Múltiples de un V8	Múltiple de un 4 cilindro	Interior de un Flowmaster	X-Pipe Crossover

Escape

Esta página habla de la teoría general del escape. Todavía falta terminarlo y hay que reubicar un poco el tema de los turbos. Aplicaciones específicas de autos compactos

Este es una de las modificaciones más importantes que uno le puede hacer a un auto. Debemos tomar en cuenta que en el proceso de manufacturación de un auto lo último que se diseña es el escape entonces muchas veces se hace prácticamente a última hora y con los últimos recursos. Aparte de esto la industria automotriz tiene otros factores que considerar en cuanto al ahorro en costos de producción en cuanto a la fabricación del componente como también su instalación..

Este es una modificación que se puede hacer localmente, y de una forma no tan cara. Hay unas pocas casas que fabrican múltiples de escape. Hay toda una ciencia detrás del sistema de escape. Hay libros enteros dedicados al tema entonces es difícil abarcar en forma muy detallada este aspecto. Si bien es cierto se puede hablar de que el escape comienza en la culata y con algunos argumentos se podría incluso argumentar que dentro del cilindro.

El escape es un sistema y consiste de varias partes, cada uno conectado con el otro y con relación directa.

Me voy a referir principalmente a escapes de motores con aspiración natural, aunque haré algunos comentarios breves sobre sistemas de inducción de aire forzado.

Turbos
En autos con turbo los gases expulsados son ocupados para girar una turbina que impulsa más aire que se debe utilizará en el proceso de combustión. No hay mucho que hacer en un sistema con turbo está diseñado para un óptimos funcionamiento entonces no hay nada más que hacer.

Una Honda D16 con turbo	Un V8 bi-turbo, ¿que les tinca?

Supercargadores
A diferencia con turbos estos sistemas que inducen aire normalmente reciben se poder de una correa que está conectado al cigüeñal. Si bien es cierto se produce una especie de consumo de poder parásito por la necesidad de girar el inductor sea un sistema con Blower con haspas tipos Roots o un sistema de inducción centrífuga. Las ganancias son mucho mayores que las pérdidas haciendo el sistema totalmente justificable. Bueno por razones que se expondrán a continuación no es necesario ninguna configuración especial del escape y en este caso es solo necesario evacuar los gases el la forma más rápida libre posible.

En el gráfico de arriba se puede ver como afecta el tema de los gases cuando escapan.

Aspiración Natural
Aquí comienza la ciencia y arte. Entran en juegos principios fundamentales de la física. Debemos tomar en cuenta nuestro objetivo inicial, que tipo de poder quiero aumentar.

Principios Físicos

Mayor Volumen / Menos Velocidad
La tendencia que normalmente se observa es mientras más grande el escape mejor. Puede ser bueno, pero depende para que. Al aumentar mucho el diámetro del primario voy a tener la capacidad de mover más volumen de gás pero el mismo gas va a mover menos velocidad. La velocidad es importante para el efecto sifón que se explica en la siguiente parte. La velocidad permite obtener más torque a menos RPMs, esto es importante para la calle. No me sirve tener un auto que recién empieza a funcionar con eficiencia el escape a los 3000 RPM, pero si es lo que buscas no hay problema.

Efecto Sifón
Esto funciona en dos estapas: a la altura del colector y donde se conectan los bancos. De que se trate: La idea es que mientras más vacío dejo el cilindro de gases ya combustionado puedo ingresar más mezcla: oxígeno y combustible y por lo tanto más potencia sucesivamente. Una manera natural y eficiente en que se produce esto es con la sucesiva escapes de gas. Para esto es necesario que cada primario tenga el mismo largo. El escapar individualmente los gases de cada cilindro viaja por el primario hasta llegar al colector, en este punto sigue de largo hacia el final del escape pero en es preciso instante a llevarse un cantidad de gas hacia atrás produce una diferencia de presión negativa en los primarios, esto hace que se trate de compensar esta diferencia produciéndose un efecto de sifón tirando los otros gases y produciéndose el vacío eficiente que explicaba inicialmente. Se produce una situación al pasar los gases en el punto de unión de los bancos sea esta en H o más eficiente una X.

Conexión de Bancos
Esto es fundamental. Las personas que no saben creen que dejando independiente los dos bancos trabajan en forma más fácil. Hay básicamente dos maneras de conectar los dos bancos: en H o X. La configuración H es más fácil de fabricar y ante la eventualidad de tener que trabajar en el área es más facil. La configuración X es la mejor en cuanto a eficiencia pero que es más complicado.

Silenciadores
Los ingenieros llaman estos componentes cámaras de expansión. La idea es disminuir el volumen de sonido que está produciendo el motor. En Chile los maestros fabrican estos haciendo simplemente un tubo perforado con caja alrededor de resonancia. La idea es que la caja absorbe un porcentaje de la energía del sonido. Inevitablemente con este sistema se producen una disminución de la velocidad de los gases con se consecuente pérdida de potencia. Hasta hace no muchos años se pensaba que lo óptimo era no usar silenciadores, esto era cierto hasta que una empresa empezó hacer investigaciones. Eventualmente se crearon los escapes Flowmaster. Uno podrá suponer que todas las empresas tratan de marketear sus productos de la mejor manera posible y a veces suceden que es más popular un producto más caro y más malo. Bueno la idea detrás de los silenciadores Flowmasters es que se hicieron estudios sobre las frecuencias de sonidos que atravesaban el silenciador. Lo que se hizo es poner paredes con determinados ángulos y distancias que de acuerdo a las frecuencias de sonidos esa energía se transforma produciéndose zonas especiales de baja presión aumentando la eficiencia del sistema de escape. El efecto final es un silenciador que produce más potencia que si no tuviese, y un ruido reducido y según la opinión de muchos de un timbre mucho más atractivo.

Tipos de silenciadores
Hay tres métodos principales que se realiza la tarea de bajar el volumen del escape: Absorción, Restricción y Reflexión. Se pueden ocupar uno de los métodos anteriores o los tres juntos.

Absorción
Es el método menos efectivo para disminuir el sonido, pero tienen la ventaja de ser los mejores para dejar pasar los gases. Son los más simples también en su construcción, se utiliza un tubo perforado con material del relleno, fibra de vidrio o virutilla, es el equivalente de perforar el tubo de escape y envolverlo con aislante. Hay otra variación a este método Holley con su subsidiario Hooker fabrica el Aero Chamber, utiliza un cámara de expansión que disminuye la velocidad de los gases para luego expulsarlos como se ve en la imagen abajo.

Restricción
Definitivamente no es el método que se quiere ocupar. No se requiere mucha ingeniería para explicar y no merece más explicación.

Reflexión
Es probablemente el tipo de silenciador más sofisticado. A veces se usa este método en conjunto con la de absorción para producir los mejores silenciadores. Se trata de ocupar principios básicos de física del colegio. La idea es que las ondas de sonido se superponen cancelando el sonido. Hedman fabrica uno que parece que fuera un "glasspack", de abosrción, pero en realidad las dimensiones de la caja están justo diseñados para que la onda de sonido reflejado se devuelve cancelando el sonido de alta frecuencia, además está relleno con material para absorber ruidos estragos.

Tipo "straight through"	Hooker Aero Chamber
Tipo "turbo"	Tipo "Flowmaster"

Los tres diseños de arriba son los más comunas, y en realidad no se puede hacer mucho más con respecto al diseño.

El pulso del escape
Para entender mejor como funciona los silenciadores y los múltiples de escape, es necesario estar en conocimiento de la dinámica del pulso de escape. Los gases de escape no fluyen hacia afuera del motor en un flujo constante. Debido a como se abren y cierran las válvulas, los gases fluirán, después pararán, y fluirán de nuevo cuando se abre la válvula de nuevo. Mientras más cilindros tienes, más juntos se encuentran estos pulsos.

Hay que tener en cuenta para que un "pulso" se mueve, el borde del pulso debe ser de más alta presión que la atmósfera circundante. El "cuerpo" del pulso está cerca a la presión ambiental, y la "cola" se encuentra a menos presión que el ambiente. En realidad la presión de la cola se encuentra tan bajo que es prácticamente un vacío  completo. Las diferencias de presión es lo que mantiene el movimiento del pulso.

Como sabemos que los gases del escape son una serie de pulsos, podemos ocupar este conocimiento para mejorar el movimiento de los gases al final del escape. Es un hecho conocido que normalmente los polos opuestos se atraen. El área de baja presión de la cola del pulso de escape atrae la parte delantera del siguiente pulso, efectivamente "chupándolo". Esta es la gracia de los múltiples de escapes independientes. Los tubos individuales del múltiple están, (supuestamente) específicamente tuned o ajustado para permitir la "alineación" de estos pulsos para que cada pulso "chupe" el pulso siguiente.

Debo especificar que me estoy refiriendo a sistemas y múltiples diseñados por expertos, empresas, ingenieros, etc... no el taller de la esquina que hace buenos escapes. No quiere decir tampoco que los múltiples fabricados en forma artesanal localmente, sean malos, no los son, son mucho mejores que los múltiples de fábrica que traen los autos, pero no se comparan con los que se pueden adquirir de empresas dedicados a la fabricación de múltiples de competición.

Esto hace surgir otros temas, ya que el motor funciona de distintas RPMs, los pulsos de escape no siempre se pueden alinear como sería óptimo, por esto hay distintas configuraciones de múltiples Tri-Y, 4-2-1, 4-1. Múltiples de escape de competición están normalmente diseñados para producir la mayor potencia a altas RPMs, usualmente desde desde los 4.500 a 6.500 RPM. Con esto en mente se darán cuenta que los múltiples de fábricas son buenas para restringir los gases y producen bastante torque a bajas RPMs, pero no es una situación buena en general. Un buen múltiple de escape de competición diseñado correctamente contribuye en forma positiva a succionar más desde la cámara de combustión, permitiendo que en el próximo ciclo haya más espacio disponible en la cámara para tomar aceptar más mezcla.

Tamaño de los tubos
Como siempre se ha dicho no necesariamente más grande es mejor. La teoría acá viene de que mientras más grande el tubo más lento viajan los gases. Al viajar más lento los gases tienen más tiempo para enfriarse. Si bien es cierto eso puede ser positivo en la admisión sucede todo lo contrario en el escape. El más frío es más denso y más pesado y por lo tanto más difícil de mover. Tubos más grandes permitirán también los pulsos de gases obtener un nivel más alto de entropía, lo que finalmente podría desajustar el diseño del múltiple, desalineando los pulsos. La idea al final es poder elegir un diámetro para la aplicación.

Cosas obvias.

Menos curvas mejor
Las curvas producen una oposición y finalmente desaceleración de los gases.