El colector de escape es uno de los componentes más sometidos a estrés dentro de un motor de combustión. Sin embargo, suele pasar desapercibido hasta que aparece una avería. En este artículo aprenderás cómo este elemento contribuye al rendimiento del motor y a la protección del medio ambiente, y cómo puedes reconocer un colector de escape defectuoso.
Estructura y funcionamiento
El colector de escape es la primera parte del sistema de escape de un vehículo de motor y está conectado directamente al motor. Según el fabricante y el modelo del vehículo, puede estar formado por tubos fundidos o curvados. Cada vez se utiliza más la fundición aleada, resistente a los gases de escape a más de 900 °C, o el acero inoxidable, que permite fabricar colectores de escape más ligeros y compactos.
Los gases de escape calientes del motor pasan primero por el colector. El colector de escape reúne los flujos de escape de los distintos cilindros y los dirige hacia un tubo colector o, en el caso de motores con turbocompresor, hacia el turbocompresor. A continuación, el flujo continúa hacia el sistema de tratamiento de gases de escape y el tubo de escape. Los colectores de escape tienen una forma curvada que desvía los gases, que normalmente salen del motor en horizontal, hacia la parte inferior del vehículo.
Los gases de escape deben evacuarse del colector lo más rápidamente posible para evitar que regresen a los cilindros. La llegada repentina de los gases al componente genera una onda de presión que provoca una zona de vacío. En los colectores de escape de diseño óptimo, las oscilaciones de presión pueden ayudar a facilitar la salida de los gases de los cilindros. Sin embargo, si una grieta en el colector provoca una alteración de la presión, la potencia del motor disminuye y el consumo de combustible aumenta.
Principales criterios de diseño del colector de escape:
- la longitud y el diámetro de los tubos,
- la trayectoria de los gases de escape,
- el orden de evacuación de los gases desde los distintos cilindros.
Además, la superficie interior de los tubos debe ser lo más lisa posible para reducir la fricción entre los gases de escape y el propio colector.
Posibles causas de fallo
El colector de escape es el primer componente del sistema de escape que está sometido a elevadas cargas térmicas. Debido a los numerosos ciclos de calentamiento y enfriamiento, puede sufrir tensiones por la expansión y contracción del material, lo que puede provocar grietas o fracturas. A esto se suman las vibraciones durante el funcionamiento del motor, que también pueden causar daños en forma de fisuras o roturas. Aunque los colectores de escape suelen durar toda la vida útil de un coche, puede aparecer una grieta en el colector incluso en vehículos relativamente nuevos.
¿Cómo se reconoce un colector de escape defectuoso?
La primera señal es un aumento repentino del ruido del motor. Los conductores atentos también notan rápidamente una pérdida de rendimiento del motor y un aumento del consumo de combustible. Si el colector presenta fugas, la sonda lambda enviará lecturas incorrectas, lo que a su vez afectará a la gestión del motor. Otros síntomas son la presencia de gases de escape bajo el capó y un olor a gases de escape claramente perceptible en el interior del vehículo.
Influencia del colector de escape en los valores de los gases de escape
Para mantener bajas las emisiones contaminantes, el catalizador debe alcanzar su temperatura de funcionamiento lo antes posible. El catalizador se calienta gracias a los gases de escape calientes. Cuanto mayor es la capacidad térmica del colector de escape, más calor absorbe inicialmente el propio colector de los gases de escape. En términos generales, cuanto más gruesas son las paredes metálicas del componente, mayor es su capacidad térmica.
Por este motivo, hoy en día se utilizan con frecuencia los llamados colectores de escape con aislamiento por cámara de aire (LSI). En esencia, estos colectores están formados por tubos de paredes finas con una baja capacidad térmica. El espacio de aire entre los tubos y el revestimiento actúa como aislante y evita que el colector de escape libere demasiado calor y, al mismo tiempo, reduzca la temperatura de los gases de escape al absorberlo.
