José Carlos Rodríguez Melchor - Mantenimiento de sistemas auxiliares del motor de ciclo otto. TMVG0409

Se sabe que el atleta que corre los 100 m tiene una constitución física mucho más musculada, que le garantiza más potencia y en menos de 10 segundos consigue recorrer los 100 m; pero si tuviera que competir contra el atleta preparado para los 10000 m, seguramente perdería y además, habría gastado mucha más energía, ya que no solo ha tenido que mover más masa muscular, sino que su cuerpo no estaba entrenado para ello.

Por tanto, tiene más potencia el que corre los 100 m y mayor rendimiento energético el que corre los 10000 m.

Salto de chispa

El arco eléctrico o chispa salta entre los electrodos de la bujía. Esto se produce gracias a que la mezcla gasolina-aire es conductora de la electricidad cuando la sometemos a tensiones eléctricas elevadas, del orden de miles de voltios, que pueden llegar hasta 34000 V. El número de chispas por segundo en automóviles de 4 cilindros comerciales suele estar comprendido entre 7 y 50, dependiendo de las revoluciones del motor.

Esta chispa debe saltar en el momento óptimo, que será cuando la cámara de combustión se encuentre casi al final del proceso de compresión, es decir, un poco antes de que el pistón llegue al punto muerto superior (PMS), así, se conseguirá en la cámara de combustión unas condiciones de presión y temperatura de la mezcla que favorezcan su inflamación. El momento óptimo depende de variables constructivas del motor y de otras condiciones, que principalmente son:

Revoluciones por minuto (rpm).

Temperatura del motor.

Características físico-químicas del combustible.

Es muy importante tener entre los electrodos de la bujía una tensión eléctrica elevada, porque sino la chispa no será capaz de saltar entre los electrodos de la bujía o será muy débil y no se conseguirá inflamar la mezcla adecuadamente.

Sabía que...

Toda la materia es conductora de la electricidad, incluido el aire cuando se somete a tensiones elevadas, de ahí, que los rayos de las tormentas puedan atravesar el aire y llegar a la tierra.

Inicio de la combustión

Es el momento en el cual la energía liberada por la chispa que salta entre los dos electrodos de la bujía inicia el proceso de combustión de la mezcla gasolina-aire. Primero, se inflama la mezcla más próxima a la chispa y seguidamente hay un proceso muy rápido de combustión. Es importante que el inicio de la combustión se produzca en el momento óptimo y sea provocado por la chispa; de no ser así, habría pérdida de potencia y rendimiento del motor.

En ocasiones, la inflamación de la mezcla gasolina-aire puede provocarse por otros factores e incluso sin necesidad de chispa, se pueden diferenciar dos fenómenos indeseables que pueden aparecer en la cámara de combustión: el autoencendido y la detonación.

Sabía que...

Aunque pongamos la llave de contacto y arranque del motor en posición de ‘desconexión’, el motor puede seguir en marcha durante un corto periodo de tiempo debido al autoencendido.

Autoencendido.Es la explosión de la mezcla gasolina-aire antes de lo debido, como consecuencia de una ‘partícula’ excesivamente caliente dentro de la cámara de combustión, bien sea, en la culata del motor, válvulas, bujías, depósitos de carbonilla, etc. El autoencendido provoca un aumento excesivo de la temperatura y presión, que pueden superar las de diseño del motor y provocar graves daños en algunas piezas, como las bielas y sus casquillos, pistones (incluso provocar su perforación), bujías, etc. Puede ocurrir, que tras el autoencendido se inicie un proceso de detonación.

Detonación.Es una inflamación espontánea y muy brusca de la mezcla gasolina-aire, que se produce inmediatamente después de iniciarse la inflamación normal de la mezcla, es decir, aparecen en la cámara de combustión dos puntos de inicio de la combustión, el primero provocado por la chispa de la bujía y el segundo por la detonación del combustible en otra parte de la cámara de combustión. Al haber dos puntos de inicio de la combustión, esta se completa mucho antes que en condiciones normales. Puede ocurrir, que tras una detonación continuada se produzca un proceso de autoencendido.

Los factores principales que pueden provocar el autoencendido son:

Temperatura excesiva en la cámara de combustión.

Presión excesiva en la cámara de combustión.

Densidad incorrecta de la mezcla en la cámara de combustión.

Índice de octano de la gasolina bajo.

Recuerde

En autoencendido y la detonación son fenómenos indeseables, que pueden provocar daños importantes en el motor.

Proceso de combustión

La mezcla gasolina-aire libera energía, transformándose en energía mecánica en el motor al desplazar el pistón. La energía química contenida en la mezcla gasolina-aire se transforma en calor, aumentando la presión en la cámara de combustión. Esta presión empuja el pistón, transformando la energía en trabajo mecánico.

Fin de la combustión

La mezcla gasolina-aire libera toda su energía química y se forman los humos de escape, compuestos por partículas sólidas, hidrocarburos, monóxido y dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, oxígeno y otros gases, que deben ser expulsados fuera de la cámara de combustión.

Secuencia normal de la combustión de la mezcla

Secuencia del fenómeno de autoencendido

Secuencia del fenómeno de detonación o picado

2.3. Grado térmico de las bujías