinária velocidade e elevado nível de ruído.
Como qualquer motor de automóvel possui um grupo de cilindros (no caso de veículos automotores a exceção fica para alguns modelos de motocicletas equipadas com motores de apenas um pistão), cada um descarregando gases sob elevada pressão, ocorre uma rápida e ritmada sucessão de descargas de escape.
Apenas para ilustrar: um motor de quatro cilindros, trafegando a 100 km/h, produz algo em torno de 14 mil descargas por minuto.
Essas descargas fluem de maneira uniforme através do tubo até o silenciador, provocando quedas e subidas de pressão que, por sua vez, formam ondas sonoras e sujeitam o silenciador à grande vibração.
Fica claro, portanto, que o silenciador deve reduzir o nível de ruídos e resistir às vibrações das pulsações da corrente de gases.
Por isso ele é projetado especialmente para, por interrupção do fluxo de gases, por meio de anteparos e da passagem deste fluxo por uma série de tubos perfurados e câmaras, absorver as ondas sonoras e controlar a contra-pressão.
Sem o controle correto da contra-pressão, o sistema de escapamento vai interferir de maneira extremamente danosa na performance do motor – aqui é preciso abrir um parêntese para esclarecer que normalmente confunde-se performance de pico de um motor com operação à alta rotação: a performance de pico significa obter a máxima potência derivada de um deslocamento do pistão, e somente a exata restrição à saída dos gases permite obter a máxima potência e o melhor rendimento.
O binômio válvulas/sistemas de escape oferece as condições de restrição, que criam a contra-pressão.
Uma contra-pressão elevada provoca perda de rendimento, o que significa maior consumo de combustível, maior depósito de carbono e aumento da temperatura do motor, que inclusive chega ao ponto de engripar as válvulas.
Se o sistema de escape restringe em demasia, ele força boa parte dos gases a permanecer nos cilindros, o que fatalmente reduz a potência do motor.
E sem potência, o motorista vai acelerar mais e vai trocar de marchas mais vezes, duas atitudes que conduzem a um denominar comum, que é o aumento de consumo do combustível.
No sentido inverso é idêntico-Se a posição for invertida, ou seja, se a contra-pressão for muito baixa – o que ocorre com boa parte dos silenciadores disponíveis no mercado, principalmente os chamados “sem miolo”, nos quais os gases têm passagem livre e elevado nível de ruído –, a admissão de combustível, e conseqüentemente o consumo, é bem maior.
A restrição correta somente é alcançada com um sistema de escape bem projetado e construído sob rígidas especificações técnicas. Com isso se chegará também à redução de poluentes ambientais, já que uma série de substâncias nocivas são retidas e depositadas no silenciador.
Entretanto, é bom lembrar que a função de “limpar” o ar que respiramos hoje fica muito mais por conta do catalisador, equipamento construído com materiais específicos para conter a emissão de poluentes, e não do silenciador.
Além de influir no desempenho do motor, no consumo de combustível e ajudar na redução de poluentes, o silenciador do sistema de escape também tem relação importante quanto à segurança do usuário. Cabe ao equipamento garantir a condução segura dos gases queimados para longe do habitáculo dos passageiros.
Aliás, esta é uma preocupação constante da engenharia automotiva, na medida em que ocorre o aumento da potência dos motores modernos, aliado à aerodinâmica e às altas velocidades que criam correntes de ar em torno do veículo, dando origem às zonas de baixa pressão – explica-se assim porque os pilotos de Fórmula 1 têm um limite de tempo para andar no vácuo do veículo à sua frente: a baixa pressão altera totalmente as condições de arrefecimento do propulsor do automóvel que está trafegando no vácuo.
Nos automóveis, quando o sistema de escape não está funcionando corretamente, os gases passam a circular em torno e no interior do veículo, expondo seus ocupantes ao risco de fortes dores de cabeça e náuseas.
Esses sintômas, muitas vezes inexplicáveis em um primeiro momento, são comuns principalmente em longas viagens e estão associados à penetração de monóxido de carbono (CO) dentro do carro.
Fica claro, portanto, que a revisão periódica no sistema de escapamento do automóvel é tão importante como a revisão de freios, suspensão e direção. Basta apenas os motoristas se convencerem disso.
Para transformar ruído em som-Ao longo dos tempos a indústria automobilística desenvolveu o silenciador perseguindo um ponto de vista: atenuar a energia das explosões do propulsor e transformar o seu ruído proveniente do escapamento em som agradável.
A aplicação de severas legislações na maioria dos países do mundo foi determinada diante da constante preocupação pelo controle da poluição sonora.
Montadoras e fornecedores de sistemas de escapamento investiram pesado em modernos laboratórios de acústica para registro e análise da energia e freqüência do som produzido.
Com equipamentos eletrônicos de alta tecnologia, foi possível desenvolver silenciadores dentro dos requisitos de nível de ruído e obter, paralelamente, um som agradável. Como um sistema de escapamento é solicitado, principalmente, pelas descargas das explosões dos cilindros, a freqüência fundamental é determinada em função do número de cilindros e do regime do motor.
Um motor de seis cilindros a 2 mil rpm, por exemplo, gera uma frequência de 100 cps (ciclos por segundo). Denominou-se, então, como baixa frequência 40 a 200 cps; média frequência 200 a 500 cps; e alta frequência 500 a 20 mil cps.
Nos motores de grande cilindrada e baixo regime, predominam as baixas e médias freqüências; nos de alto regime e pequena cilindrada, prevalecem as altas freqüências.
No desenvolvimento do silenciador, o fabricante procura eliminar as baixas freqüências, mas as médias e altas são parcialmente aproveitadas para compor o som desejado ao final do projeto.
Um silenciador convencional é composto basicamente pela combinação dos seguintes componentes:– Câmara de ressonância simples, de resultado efetivo para amortecer as baixas frequências.
Geralmente precisa de grande volume;– Unidade de reversão ou filtro, formada por uma série de tubos perfurados atravessando a câmara de ressonância.
Esta disposição aproveita a fricção dos gases por meio dos furos e a expansão dentro da câmara para reduzir as freqüências intermediárias;– A unidade de alta freqüência é constituída por um tubo perfurado concêntrico em um tubo fechado formando uma câmara anular de formato estreito e comprido.
