En un motor de combustión interna , la geometría del sistema de escape se puede optimizar ("afinar") para maximizar la potencia de salida del motor. Los escapes sintonizados están diseñados para que las ondas de presión reflejadas lleguen al puerto de escape en un momento particular del ciclo de combustión.
En los motores de dos tiempos donde el puerto de escape se abre al descubrirlo el pistón (en lugar de una válvula separada), un sistema de escape sintonizado generalmente consta de una cámara de expansión. La cámara de expansión está diseñada para producir una onda de presión negativa para ayudar a llenar el cilindro con la siguiente carga de admisión y luego para producir una onda de presión positiva que reduce la cantidad de carga de admisión nueva que escapa a través del puerto de escape ( bloqueo del puerto ).
Un diseño alternativo de motores de dos tiempos es donde el puerto de escape se abre/cierra usando una válvula de asiento y el puerto de admisión está controlado por un pistón (se abre al ser descubierto por el pistón). El momento del cierre de la válvula de escape está diseñado para ayudar a llenar el cilindro con la siguiente carga de admisión (según los motores de cuatro tiempos).
Un motor de pistones opuestos utiliza barrido de flujo único; sin embargo, este diseño utiliza puertos de cilindro controlados por pistón, donde un pistón controla el puerto de entrada y el otro el puerto de escape. De manera similar, los motores simples divididos utilizan barrido de flujo único, con el pistón en un cilindro controlando el puerto de transferencia (donde la mezcla de admisión ingresa al cilindro) y el otro pistón controla el puerto de escape.
En un motor de cuatro tiempos , un colector de escape diseñado para maximizar la potencia de salida de un motor a menudo se denomina "extractores" o "colectores". Las longitudes de las tuberías y las ubicaciones de unión están diseñadas para ayudar a llenar el cilindro con la siguiente carga de admisión mediante la eliminación de gases de escape . [1] Los lugares donde se fusionan los tubos de escape de los cilindros individuales se denominan "colectores". Los diámetros del sistema de escape están diseñados para minimizar la contrapresión optimizando la velocidad del gas.
Los extractores/colectores suelen tener tubos de igual longitud para cada cilindro, mientras que un colector de escape más básico puede tener tubos de longitud desigual.
Un sistema de escape 4-2-1 es un tipo de colector de escape para un motor con cuatro cilindros por banco, como un motor de cuatro en línea o un motor V8 . El diseño de un sistema 4-2-1 es el siguiente: cuatro tubos (primarios) salen de la culata y se fusionan en dos tubos (secundarios), que a su vez finalmente se unen para formar un tubo colector. [2]
En comparación con un sistema de escape 4-1, un 4-2-1 a menudo produce más potencia a velocidades del motor (RPM) de rango medio, mientras que un escape 4-1 produce más potencia a RPM altas. [3] [4]
El propósito de un sistema de escape 4-2-1 es aumentar la evacuación fusionando las rutas de escape de pares de cilindros específicos. Por lo tanto, los pares de cilindros están definidos por los intervalos entre eventos de encendido, que están determinados por el orden de encendido y, para motores con un orden de encendido espaciado de manera desigual, el intervalo de encendido.
Para un motor de cuatro en línea con un orden de encendido típico de 1-3-4-2, el emparejamiento de los cilindros 1 y 4 y los cilindros 2 y 3 se considera "no secuencial", ya que los cilindros emparejados no se suceden entre sí en el encendido. orden. Esta disposición no secuencial da como resultado un espacio uniforme de 360 grados entre el intervalo de disparo en cada par de cilindros. Un emparejamiento secuencial daría como resultado espacios desiguales, como 180 grados y 540 grados para los emparejamientos de los cilindros 1 y 2 y 3 y 4. Muchos motores de motocicletas utilizan este emparejamiento secuencial. [ cita necesaria ]
Para un motor V8 con un diseño crossplane típico, los escapes 4-2-1 a menudo se denominan escapes "Tri-Y". Tradicionalmente, sólo se emparejaban cilindros dentro del mismo banco, lo que daba como resultado espaciamientos de 90 a 630 grados (secuencial), 180 a 540 grados o 270 a 450 grados. Normalmente, se prefiere el intervalo 270, lo que requiere diferentes emparejamientos en cada banco; por ejemplo, 1 y 2 y 3 y 4 en un banco, pero 1 y 3 y 2 y 4 en el otro. Naturalmente, estos escapes son sensibles al orden de encendido específico en uso. [5] [6] Espaciamientos uniformes de 360 a 360 grados solo son posibles si se utiliza un colector de escape cruzado para emparejar cilindros de bancos separados.
La combinación de los impulsos de presión de escape de cada cilindro dicta las longitudes necesarias de los tubos. Generalmente, los tubos más cortos ayudarán a producir más potencia a mayores rpm del motor, y los tubos más largos favorecen el par a bajas revoluciones, alterando así la banda de potencia . [7] Sin embargo, los gases tienden a enfriarse a medida que pasan por tuberías más largas, lo que reduce la eficacia del convertidor catalítico.
En un motor turboalimentado , el factor clave en la longitud de los tubos de escape es proporcionar pulsos de presión espaciados uniformemente a la turbina del turbocompresor. [5]
