Técnicas del automóvil motores

Para la combustión de una cierta cantidad de gasolina se necesita una detenninada cantidad de aire, como ya se ha dicho. La inflamación se produce en un punto de la mezcla gaseosa y se transmite por todas las partículas hasta su total combustión. La velocidad de inflamación depen­ de de la relación aire/gasolina y, como es lógico, de la calidad de la gasolina; pero siempre es lo bastante elevada como para considerarla una explosión. Un litro de gasolina necesita aproximadamente 10.000 litros de aire para quemarse. Lógica­ mente, el volumen de aire necesario depende de la calidad de la gasolina y, de esta manera, una mezcla debe tener la suficiente cantidad de aire para que se queme todo el combustible. Si hay exceso de aire disminuye la velocidad de combustión y una falta de aire no permite que se que­ me todo el combustible. Cuando en una mezcla hay exceso de aire se dice que es “pobre” y, en este caso, la combus­ tión es lenta, se calienta el motor y no desarrolla toda su potencia. Se dice que una mezcla es “rica”, cuando contiene excesiva cantidad de gasolina, en cuyo caso, como no hay suficiente aire, no se quema todo el combustible, desperdiciándose inútilmente. La rapidez con que se propaga el frente de llama en la cámara de combustión depende de la velocidad de combustión y de otra que llamaremos velocidad de traslación. La primera se refie­ re a la velocidad con que se producen las reacciones químicas de oxidación que corresponden a una combustión, mientras que la segunda se refiere al movimiento físico del frente de llama con relación a las paredes de la cámara, que se origina por la diferencia de presiones entre el gas quemado en un instante determinado y el que todavía está sin quemar. En el inicio de la com­ bustión, la velocidad del frente de llama es relativamente baja, pues la cantidad de gases quema­ dos es pequeña y, en consecuencia, la presión originada es todavía baja, con lo que la propaga­ ción de la inflamación se verifica fundamentalmente en virtud de las reacciones químicas (velo­ cidad de combustión). A medida que se quema mayor cantidad de combustible, la presión des­ arrollada por los gases quemados aumenta rápidamente, lo que conlleva un aumento importante de la velocidad del frente de llama, que se ve favorecido por la turbulencia que adquieren los gases en esta zona, y que facilita su inflamación. En cuanto la llama alcanza la zona de mayor turbulencia, progresa rápidamente con velocidad más bien constante. En el rendimiento del ciclo son de gran importancia el momento en que comienza la combus­ tión y el tiempo que dura ésta, lo que a su vez depende de la velocidad con que se propague el frente de llama y de la longitud del recorrido que ha de efectuar, por cuya causa, son de suma importancia la forma y dimensiones de la cámara de combustión y la posición que en ella ocupa la bujía, como ya se vio con anterioridad al tratar este tema en anteriores capítulos. La velocidad con que progresa el frente de llama influye notablemente sobre la forma en que aumenta la presión, lo que a su vez es de vital importancia en el desarrollo del ciclo motor y, en consecuencia, en la potencia desarrollada por éste. La Figura 9.3 muestra la forma en que au­ menta la presión (gradiente de presión) en función del giro del cigüeñal cuando la combustión se desarrolla normalmente. El gradiente de presión (tg a ) es función de la rapidez con que se desarrolla el proceso de combustión.