Como os carros atiram chamas pelo escapamento?

Quando o excesso de combustível não queimado de um motor entra na passagem de exaustão quente, isso resulta em sons altos de crepitação e chamas que saem do escapamento de maneira dramática!

Um escapamento alto e estridente que soa como fogo de artilharia faz o coração de quase todos os aficionados por automóveis bater forte. Geralmente associados a carros esportivos, os escapamentos barulhentos são superados em sua grandeza apenas por um fenômeno. Chamas!

Como fogos de artifício, as chamas exalando de um tubo de escape são um fenômeno espetacular para testemunhar, especialmente em ambientes de exibição ou competitivos. Eles podem ser intencionais ou não, mas nunca deixam de impressionar os espectadores.

Escapes em chamas com estalos altos e estrondos são uma ocorrência comum em carros de corrida (Crédito da foto: flickr)

No entanto, escapamentos em chamas não são apenas ilegais, mas também um sinal de combustão ineficiente de combustível em um motor! Vamos aprender mais sobre esse fenômeno de arregalar os olhos.

Como um carro pode disparar chamas pelo escapamento?

Embora o disparo de chamas do escapamento seja o culminar de muitos processos, ele pode ser resumido como a combustão da mistura de combustível ar residual da câmara de combustão no duto de exaustão. Isso resulta em sons explosivos e até chamas saindo da ponta do escapamento.
O processo pode ser dividido em duas etapas, a saber, Overrun e Exhaust Combustion.

Superação

Se você dirige uma alavanca de câmbio, pode ter experimentado a frenagem do motor no passado. Se não, aqui está um tutorial rápido. Encontre-se um trecho seguro e vazio da estrada. Coloque seu carro na primeira marcha e acelere sem mudar de marcha. À medida que a velocidade do seu carro aumenta, também aumenta a rotação do motor.

Para manter seu RPM, você precisa manter o pedal do acelerador nessa posição. Se você soltar o acelerador na mesma marcha em que estava, o carro diminuirá a velocidade com uma guinada doentia. Ao mesmo tempo, a RPM acumulada também cairá rapidamente, porque não há combustão suficiente no motor para sustentar sua RPM.

Esse processo de desaceleração é conhecido como frenagem do motor e pode ser experimentado em todos os tipos de carros. No instante em que você solta o acelerador, o motor tem mais RPM do que pode sustentar, devido à falta de combustão. Essa condição é conhecida como ultrapassagem e o resultado é a frenagem do motor.

Combustão de exaustão

Embora seja fácil experimentar a frenagem do motor, o que acontece a jusante é menos aparente, a menos que você tenha um carro esportivo à sua disposição.

A mistura ar-combustível não queimada é empurrada para o tubo de escape, juntamente com os outros gases expelidos. No entanto, a maioria dos veículos de passageiros tem conversores catalíticos ou ‘silenciadores’ embutidos que limpam os gases de escape antes de liberá-los na atmosfera.

Uma mistura rica tem combustível suficiente para produzir energia e algum combustível excedente que é despejado no coletor de escape dos motores (Crédito da foto: UtzOnBike/Wikimedia commons)

Em veículos onde os tubos de escape não são tão restritivos, o combustível não queimado utiliza o calor do escape para queimar dentro do escape, em vez de no motor. Isso resulta em sons explosivos e, às vezes, até chamas que emanam do escapamento.

Pré-requisitos para um escapamento alto e flamejante

Para que um veículo produza sons altos e chamas, existem alguns pré-requisitos. Estes são geralmente padrão em veículos de alto desempenho.

1. Mistura de combustível rica

Quando a mistura ar-combustível é ajustada em favor do combustível, é conhecida como mistura rica.

Ruídos de exaustão só podem ser produzidos em motores agasolinadevido à sua alta volatilidade. Como sabemos, um motor queima ar e combustível misturados em uma proporção predeterminada. Quando essa proporção é ajustada em favor do combustível, a mistura torna-se ‘rica’. Isso resulta em combustível excedente que mais tarde se move para o fluxo de exaustão do veículo.

2. Sobreposição de válvulas e retardo de ignição

A sobreposição da válvula permite que a mistura não queimada acenda à medida que se move para fora da porta de exaustão, enquanto uma nova carga é induzida no sistema (Crédito da foto: domínio público/Wikimedia commons)

Um motor é uma unidade afinada, com muitas peças trabalhando em conjunto em horários específicos. Em carros normais, as válvulas de admissão e escape não abrem juntas, para que o combustível não queimado saia da câmara de combustão. No entanto, é desejável, neste caso. Assim, o tempo de abertura dessas válvulas “se sobrepõe” para que a carga não queimada e excedente possa sair da câmara.

Isso é acompanhado pelo atraso da faísca que faz com que a mistura ar-combustível se incendeie. Um motor geralmente só acenderá quando ambas as válvulas estiverem fechadas, de modo que a energia gerada fique contida no sistema para máxima eficiência. Nesse caso, a centelha retardada, também conhecida como retardo de ignição, ajuda a acender o combustível excedente enquanto ele sai da porta de escape.

3. Exaustão de fluxo livre

Os escapamentos instalados pelos fabricantes geralmente podem ser restritivos, resultando na neutralização completa dos gases de escapamento não queimados (Crédito da foto: Eberspaecher/Wikimedia commons)

Instalados de fábrica, os escapamentos geralmente são restritos por barreiras físicas e químicas para cumprir os regulamentos de ruído, segurança e meio ambiente. Os conversores catalíticos eliminam gases tóxicos e até mesmo combustível não queimado antes que ele tenha a chance de encontrar oxigênio atmosférico. Isso pode ser prejudicial para o desejado ‘após a queima’. Assim, escapamentos menos restritivos ou mesmo de fluxo livre são propícios para estalos altos e chamas.

Um ruído de escape explosivo é prejudicial ao motor?

Como as explosões acontecem fora do motor, elas não danificam o motor, ao contrário do que acontece dentro do motor.

Dito isto, o sistema de exaustão não foi projetado para suportar cargas de choque e pode eventualmente falhar catastroficamente. No entanto, tais situações raramente surgem, pois os carros esportivos são projetados tendo em mente tais situações.

Um carro normal pode disparar chamas?

A resposta simples para esta pergunta é não. Os carros de passageiros são projetados com eficiência e segurança em mente, e não são projetados para serem capazes de fazer estouros altos e disparar chamas. Dito isto; existem kits de reposição que ajudam a permitir que carros mais humildes apresentem esse show espetacular.

Alguns kits simplesmente ajustam o carro para especificações semelhantes a carros esportivos, como induzir uma sobreposição de válvulas, enriquecer a mistura de combustível ou instalar um escapamento de fluxo livre. As chamas resultantes são puramente incidentais e não podem ser previstas pelo motorista. No entanto, alguns kits incluem circuitos de ignição embutidos no escapamento. Toda a mistura ar-combustível não queimada é direcionada para o escapamento e inflamada, resultando em chamas mais intencionais e voluptuosas.

As chamas e os escapamentos barulhentos, no entanto, não são restritos apenas aos carros. O fenômeno é uma observação geral em todos os automóveis de alto desempenho, como carros de F1, motocicletas de corrida e até lanchas com motores internos!