Combustion en Motor a Gasolina

7/24/2019 Combustion en Motor a Gasolina

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Introduccin.

A continuacin se presenta sobre el dficit y exceso de aire en la combustin,

dando a conocer en que consiste y su importancia en un motor de combustin

interna. Tambin se muestra informacin sobre el elemento el cual mide los

valores de la mezcla aire combustible y las relaciones ideales que deben existir

para una combustin ideal.


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Objetivos

Dar a conocer la definicin de combustin.

En que consiste la mezcla en un motor de combustin interna.

La cantidad de aire necesario para la combustin.

aber en qu consiste el coeficiente lambda.

!nformar sobre los valores y sus si"nificados del coeficiente lambda.

Explicar los tipos de mezclas en la combustin.

#omprender como funciona un sensor de ox$"eno.

Tipos de se%ales de un sensor de ox$"eno.

Qu es una combustin?


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Es una reaccin qu$mica que se produce entre el ox$"eno y un material oxidable,

que va acompa%ada de desprendimiento de ener"$a y &abitualmente se manifiesta

por incandescencia o llama.

Combustion completa

Toda combustin completa libera, como producto de la reaccin, dixido de

carbono '#()* y a"ua en estado de vapor '+)(* no importa cu-l sea el

combustible a quemar. Estas sustancias no son txicas, pero el dixido

de carbono es el mayor responsable del recalentamiento "lobal.

#ombustible () /////////////// #() +)( ener"$a 'luz y calor*

El calor de la reaccin se libera, por eso se dice que es una reaccin exotrmica.

Esa ener"$a calrica &ace evaporar el a"ua, o sea los productos de una

combustin completa est-n en estado "aseoso. La combustin completa presenta

llama azul p-lido, y es la que libera la mayor cantidad de calor comparada con la

combustin incompleta del mismo combustible. Entonces, para &acer rendir me0or

el combustible, &ay que airear el lu"ar donde ocurre una combustin. 1na

ecuacin que representa la combustin completa del metano'principalcomponente del "as natural* es2

#+3 ) () /////////////// #() ) +)(.

Combustin incompleta


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La combustin es incompleta cuando la cantidad de () no es suficiente para

quemar de modo completo al combustible. Los productos de la combustin

incompleta var$an se"4n la cantidad de ox$"eno disponible. 5eneralmente se

forma monxido de carbono '#(*, "as sumamente txico. Esta sustancia

produce la muerte por asfixia, ya que se combina con la &emo"lobina de la san"re

a una velocidad mayor que la del ox$"eno.

Para que haya combustin hace falta:

6resencia de ox$"eno '()*

7ezcla, es decir, unin $ntima de aire y "asolina.

Definicin de mezcla


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En una mezcla se necesita aire "asolina 'pulverizada*, sta debe estar en ese

estado para facilitar su vaporacin.

Esta debe ser &omo"nea 'misma proporcin de ambos componentes*

Componentes de la mezcla

Aire

Caractersticas del aire

o u densidad es 8,)9): ';"?@ mm+"

o El componente itr"eno es inerte. 'o reacciona qu$micamente*

!asolina


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La "asolina es una mezcla de &idrocarburosalif-ticos obtenida

del petrleopor destilacin fraccionada, que se utiliza como combustible

en motores de combustin internacon encendido por c&ispa convencional o por

compresin, as$ como en estufas, l-mparas, limpieza con solventes y otras

aplicaciones.

Cantidad de aire necesario para la combustin.

8 ;" de "asolina necesita 83,> ;" de aire, obteniendo un cociente 8 que se le

llama relacin estequiomtrica.

"elacin aire #$asolina en volumen

Coeficiente de aire o relacin lambda
http://es.wikipedia.org/wiki/Hidrocarburohttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3n_fraccionadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3n_fraccionadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Combustiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_internahttp://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leohttp://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3n_fraccionadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Combustiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_internahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidrocarburo


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Coeficiente de aire

Coeficiente %A&'DA ( caracteristicas de mezcla


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)ipos de mezcla


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Bica

6obre

Estequiometria o ideal

*ropiedades de las mezclas

&ezcla ideal

Entre @,99 y 8,@8

El motor debe funcionar con este r"imen, tanto en ralent$ como en r"imen

estacionario.

&ezcla pobre

Entre 8,@8 y 8,8C

7ezcla pobre, consumo m$nimo el motor pierde potencia.

Entre 8,8C y 8,=@

El motor pierde muc&a potencia y aumenta el consumo. e producen

problemas de autoencendido y explosiones en el escape.

7enor que 8,=@

La mezcla no es inflamable.

Inconvenientes+

calentamiento excesivo del motor

perdidas de potencia

deterioros en la v-lvulas de escape y en el catalitico

,entajas+

A&orro de combustible

&-C%A "ICA

7enor que @,>C

El motor se a&o"a. 7ezcla poco inflamable.

Entre @,>C y @,:C


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7ezcla muy rica, proporciona aumento de potencia si las aceleraciones son

breves.

Entre @,:C y @,99

7ezcla rica, se entre"a potencia de forma continua, pero el consumo

aumenta. o se debe usar de forma continuada.

,entaja

7-s potencia.

Inconvenientes

7-s consumo.

/ensor de o0i$eno

6ara poder realizar la mezcla correcta en el ve&$culo existe un sensor el cual es

el encar"ado medir la cantidad de ox$"eno en los "ases de escape llamado

ensores de (x$"eno. Estos sensores son fundamentales porque con su se%al la

6#7 toma decisiones sobre cuanto combustible debe inyectarse al motor.


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1bicacin sensor de o0i$eno

La 6#7 usa al sensor de ox$"eno para ase"urar que le mezcla aire


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'88* para la cabeza de cilindros que ten"a al cilindro o. 8 y el otro sensor se

reconoce como Fanco ) ensor 8F.

El sensor de ox$"eno que va despus del convertidor catal$tico es utilizado por la

6#7 en primer lu"ar para determinar la eficiencia de traba0o del convertidorcatal$tico. Este sensor se conoce como ensor ). En ve&$culos que cuenten con

dos convertidores catal$ticos, un sensor se identificar- como Fanco 8 ensor )F y

el otro sensor ser- Fanco ) ensor )F.

/ensor de o0i$eno convencional

Este estilo de sensor de ox$"eno &a estado en servicio durante lar"o tiempo. Est-

&ec&o de Hirconio '(xido de Hirconio*, electrodos de platino y un elemento

calefactor. El sensor de ox$"eno "enera una se%al de volta0e basada en la

cantidad de ox$"eno contenido en el "as de escape compar-ndola contra la

cantidad de ox$"eno presente en el aire del ambiente atmosfrico. El elemento de


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zirconio tiene un lado expuesto a la corriente de "ases de escape y el otro lado

est- expuesto al aire de la atmsfera. #ada lado tiene un electrodo de platino

ad&erido al elemento de dixido de zirconio.

Los electrodos de platino conducen el volta0e "enerado en el elemento de zirconio.La contaminacin o la corrosin de los electrodos de platino de los elementos de

zirconio reducir-n la se%al de volta0e de salida &acia la 6#7.

Operacin del sensor lambda

#uando la "asolina se quema en el cilindro se "eneran &umos de escape dentro

de esos &umos &ay pocas cantidades de ox$"eno que no alcanzaron a consumirse

por completo cuando la "asolina se quem. Al"unas veces esos remanentes de

ox$"eno ser-n m-s, otras veces ser-n menos, pero el punto importante es que las


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cantidades de ox$"eno remanente estar-n cambiando siempre que el motor est

funcionando. 6ues son precisamente esas variaciones en la concentracin de

ox$"eno en los "ases de escape las que el sensor de ox$"eno se encar"a de

monitorear. ( podemos verlo con los o0os pero si podemos aprovec&ar las

propiedades del xido de zirconio para realizar mediciones de ox$"eno que se

conviertan en se%ales elctricas que la 6#7 pueda aprovec&ar y que adem-s

podamos monitorear con mult$metros di"itales o me0or a4n, con un osciloscopio.

I6ero cmo es el comportamiento de las se%ales elctricasJ I+ay al"una relacin

entre la cantidad de ox$"eno presente en los &umos de escape y los volta0es que

un sensor de ox$"eno produceJ #laro que s$K De eso se trataK

#uando el contenido de ox$"eno en los "ases de escape es alto, el sensor de

ox$"eno produce un volta0e ba0ito.

6or el contrario, cuando el contenido de ox$"eno en los "ases de escape es ba0o,

el sensor de ox$"eno produce un volta0e alto.

Entre menos ox$"eno &aya en los "ases y &umos de escape, la se%al de volta0e

que el sensor producir- crecer- cada vez m-s. Esto puede verse f-cilmente en la

pantalla del osciloscopio o en un esc-ner que ten"a la capacidad de "raficar

se%ales de sensores. Dependiendo del contenido de ox$"eno en los &umos, la

6#7 puede determinar la composicin de aire


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1na 2mezcla pobre2 tiene m5s o0$eno disponible lue$o de ;ue ocurre

la combustin3 por lo ;ue la se4al de voltaje ser 2baja23 en el ran$o de

7.: 9 7.< ,olts.

Esas dos Fre"ionesF son los extremos de la composicin de la mezcla, pero si

buscamos la re"in que m-s FequilibreF la composicin de la mezcla

aire


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como un Fc&efF que continuamente a%ade y sustrae combustible para producir un

ciclo interminable de enriquecimiento


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El sensor de oxi"eno solo "enerara una se%al exacta cuando &ay alcanzado una

temperatura m$nima de 3@@ 5rados #ent$"rados. 6ara que el sensor se caliente

r-pidamente y se manten"a caliente tanto en ralent$ como en altas B67s, el

sensor de oxi"eno tiene una resistencia calefactora en su interior. Este calefactor

es controlado por a 6#7


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/ervicio ( dia$nstico de sensores de o0i$eno

Existen diversos factores que pueden afectar el normal funcionamiento de un

sensor de ox$"eno. Es importante diferenciar con claridad si el propio sensor de

ox$"eno o al"4n otro factor est-n ocasionando que el mismo sensor se comporte

de forma irre"ular. 1n sensor de ox$"eno que est contaminado en su sonda no

producir- volta0es apropiados y no oscilar- como es debido. El sensor puede

contaminarse debido al anticon"elante del motor, consumo excesivo de aceite de

motor, vapores desprendidos por silicones selladores en empaques y por utilizar

aditivos de "asolina de ba0a calidad. #uando el sensor de ox$"eno se contamina

un poco se dice que est- Fflo0oF, debido a que le toma m-s tiempo oscilar de rico a

pobre y viceversa, su se%al se sale fuera de su ran"o normal de operacin

qued-ndose FricoF o qued-ndose FpobreM. Esto afectar- severamente el consumo

de "asolina y continuamente provoca problemas de falla de motor tales como

&umo ne"ro, cascabeleos, motor tarda en encender, marc&a m$nima inestable y

otros.

7uc&os factores afectan la operacin del sensor de ox$"eno tales como fu"as de

vac$o, fu"a de "as en v-lvula E5B &acia m4ltiple de admisin, presin de "asolina

insuficiente o excesiva, otros sensores defectuosos, motor traba0ando sintermostato, tiempo retrasado de cadena de distribucin, tiempo de encendido

retrasado o adelantado en exceso, etc. o nos cansaremos de repetir que es

sumamente importante que los circuitos elctricos del sensor de ox$"eno as$ como

su elemento calefactor siempre estn en excelentes condiciones. Besistencia

excesiva, circuitos abiertos y cortos a tierra producir-n se%ales falsas de volta0e

que &ar-n creer a la 6#7 cosas que no son ciertas

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