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UNIDAD I

Motores de combustión interna

1.1 Principales componentes de un motor de combustión interna

Muchas personas en algún momento habrán tenido la oportunidad de ver la parte externa

de motor de gasolina (llamado también "motor de explosión" o "de combustión interna");

sin embargo, es muy probable que también muchas de esas personas desconozcan su

funcionamiento interno.

Cuando decidimos obtener la licencia para conducir un coche o cualquier otro vehículo

automotor, en algunos países se exige responder un test o examen en el que,

precisamente, se incluyen algunas preguntas relacionadas con el principio de

funcionamiento de los motores de térmicos de combustión interna, ya sean de gasolina o

diesel.

Motor de gasolina de un coche o automóvil moderno.

No obstante, como simple curiosidad, quizás tú te hayas interesado también en conocer

cómo funciona un motor de gasolina y cuáles son las partes y piezas que lo integran,

aunque entre tus proyectos a más corto plazo no se encuentre, precisamente, obtener una

licencia de conducción.

Un motor de gasolina constituye una máquina termodinámica formada por un conjunto de

piezas o mecanismos fijos y móviles, cuya función principal es transformar la energía

química que proporciona la combustión producida por una mezcla de aire y combustible en

energía mecánica o movimiento. Cuando ocurre esa transformación de energía química en

mecánica se puede realizar un trabajo útil como, por ejemplo, mover un vehículo

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automotor como un coche o automóvil, o cualquier otro mecanismo, como pudiera ser un

generador de corriente eléctrica.

En líneas generales los motores térmicos de combustión interna pueden ser de dos

tipos, de acuerdo con el combustible que empleen para poder funcionar:

De explosión o gasolina

De combustión interna diesel

Mientras que los motores de explosión utilizan gasolina (o gas, o también alcohol) como

combustible, los de combustión interna diesel emplean sólo gasoil (gasóleo).

Si en algún momento comparamos las partes o mecanismos fundamentales que

conforman estructuralmente un motor de gasolina y un motor diesel, veremos que en

muchos aspectos son similares, mientras que en otros difieren por completo, aunque en

ambos casos su principio de funcionamiento es parecido.

Desde el punto de vista estructural, el cuerpo de un motor de explosión o de gasolina

se compone de tres secciones principales:

1. Culata

2. Bloque

3. Cárter

La culata constituye una pieza de hierro fundido (o de aluminio en algunos motores), que

va colocada encima del bloque del motor. Su función es sellar la parte superior de los

cilindros para evitar pérdidas de compresión y salida inapropiada de los gases de escape.

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En el bloque están ubicados los cilindros con sus respectivas camisas, que son barrenos

o cavidades practicadas en el mismo, por cuyo interior se desplazan los pistones. Estos

últimos se consideran el corazón del motor.

Las disposiciones más frecuentes que podemos encontrar de los cilindros en los

bloques de los motores de gasolina son las siguientes:

En línea En “V” Planos con los cilindros opuestos

Diferente disposición de los cilindros en el bloque de los motores de gasolina: 1.- En línea. 2.- En "V". 3.- Plano de cilindros opuestos.

El cárter es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que permite lubricar el

cigüeñal, los pistones, el árbol de levas y otros mecanismos móviles del motor.

Durante el tiempo de funcionamiento del motor una bomba de aceite extrae el lubricante

del cárter y lo envía a los mecanismos que requieren lubricación.

1.2 Principio de funcionamiento

Los motores de combustión interna pueden ser de dos tiempos, o de cuatro tiempos,

siendo los motores de gasolina de cuatro tiempos los más comúnmente utilizados en los

coches o automóviles y para muchas otras funciones en las que se emplean como motor

estacionario.

Una vez que ya conocemos las partes, piezas y dispositivos que conforman un motor de

combustión interna, pasamos a explicar cómo funciona uno típico de gasolina.

Como el funcionamiento es igual para todos los cilindros que contiene el motor,

tomaremos como referencia uno sólo, para ver qué ocurre en su interior en cada uno de

los cuatro tiempos:

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Admisión Compresión Explosión Escape

Ciclos de tiempos de un motor de combustión interna: 1.- Admisión. 2.- Compresión. 3.- Explosión. 4.- Escape.

Funcionamiento del motor de combustión interna de cuatro tiempos

Primer tiempo

Admisión.- Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto

Superior). En este momento la válvula de admisión se encuentra abierta y el pistón, en

su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío dentro de la cámara de

combustión a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado por

el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio

movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra

funcionando. El vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que la mezcla aire-

combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre en la cámara de

combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.

Segundo tiempo

Compresión.- Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol

de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta

este momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible

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penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir

comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.

Tercer tiempo

Explosión.- Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la

mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una chispa

eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La

fuerza de la explosión obliga al pistón a bajar bruscamente y ese movimiento rectilíneo

se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se convierte en movimiento

giratorio y trabajo útil.

Cuarto tiempo

Escape.- El pistón, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI después de ocurrido

el tiempo de explosión, comienza a subir. El árbol de leva, que se mantiene girando

sincrónicamente con el cigüeñal abre en ese momento la válvula de escape y los

gases acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosión, son arrastrados por

el movimiento hacia arriba del pistón, atraviesan la válvula de escape y salen hacia la

atmósfera por un tubo conectado al múltiple de escape.

De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarán

efectuándose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se

detenga el funcionamiento del motor.

CICLO OTTO

El motor de gasolina de cuatro tiempos se conoce también

como “motor de ciclo Otto”, denominación que proviene del

nombre de su inventor, el alemán Nikolaus August Otto

(1832-1891).

El ciclo de trabajo de un motor Otto de cuatro tiempos, se

puede representar gráficamente, tal como aparece en la

ilustración de la derecha.

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Esa representación gráfica se puede explicar de la siguiente forma:

1. La línea amarilla representa el tiempo de admisión. El volumen del cilindro

conteniendo la mezcla aire-combustible aumenta, no así la presión.

2. La línea azul representa el tiempo de compresión. La válvula de admisión que ha

permanecido abierta durante el tiempo anterior se cierra y la mezcla aire-combustible

se comienza a comprimir. Como se puede ver en este tiempo, el volumen del cilindro

se va reduciendo a medida que el pistón se desplaza. Cuando alcanza el PMS (Punto

Muerto Superior) la presión dentro del cilindro ha subido al máximo.

3. La línea naranja representa el tiempo de explosión, momento en que el pistón se

encuentra en el PMS. Como se puede apreciar, al inicio de la explosión del

combustible la presión es máxima y el volumen del cilindro mínimo, pero una vez que

el pistón se desplaza hacia el PMI (Punto Muerto Inferior) transmitiendo toda su fuerza

al cigüeñal, la presión disminuye mientras el volumen del cilindro aumenta.

4. Por último la línea gris clara representa el tiempo de escape. Como se puede

apreciar, durante este tiempo el volumen del cilindro disminuye a medida que el pistón

arrastra hacia el exterior los gases de escape sin aumento de presión, es decir, a

presión normal, hasta alcanzar el PMS.

El sombreado de líneas amarillas dentro del gráfico representa el "trabajo útil"

desarrollado por el motor.

Las causas para que el motor de gasolina falle o no funcione correctamente pueden

ser muchas. No obstante la mayoría de los problemas que puede presentar un motor

de gasolina se deben, principalmente, a defectos eléctricos, de combustible o de

compresión. A continuación se relacionan algunos de los fallos más comunes:

1.- Defectos eléctricos

Bujía demasiado vieja o con mucho carbón acumulado.

Cables deteriorados que producen salto de chispa y, por tanto, pérdidas de la

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corriente de alto voltaje.

Cable partido o flojo en la bobina de ignición, el distribuidor, las bujías o en el

sistema electrónico de encendido.

La bobina de ignición, el ruptor o el distribuidor que envía la chispa a la bujía no

funciona adecuadamente.

Distribuidor desfasado o mal sincronizado con respecto al ciclo de explosión

correspondiente, lo que produce que la chispa en la bujía se atrase o adelante

con relación al momento en que se debe producir.

Mucho o poco huelgo en el electrodo de la bujía por falta de calibración o por

estar mal calibradas.

Batería descargada, por lo que el motor de arranque no funciona.

Cables flojos en los bornes de la batería.

2.- Fallos de combustible

No hay combustible en el tanque, por lo que el motor trata de arrancar

utilizando solamente aire sin lograrlo.

Hay gasolina en el tanque, en la cuba del carburador o en los inyectores, pero

la toma de aire se encuentra obstruida, impidiendo que la mezcla aire-

combustible se realice adecuadamente.

El sistema de combustible puede estar entregando muy poca o demasiada

gasolina, por lo que la proporción de la mezcla aire-combustible no se efectúa

adecuadamente.

Hay impurezas en el tanque de gasolina como, por ejemplo, agua o basuras,

que se mezclan con el combustible. En el caso del combustible mezclado con

agua, cuando llega a la cámara de combustión no se quema correctamente. En

el caso de basura, puede ocasionar una obstrucción en el sistema impidiendo

que el combustible llegue a la cámara de combustión.

3.- Fallos de compresión

Cuando la mezcla de aire-combustible no se puede comprimir de forma apropiada, la

combustión no se efectúa correctamente dentro del cilindro produciendo fallos en el

funcionamiento del motor. Estas deficiencias pueden estar ocasionadas por:

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Aros de compresión o fuego del pistón gastados, por lo que la compresión de la

mezcla aire-combustible no se efectúa convenientemente y el motor pierde

fuerza.

Las válvulas de admisión o las de escape no cierran herméticamente en su

asiento, provocando escape de la mezcla aire-combustible durante el tiempo de

compresión.

Escapes de compresión y de los gases de combustión por la culata debido a

que la “junta de culata”, que la sella herméticamente con el bloque del motor se

encuentra deteriorada.

Otros defectos que pueden ocasionar el mal funcionamiento del motor de gasolina son

los siguientes:

Cojinetes de las bielas desgastados, impidiendo que el cigüeñal gire

adecuadamente

Tubo de escape obstruido

Falta de lubricante en el cárter, lo que impide que el pistón se pueda desplazar

suavemente por el cilindro llegando incluso a gripar o fundir el motor.

1.3 Sistema de enfriamiento del motor

La temperatura es un parámetro que afecta de manera importante el funcionamiento de

los motores de combustión interna modernos. En algunas partes del motor se tienen temperaturas mayores de 1000°C (cámara de

combustión), en algunos casos los gases de escape salen a 550°C. En un motor más de

la tercera parte de energía que se le suministra a través del combustible se pierde en

forma de calor. El sistema de enfriamiento es el que se encarga de que los diferentes

componentes del motor se mantengan en temperaturas seguras y así evitar que el motor

sufra desgastes prematuros o daños importantes y lograr con ello su máximo rendimiento. Algunas partes del motor que se deben enfriar constantemente son:

Cámara de combustión

Parte alta del cilindro

Cabeza del pistón

Válvulas de escape y de admisión

Cilindro

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Los sistemas de enfriamiento modernos están diseñados para mantener una temperatura

homogénea entre 82° y 113°C. Un sistema que no cumpla los requisitos que se exigen

puede producir los siguientes efectos:

Desgaste prematuro de partes por sobrecalentamiento, en especial en el pistón con

la pared del cilindro.

Preignición y detonación

Daño a componentes del motor o accesorios (radiador, bomba de agua, cabeza del

motor, monoblock, bielas, cilindros, etc.)

Corrosión de partes internas del motor

Entrada de refrigerante a las cámaras de combustión

Fugas de refrigerante contaminando el aceite lubricante

Evaporación del lubricante

Formación de películas indeseables sobre elementos que transfieren calor como los

ductos del radiador

Sobreconsumo de combustible

Formación de lodos por baja o alta temperatura en el aceite lubricante

Es por todo esto importante conocer cómo trabaja el sistema de enfriamiento, las

características que debe tener un buen refrigerante o anticongelante” y las acciones que

pueden afectar de manera negativa al enfriamiento del motor.

OBJETIVO DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

Reducir la temperatura dentro de rangos seguros de operación para los diferentes

componentes, tanto exteriores como interiores del motor

Disminuir el desgaste de las partes

Reducir el calentamiento de los elementos de la máquina que se mueven unos con

respecto a otros

Mantener una temperatura óptima para obtener el mejor desempeño del motor

Para cumplir con estos objetivos el sistema cuenta con el refrigerante que es la sustancia

encargada de transferir el calor hacia el aire del medio ambiente, y debe tener las

siguientes características:

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Mantener el refrigerante en estado líquido evitando su evaporación. Esto se logra al

cambiar el punto de evaporación de la sustancia refrigerante

Mantener el refrigerante en estado líquido evitando la formación de hielo al bajar la

temperatura ambiente, esto se logra al cambiar el punto de congelación de la

sustancia refrigerante

Evitar la corrosión

Tener una gran capacidad para intercambiar calor

El agua es el fluido de enfriamiento básico porque es abundante, barato y fluye con

facilidad. Los productos químicos que contiene un buen anticongelante mejoran las

propiedades del agua y la convierten en un excelente fluido de enfriamiento. Estas

sustancias están diseñadas para reducir la formación de espuma, reducir cavitación y

evitar la corrosión. La base de casi todos los anticongelantes es el etilenglicol o el

propilenglicol. Casi todos los fabricantes recomiendan una mezcla de 50% de

anticongelante y agua (mitad y mitad),en áreas muy frías la mezcla puede ser más

concentrada pero el límite es 67% (2/3 de anticongelante y 1/3 de agua).

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO

Los sistemas de enfriamiento se clasifican generalmente de acuerdo al tipo de elemento

utilizado para enfriar el motor En algunos casos es un líquido y en otros es aire. Ambos

elementos presentan características muy particulares. En sistemas que manejan aire

como elemento refrigerante, se requieren grandes cantidades de este elemento para

enfriar al motor, por lo cual su uso está restringido a motores pequeños (como en el caso

de algunas motocicletas) o en condiciones muy específicas. Generalmente el aire es

llevado al exterior del cilindro el cual cuenta con una serie de aletas para mejorar la

transferencia de calor, en otras ocasiones el aire es utilizado además para enfriar un

radiador por el cual circula el aceite lubricante y es éste el que realmente enfría al motor. Estos sistemas son muy confiables ya que no presentan fugas de la sustancia refrigerante

pero no son tan eficientes como los que utilizan una sustancia líquida además de que

proporcionan un mejor control de la temperatura en los cilindros y la cámara de

combustión.

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PARTES DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO POR LÍQUIDO

Al sistema de enfriamiento por líquido lo forman:

1. Radiador

2. Tapón de radiador

3. Mangueras

4. Termostato

5. Ventilador

6. Tolva

7. Bomba de agua

8. Poleas y bandas

9. Depósito recuperador (pulmón)

10. Camisas de agua

11. Intercambiador de calor (de aceite para motores a diesel)

12. Bulbo de temperatura

CIRCUITO DEL LÍQUIDO REFRIGERANTE EN EL MOTOR

Una banda acoplada a la polea del cigüeñal mueve la polea de la bomba de agua, ésta

provoca el movimiento del líquido refrigerante del motor hacia el radiador, en él se hace

pasar una corriente de aire movida por el ventilador hacia el líquido refrigerante, lo que le

permite bajar su temperatura y, a través de unas mangueras, este líquido retorna hacia el

motor para volver a iniciar el ciclo.

El líquido que entra al motor transfiere parte del calor generado en la cámara de

combustión removiéndolo de la parte superior del cilindro, de las válvulas de admisión y de

escape, y del mismo cilindro a través de las camisas que lo envuelven y que forman parte

del monoblock. Este líquido caliente es impulsado por la bomba de agua y enviado hacia

el radiador pasando por el termostato concluyendo así el ciclo.

Cuando el motor está por debajo de la temperatura de operación, el termostato bloquea el

flujo de agua hacia el radiador, circulando éste solamente por las camisas de agua para

elevar la temperatura de manera homogénea hasta un nivel óptimo. En días fríos el

termostato permite apenas la circulación de refrigerante suficiente a través del radiador

para eliminar el exceso de calor y mantener una temperatura adecuada en el motor. En

días calurosos es probable que el termostato esté abierto por completo.

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1.4 Emisiones

El término contaminante se refiere a cualquier substancia adicionada al medio ambiente

en una concentración tal, que tenga efectos medibles sobre los seres humanos, las

plantas, los animales o los objetos y materiales en general, podemos considerar entonces

como contaminantes a materiales naturales o artificiales, sólidos, líquidos o gaseosos, los

cuales se dividen en dos grandes grupos que son: primarios y secundarios.

Contaminantes primarios: son aquellos cuya fuente de emisión es directamente

identificable, tales como los compuestos de carbono (CO y CO2), compuestos de

nitrógeno (NO + NO2 = NOx, N2O, NH3), compuestos orgánicos (volátiles o VOC,

hidrocarburos, hidrocarburos aromáticos polinucleares PAH, compuestos carboxílicos),

compuestos de azufre (SO2, SO3, S 2H4), compuestos halogenados, compuestos

metálicos, partículas (finas si diam. < 100µm y gruesas si su diam. > 100 µm) también los

olores han sido considerados en este primer grupo. Estos últimos, no causan problemas

de salud, pero sí, malestar, indisposición y agresividad en los seres humanos.

Contaminantes secundarios: son aquellos que se forman en la atmósfera por reacciones

entre los contaminantes primarios o por reacciones entre los primarios y algunos

componentes que se encuentran en estado natural en la atmósfera.

Los MCIA son una fuente identificable de contaminantes primarios especialmente de

monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos sin quemar (HC) y

partículas. Estos pueden clasificarse de varias formas, sin embargo para el caso de

análisis de contaminantes, la más conveniente es aquella clasificación según el proceso

de combustión que diferencia los MEP y los MEC, dado que la principal fuente de

contaminación de los motores provienen de los gases de escape productos de la

combustión. Los MEC emiten partículas carbonáceas que se pueden considerar

virtualmente ausentes en los motores que queman gasolina (MEP).

El dióxido de carbono (CO2) es un producto normal de la combustión de cualquier

combustible que contenga carbón, no es tóxico y solo se considera contaminante si supera

la concentración normal en la naturaleza (330ppm), ya que desplaza al aire al ser 1,5

veces más denso que él, haciéndole irrespirable.

Fuentes de emisión en el vehículo

Según la definición ya indicada, el vehículo es fuente emisora de contaminantes primarios,

a su vez en el vehículo se pueden identificar tres fuentes diferentes de emisiones:

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a. El combustible evaporado del depósito y del carburador, responsable, aproximadamente

de un 20% de los hidrocarburos sin quemar (HC) que emite el motor. Para evitar la

emisión de estos vapores se comunican, a motor parado, el carburador y el depósito a un

recipiente lleno de carbón activado, comúnmente llamado Canister, el cual absorbe y

retiene los vapores de combustible mediante condensación. Este combustible absorbido

por el carbón activado se recupera posteriormente al poner el motor en marcha, haciendo

pasar una corriente de aire a través del recipiente.

b.Gases procedentes del cárter del motor, que fluyen al exterior por el respiradero de éste.

Están compuestos fundamentalmente por HC, aunque, dependiendo del estado del motor,

pueden contener también productos procedentes de la combustión. Son responsables de

otro 25% del total de HC emitidos por el vehículo. Esta fuente de emisiones puede

eliminarse fácilmente mediante el recirculado de estos vapores hacia la admisión (blow-

by).

c. Gases de escape, procedentes del proceso de combustión aportan prácticamente el

100% de productos contaminantes, tales como el monóxido de carbono CO, óxidos de

nitrógeno, etc., y el 55% de los HC sin quemar.

Las cantidades de contaminantes varían con el tipo de motor, su diseño, su geometría

interna, sus condiciones de funcionamiento, el tipo de combustible y sus aditivos, el tipo de

aceite lubricante, la forma y disposición de la cámara de combustión, el sistema de

suministro de aire, el sistema de suministro de combustible, entre otros (en esta referencia

se analizan las mejoras realizadas sobre el diseño de los MEC hasta el año 1991),

además existen otros parámetros que influyen en las emisiones del automóvil. Los

órdenes de magnitud de las cantidades emitidas están dados en la Tabla siguiente, otros

contaminantes adicionales son el bromuro de plomo y el óxido de azufre, los cuales varían

directamente con el contenido de plomo y de azufre respectivamente de los combustibles

del motor, y los aldehídos, los cuales resultan del uso de alcoholes como combustible.

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La variable más importante que gobierna la emisión de contaminantes en los MCIA, independiente de que sea MEP o MEC es la relación aire - combustible o su inversa combustible - aire (dosado), la cual afecta directamente las emisiones relativas de CO, NOx, aldehídosy HC. Nótese que para un dosado estequiométrico se tendrían las bajas emisiones de CO y HC, pero las emisiones de NOx estarían cercanas a su máximo, esto se debe entre otras cosas a la formación de NOx a altas temperaturas. Para estudiar detalladamente los procesos de formación de estos contaminantes durante el proceso de combustión que tiene lugar en los MCIA, Parámetros que influyen en las emisiones de los vehículos

Las emisiones provenientes del vehículo no dependen únicamente del tipo de motor y de

su potencia como podríamos pensar hasta el momento, también dependen de otros

factores como son: pendiente de la carretera, altitud, humedad, temperatura del ambiente,

límites de velocidad, desgaste del vehículo, condiciones de tráfico, entre muchas otras.

Estas condiciones indican que las emisiones reales en "tráfico", relacionadas con la

distancia viajada por el vehículo, no siempre coinciden con las medidas reguladoras

tomadas en condiciones del ciclo de conducción claramente definido.

PRODUCTOS CONTAMINANTES DE LOS GASES DE ESCAPE DE LOS MEP

Especial interés tiene el proceso de formación de la mezcla aire - combustible en el

colector de admisión de los motores a gasolina o MEP dado que es una causa de eventos

muy complejos, Figura siguiente. El combustible inyectado en el colector de admisión o en

el puerto de admisión está formado por gotas de combustible - justo después de la

inyección. Únicamente una fracción de las gotas se evapora, otra parte se introduce en la

superficie del puerto de admisión y crea una película de combustible. Así el combustible es

transportado dentro del cilindro en diferentes condiciones físicas y con diferentes

velocidades, lo cual lleva a desviaciones en la medida de combustible y por supuesto a

incrementar las emisiones contaminantes, principalmente en condiciones de operación

transitoria del motor.

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Hidrocarburos (HC)

Los gases de escape de los MEP contienen entre 1,000 a 3,000ppmC, lo que corresponde

aproximadamente de un 1 a2.5 % del combustible alimentado al motor. En la Figura

anterior se veía la dependencia de la cantidad de HC sin quemar con la relación aire -

combustible. Para mezcla ricas y mezcla pobres, aumenta dicha cantidad, debido a que el

proceso de combustión no se desarrolla en buenas condiciones y se puede dar el apagado

de la llama. Para mezcla ligeramente pobres, donde existe exceso de oxígeno y la

temperatura todavía es elevada (es decir, que la llama no tiene problemas para progresar),

la aparición de HC en el escape es mínima, puesto que éstos se oxidan, aunque solo sea

parcialmente (formación de CO), en el colector y tubo de escape.

Las emisiones de HC en un MEP son producidas al cesar las reacciones de combustión

en las proximidades de las paredes, por cortocircuito de la carga fresca y por combustión

incompleta de la carga, si bien esta última causa es la menos importante en las

condiciones más frecuentes de operación.

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Transporte de combustible en el colector de admisión de un MEP

Los HC sin quemar que normalmente aparecen en los gases de escape se ven en la

siguiente tabla.

Ejemplo de distribución de diferentes HC en los gases de escape

De todos ellos están considerados como mayores contaminantes el benzol y los

aromáticos polinucleares (PAH) por ser cancerígenos.

El efecto de enfriamiento de pared, está regido por el balance térmico de la mezcla en las

proximidades de la superficie de la cámara de combustión. En esta zona, si las pérdidas

de calor por conducción y radiación en la pared son mayores que el calor proveniente de

los gases quemados adyacentes, los radicales activos difundidos en la mezcla no

alcanzan la temperatura suficiente para continuar la combustión. Las variables que más

influyen en el espesor del wall quenching son la temperatura, la presión, y el dosado de la

mezcla, así como el material y la temperatura de la pared de la cámara de combustión.

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Cuanto más alta sea la presión y la temperatura de la mezcla y su dosado más próximo al

estequiométrico, menor será este espesor.

Las emisiones de HC en el escape son menores que las producidas en los cilindros

cuando la temperatura de escape supera los 600 C y existe oxígeno disponible. En estas

condiciones parte de los HC sin quemar se oxidan en el escape produciendo CO.

Las emisiones de HC sin quemar junto con los óxidos de nitrógeno son los responsables

de la formación del "smog foto químico".

Monóxido de carbono (CO)

El CO es un producto intermedio de la combustión de un HC, de alta toxicidad por su alta

afinidad con la hemoglobina de la sangre.

Para relaciones aire - combustible próximas a la estequiométrica, la formación de CO

en la combustión se debe fundamentalmente a la disociación del CO2. Si un sistema de

alimentación consigue mejorar la homogeneidad de la mezcla reduce también la emisión

total de CO, puesto que disminuye la emisión de cada cilindro, disminuye la diferencia

entre cilindros y permite operar con mezcla globalmente más pobres sin fallos de

combustión, como se puede intuir, este contaminante tiene poca importancia en los MEC.

Óxido de nitrógeno (NOx)

El óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2), usualmente están agrupados como

NOx, siendo el NO bastante predominante. La fuente principal de NO es el nitrógeno

molecular del aire usado como comburente en el motor. Los combustibles diesel y

gasolina en sí mismos contienen muy poco nitrógeno, esto hace que su contribución a la

formación de NO sea poco significativa.

Las emisiones de NOx son máximas cuando el motor funciona a par máximo, es decir,

cuando la presión media efectiva (pme) del motor es máxima. Así pues, la formación de

NOx está muy afectada por las presiones y temperaturas en las carreras de expansión y

escape, los óxidos de nitrógeno se disociasen en oxígeno y nitrógeno desplazándose el

equilibrio químico hacia estos compuestos. Esto no ocurre en la práctica y la razón puede

residir en la complejidad del mecanismo de formación. De lo anterior se puede deducir que

los óxidos de nitrógeno aparecen en los MEP, pero tienen mayor influencia en los MEC

dado que este tipo de motor funciona a más altas presiones.

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Partículas

En los MEP las partículas tienen tres distintos orígenes: el plomo de los combustibles,

adicionado para incrementar el número de octano y evitar así el fenómeno de las

detonaciones espontáneas: el azufre propio del combustible y el humo negro (hollín),

dependiendo directamente del control que se tenga en el contenido de plomo y de azufre

en el combustible y del buen ajuste del motor, se pueden controlar dichas emisiones.