Proceso de Combustión en Motores: Tecnología Industrial

Combustión interna

Partimos de la energía química, almacenada en el combustible, que da lugar a energía térmica durante la combustión y finalmente energía mecánica. Este proceso de transformación de la energía requiere un muy buen y detallado ajuste de todos los procesos que intervienen:

La Física

Conoce, estudia y explica los procesos de combustión y respetan las Leyes Físicas.

Fluidodinámica

Determina la eficiencia en el llenado y vaciado de gas del motor.

Termodinámica

Intenta explicar cómo sucede y se aprovecha la combustión.

Mecánica

Influye directamente en cómo se construyen e interactúan las piezas móviles del motor, se clasifican según:

Tipo de accionamiento

Mecánico, Electromecánico, Electrónico.

Ubicación del inyector

Directa, Indirecta.

Modo de inyección

Continuo, Intermitente, Simultánea, Semi-secuencial, Secuencial.

Nº de inyectores

Monopunto, Multipunto. (EFI actuales son: ELECTRÓNICOS – INDIRECTOS – SECUENCIALES - MULTIPUNTO).

Han ido evolucionando en búsqueda de: Mayor precisión y efectividad, más fiabilidad y menos mantenimiento, más compacidad (menos peso y tamaño) y más rapidez de procesado.

Tecnología aplicada

A los diferentes sistemas: Mecánicos, Electro-Mecánicos, Electrónicos. Básicamente, ECU necesita saber:

• Acelerador: Abre, cierra, se mantiene estable y con qué velocidad varía.
• RPM ́s: Suben, bajan, se mantienen y con qué velocidad varía.
• Presión de ADM: Sube, baja, se mantiene estable y con qué velocidad varía.

Sensores secundarios

Presión (MAP): Atmosférica. TºC: Refrigerante y Aire admisión. Sonda Lambda (λ). Sensor de caída. Sensor de velocidad de cambio insertada. Sensor de detonación.

Combustión

De ella depende directamente el rendimiento y manejabilidad del motor térmico = COMBURENTE (O2) + COMBUSTIBLE(C8H18) + IGNICION (chispa).

Dosado

Relación en peso, entre cantidad de aire y gasolina necesario para la combustión (dosado teórico = masa aire teórico gr./masa gasolina teórico gr.)

Mezcla rica

Falta de aire o exceso de combustible (1/13).

Mezcla estequiométrica

Equilibrada (1/15).

Mezcla pobre

Exceso de aire o falta de combustible (1/17). Debe estar entre 1/8 a 1/21 para funcionar. Hoy en día las mezclas se designan por el coeficiente del aire (lambda) λ = masa aire real gr./masa de aire teórica gr.

Una combustión eficiente no solo depende de un buen dosado, sino además de un buen ajuste del proceso de inicio y duración de la ignición.

Sensor RPM

Actuación = Momento y duración de chispa en la bujía.

El sensor MAP es el que informa a la ECU, mediante la señal eléctrica generada del estado de presión en el conducto de admisión.

El sensor de posición del mando del acelerador (TPS) informa a la ECU mediante señal eléctrica generada, del grado de apertura del mismo. Resultado: Actuación = Momento y duración de inyección de gasolina.

Ajuste en banco de pruebas utilizaremos

Montaje sobre base de bujía o con bujía especial “sensora” también hay Medida directa en cámara (KISTLER).

MAPAS

Tipo #1 – Mapa “α – n”: Determina el tiempo de inyección sobre la información que emiten el sensor TPS (α) posición del acelerador y el sensor de RPM (n). Tipo #2 – Mapa “p – n”: Determina el tiempo de inyección sobre la información que emiten el sensor MAP (p), presión de admisión y el sensor de RPM (n). Por otro lado lo más común es encontrar mapas en los que se combinan ambas características de funcionamiento “α – n” y “p – n”.

Cómo optimizamos el proceso de combustión

Mejoras Fluidodinámicas: Llenado – preparación - vaciado de la mezcla (escape y admisión). Mejoras Termodinámicas: Modificación de la distribución y de la cámara de combustión. Mejoras Mecánicas: Reducciones de fricciones mecánicas del motor. Tipos de ECU para “reprogramar”:

• Sustitutivas: Sustituyen a la original y son 100% programables.
• Modificadores de la información (INPUTS) sensores.
• Modificadoras de la actuación (OUTPUTS) actuadores.