Coletor de escape: o que é e sinais de fissura ou fuga

O coletor de escape é a peça do motor que, fixada à cabeça dos cilindros, recolhe os gases de cada cilindro e os conduz, pelo turbo, à linha de escape. A estanquidade das ligações condiciona a energia aproveitada pelo turbo e a contrapressão do travão de escape. Se rachar ou a junta queimar, podem surgir estalidos a frio, cheiro a gases na cabina, fuligem nas ligações e perda de potência.

Em resumo:

• Em muitos motores de veículos pesados, o coletor é segmentado; as ligações deslizantes entre as secções são vedadas por anéis semelhantes a segmentos e a ligação à cabeça dos cilindros por uma junta.
• A posição da fuga costuma revelar-se por marcas de fuligem em redor da ligação; o ruído é, em regra, mais evidente com o motor frio e pode diminuir à medida que aquece.
• Uma fuga do coletor antes da turbina pode reduzir a pressão de sobrealimentação; estes sinais podem confundir-se com uma avaria do turbo.
• Um coletor fissurado ou muito empenado é substituído; na troca da junta são essenciais a verificação da planeza, a substituição dos elementos de fixação e a sequência de aperto do fabricante.

O que é o coletor de escape e para que serve?

A função do coletor de escape é conduzir, com a menor perda de calor e de pressão possível, os gases que saem de cada cilindro em pulsos até à turbina do turbo. O turbo liga-se, em regra, à flange de saída do coletor; a turbina roda com a energia destes gases e o compressor, no mesmo veio, produz a pressão de sobrealimentação (a pressão de ar que o turbo envia ao motor).

Nos motores em linha de seis cilindros, longos e habituais em veículos pesados, o coletor alonga-se de forma notória quando aquece. Para absorver esta dilatação, em muitos motores o coletor é formado por duas ou três secções. As secções unem-se por ligações deslizantes (encaixes que permitem a dilatação e a contração com o calor) e estas ligações são vedadas por anéis semelhantes a segmentos. Entre a cabeça dos cilindros e o coletor há uma junta; na flange do turbo, conforme o motor, usa-se ou não uma junta.

Nos motores com EGR (recirculação dos gases de escape), o gás recirculado é geralmente retirado antes da turbina, na zona do coletor; a ligação do tubo EGR e o seu fole são também possíveis pontos de fuga. Com o travão de escape de borboleta ativo, a contrapressão acumulada antes da borboleta estende-se até ao coletor; por isso, uma fuga no coletor pode reduzir o efeito do travão de escape.

Quais são os sinais de avaria do coletor de escape?

Os sinais típicos de fuga no coletor são estalidos ou sopro com o motor frio, cheiro a gases de escape na cabina, marcas de fuligem em redor das ligações e perda de potência em carga. Uma fuga que parece insignificante em ralenti pode afetar de forma marcada as pressões do turbo e a relação ar-combustível a plena carga.

Em camiões e cavalos mecânicos com a cabina sobre o motor, o coletor fica mesmo por baixo da cabina. Por isso, o cheiro a gases de escape na cabina é um sinal a verificar sem demora.

Porque racha o coletor e porque queima a junta?

A causa fundamental de fissuras no coletor e de juntas queimadas é o ciclo repetido de aquecimento e arrefecimento que ocorre sempre que o motor trabalha e para. O coletor dilata ao aquecer e contrai ao arrefecer; como está fixado à cabeça dos cilindros, este movimento cria tensões no metal e nos elementos de fixação. Podem aparecer fissuras de fadiga térmica nas zonas de temperatura mais alta, por exemplo onde os ramais se juntam.

Os fatores que aceleram o processo:

• Vibração: a vibração do motor e da estrada pode causar fissuras de fadiga, somando-se à carga térmica.
• Elementos de fixação: prisioneiros e porcas soltos, partidos ou reutilizados não comprimem a junta por igual; no ponto onde a fuga começa, o gás quente vai queimando a junta.
• Aperto incorreto: um aperto insuficiente ou fora de sequência deixa a junta solta numa zona; binário excessivo força o prisioneiro e pode danificar a cabeça dos cilindros.
• Superfície da flange em mau estado: uma superfície empenada, com rebarbas ou danificada impede a junta de assentar bem.
• Esforço vindo da linha: se os suportes do turbo ou do tubo de escape estiverem em falta ou partidos, ou se a ligação flexível não cumprir a sua função, o movimento do motor e o peso da linha podem sobrecarregar as ligações do coletor.
• Carga térmica elevada: o trabalho contínuo sob carga pesada aumenta a tensão térmica.

Em alguns motores, os fabricantes publicaram revisões de peças para fugas repetidas e prisioneiros partidos, como coletores de flange mais espessa ou prisioneiros mais compridos. Se a mesma avaria se repetir, pergunte ao fabricante ou à oficina autorizada qual é a versão atual da peça.

Como se encontra a posição da fuga no coletor?

A posição da fuga no coletor encontra-se examinando, com o motor frio, as marcas de fuligem nos pontos de ligação. O ruído apenas indica uma direção; a posição exata é dada pela fuligem, por um elemento de fixação em falta ou por uma fissura visível.

Nota de segurança: estacione o veículo em piso plano, acione o travão de estacionamento e coloque calços nas rodas. Se for preciso bascular a cabina, siga as instruções do fabricante e prenda a cabina em segurança. O coletor continua muito quente muito tempo depois de o motor parar; aguarde que arrefeça antes de lhe tocar.

O monóxido de carbono presente nos gases de escape é incolor e inodoro. Não ponha o motor a trabalhar em espaço fechado e utilize na oficina uma mangueira de extração de gases. Com o motor a trabalhar, mantenha-se afastado da ventoinha e das correias.

• 1. Esclareça a queixa: o ruído ouve-se a frio ou sob carga; o cheiro está na cabina; há perda de potência?
• 2. Observe com o motor frio: examine a junção da cabeça dos cilindros com o coletor, as ligações deslizantes num coletor segmentado, a flange do turbo e a ligação do tubo EGR, à procura de marcas de fuligem, prisioneiros em falta ou partidos e fissuras. Se a proteção térmica limitar a visão, retire-a.
• 3. Escute no arranque a frio: anote de que zona vem o ruído e se diminui à medida que o motor aquece.
• 4. Com perda de potência, observe a pressão de sobrealimentação: antes de decidir substituir o turbo, elimine as fugas antes da turbina.

Se a fuligem e o ruído estiverem em redor da ligação flexível à saída do turbo, o problema pode estar no flexível e não no coletor; uma fuga depois da turbina, em regra, não baixa a pressão de sobrealimentação. Para o diagnóstico do flexível, consulte como perceber que o flexível de escape rebentou; para as peças desta zona da linha, consulte flexíveis de escape e tubos de escape.

Coletor de escape: reparar ou substituir?

Um coletor fissurado, ou empenado além do limite de planeza, substitui-se; num coletor são, a fuga costuma resolver-se renovando a junta e os elementos de fixação. A reparação por soldadura de um coletor fissurado não é aconselhada, a não ser que o fabricante a preveja; a sua resistência aos ciclos térmicos é incerta. Ligaduras ou remendos são soluções provisórias e não substituem uma reparação definitiva.

Na substituição da junta, atenda ao seguinte:

• Elementos de fixação: se a documentação de serviço previr parafusos, prisioneiros, porcas e casquilhos distanciadores novos (casquilhos por onde passa o parafuso), não reutilize os antigos. Ao remover um prisioneiro partido, não danifique as roscas da cabeça dos cilindros; limpe as roscas com um macho adequado.
• Superfície e planeza: limpe as superfícies da junta com o método recomendado pelo fabricante, não com almofadas abrasivas nem ferramentas pneumáticas. Meça a planeza da flange do coletor com uma régua de planeza e apalpa-folgas (lâminas de medição de folga); o valor-limite consta da documentação de serviço.
• Aperto: aperte os parafusos e as porcas na sequência indicada e por fases. Como o revestimento de alta temperatura de alguns elementos de fixação pode ser danificado por uma pistola pneumática, o fabricante pode exigir aperto manual com chave dinamométrica. O binário, o ângulo e a sequência variam consoante o motor e podem até diferir entre coletor novo e usado; em alguns motores a sequência é de dentro para fora. Obtenha os valores exclusivamente na documentação do fabricante.
• Coletor segmentado: verifique também os segmentos nas ligações deslizantes e as juntas de ligação e, se necessário, renove-os.
• Se o turbo for desmontado: nos motores em que a flange do turbo usa junta, renove-a, assim como as juntas dos tubos de óleo e (se existirem) de água de refrigeração do turbo. Para as peças necessárias, consulte tubagens e kits de reparação do turbo.

Depois da montagem, ponha o motor a trabalhar e confirme que nas ligações não resta nenhuma fuga.

Quando ir à oficina e como escolher a peça?

Cheiro a gases de escape na cabina, uma fuga junto de cabos, linhas de combustível ou de ar, ou uma perda de potência marcada exigem que o veículo seja levado à oficina sem demora. Mesmo um ligeiro estalido só a frio deve ser verificado na primeira manutenção; enquanto os ciclos térmicos continuarem, a fissura e a fuga podem aumentar.

A peça certa escolhe-se pelo tipo de motor e pelo número OEM (fabricante de equipamento original); mesmo na mesma família de motores, as versões do coletor e da junta podem diferir. Na escolha, atenda a:

• Número OEM: baseie-se no número gravado na peça antiga ou no catálogo do fabricante; o método está em como encontrar a peça correta com o número OEM.
• Número de chassis (VIN), ano do modelo e código do motor: o mesmo modelo pode ter motores e equipamentos diferentes.
• Estrutura do coletor: peça única ou segmentada; se vai substituir a secção dianteira, central ou traseira.
• Versão da flange: em alguns motores, as versões de flange fina e espessa exigem juntas, parafusos e casquilhos diferentes.
• Equipamento: ligação EGR, tipo de travão de escape e flange de ligação do turbo.
• Tipo de junta: uma junta por cada canal de escape ou uma junta única; o sentido de montagem está indicado?

Ao pesquisar no catálogo MPT pelo número OEM, ter estes dados à mão reduz o risco de peça errada na escolha de coletor de escape, junta e segmentos.