Autoencendido, detonación y picado de biela

Autoencendido

Es común hablar de autoencendido y detonación en las cÔmaras de combustión de los motores, pero no todo el mundo tiene totalmente claras las diferencias entre estos dos términos. Vamos a despejar esas dudas y también hablaremos de otros conceptos, como el picado de biela o el avance de encendido.

Lo primero que debemos repasar es que en los motores de gasolina el quemado de la mezcla aire y combustible debe originarse por un salto de chispa. Dicha chispa es creada por la bujía varios grados antes de que el pistón llegue a su Punto Muerto Superior (PMS) en la carrera de compresión. Pero claro, no todo sucede de forma instantÔnea en la prÔctica.

La combustión de la mezcla no es instantÔnea, sino que se va realizando como por capas desde la bujía hacia el resto de la cÔmara, es lo que se conoce como frente de llama. Es por ello que existe un avance de encendido de varios grados antes de que el pistón llegue a su PMS. La presión aumenta considerablemente y justo tras llegar al PMS, empuja al pistón hacia el Punto Muerto Inferior (PMI) en la carrera de expansión. En esta fase de expansión la presión en el cilindro cae.

Por su parte, en los motores diésel el método es muy similar al de los motores de gasolina; sin embargo, no hay bujía para crear ese arco voltaico que quema la mezcla. En estos propulsores la explosión se crea debido a las altas temperaturas y compresión. Es por ello que se denominan como motores de encendido por compresión o de autoencendido. La relación de compresión es muy superior en los diésel.

ĀæCómo controlan el momento exacto para el quemado del combustible los diĆ©sel modernos? Con la inyección de combustible a alta presión. Cuando el pistón estĆ” próximo al PMS y tiene todo el aire a una altĆ­sima presión, el sistema de inyección pulveriza el combustible en la cĆ”mara de combustión a muy alta presión. Inmediatamente entra en combustión y ā€œlanzaā€ al pistón hacia su PMI.

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Autoencendido

Una vez tenemos una idea bĆ”sica de cómo se origina ā€œel trabajoā€ en los motores de gasolina y diĆ©sel, ya podemos hablar de estos fenómenos que pueden ocurrir. Como habĆ©is visto, la llama estĆ” controlada en los motores, sean gasolina o diĆ©sel. Pero hay ocasiones en que se producen fallos. Empezamos con el autoencendido, que tambiĆ©n se puede conocer como encendido superficial en algunos paĆ­ses.

Pistón

El autoencendido se produce cuando alguna zona, punto de la cĆ”mara de combustión o partĆ­cula estĆ” incandescente. TambiĆ©n puede deberse a alguna viruta, a carbonilla o incluso a que el propio electrodo de la bujĆ­a estĆ© a muy alta temperatura. En un determinado momento ese ā€œpunto calienteā€ en la cĆ”mara de combustión hace que la mezcla aire-combustible se prenda antes del salto de chispa, iniciĆ”ndose la combustión en un momento inapropiado.

Lógicamente, puede causar averías, pues la llama y su propagación no estÔn controladas. Cuanto antes se produzca ese autoencendido respecto al momento en que debe saltar la chispa en condiciones normales, mÔs perjudicial puede ser para el motor. No solo caerÔ el rendimiento, sino que producirÔ unas vibraciones y presiones que pueden ser críticas para la mecÔnica.

En coches antiguos de carburación puede darse el caso de que desconectamos la llave de contacto y el motor no se pare debido al autoencendido. Esto se debe a que, en algunos casos, este tipo de motores no cortan la alimentación de combustible cuando retiramos la llave de contacto, sino el sistema de encendido. Al tener un punto caliente en el cilindro se siguen provocando explosiones y el motor sigue girando, por lo tanto absorbe aire y combustible del carburador. Se retroalimenta, por así decirlo.

Detonación

La detonación es diferente al autoencendido, aunque no es menos cierto que se confunden con mucha frecuencia. En este caso la mezcla aire y combustible no se quema por un punto caliente (como en el autoencendido), sino por llegar a una presión mÔs elevada de lo que debería. Por norma general, cuando esto ocurre, pasa con muy pocos instantes de diferencia con el salto de chispa originado por la bujía.

Así, en la cÔmara de combustión tenemos dos frentes de llama y dos ondas expansivas que chocan entre sí. El quemado de combustible estÔ descontrolado y la llama no se expande como el fabricante ha previsto. Recuerda que todo el diseño de la cÔmara de combustión, incluyendo la cabeza del pistón, estÔ creado minuciosamente. Igualmente se pueden producir importantes averías y, por supuesto, el rendimiento del motor se reduce de forma importante.

En el siguiente vídeo se recrea visualmente un cilindro y las diferencias entre detonación (picado) y autoencendido (preencendido)

Picado de biela

El picado de biela es el fenómeno que ocurre cuando el encendido de la mezcla se produce demasiado pronto. Si la bujía produce el salto de chispa cuando el motor no gira a muchas revoluciones y el pistón se encuentra todavía lejos del PMS, el frente de llama empujarÔ al pistón hacia el PMI antes de que haya completado la carrera de admisión.

Lógicamente esto es muy peligroso y puede ocasionar la rotura del motor, ya que esa fuerza del frente de llama trata de invertir el giro de la mecÔnica y toda su inercia. En casos extremos se ha llegado a ver alguna biela doblada por ser quién ha absorbido esas fuerzas chocantes.

Para ello, desde hace años todos los motores llevan un sensor de picado de biela. Este sensor estÔ ahí para detectar las frecuencias causadas por el picado y, cuando es así, manda la orden al sistema electrónico de gestión del motor. De forma instantÔnea varía el avance de encendido y la inyección de combustible, evitando tal costosa avería.

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En coches muy antiguos este sensor no existe. Es por ello que en esos vehƭculos sƭ pueda notarse el tƭpico sonido de ir picando biela, que suele aparecer cuando se conduce en una marcha demasiado larga, a bajas revoluciones y acelerando fuerte. Se trata de un sonido metƔlico bastante caracterƭstico que hay que evitar a toda costa.

La expresión ā€œpicar bielasā€ es bastante conocida y se relaciona con llevar el motor ahogado, acelerando fuerte a muy bajas revoluciones.

¿Cómo evitar el autoencendido, la detonación y el picado de biela?

Lógicamente los coches actuales, gracias a la electrónica, son capaces de controlar estas situaciones por sĆ­ solos. Sin embargo, no todos los coches que tenemos en nuestras calles son modernos y, por otro lado, siempre es mejor hacerlo ā€œde forma naturalā€, es decir, sin que la electrónica tenga que actuar. Siempre serĆ” mĆ”s sano.

Interior de un motor

Estos tres fenómenos se dan principalmente por conducir con el motor ahogado, por unas altas temperaturas y presiones en el interior de los cilindros, ademÔs de por el uso de un combustible con bajo octanaje.

Circular en marchas muy largas y acelerar a fondo (o prÔcticamente a fondo) no es bueno para la mecÔnica. No cuesta nada bajar una o dos marchas para que el motor funcione a unas revoluciones adecuadas y se encuentre en una zona óptima de funcionamiento. La respuesta serÔ mucho mejor y la mecÔnica no sufrirÔ, creando unas explosiones mÔs sanas en los cilindros. Hay que saber utilizar correctamente el cambio de marchas.

Muy importante es tambiƩn el uso del octanaje adecuado. En un vehƭculo normal con la mecƔnica de serie, utilizar mƔs octanaje de la que el fabricante nos recomienda no ofrecerƔ grandes ventajas; pero tampoco causarƔ problemas. Sin embargo, nunca debemos repostar con combustible de menor octanaje al recomendado.

El octanaje (95 ron, 98 ron, etc.) es la capacidad del combustible para inflamarse por sí solo. Cuanto mayor es el índice de octanaje, mÔs difícil es que la mezcla explote sin el salto de chispa provocado por la bujía. Por tanto, si utilizamos un combustible de inferior octanaje al recomendado por la marca, es fÔcil que ocurran esas detonaciones, autoencendidos y picados de biela. En el caso de la electrónica lo corrija, es probable que tengamos una pérdida de rendimiento.

Por norma general, los combustibles de alto octanaje en vehículos de calle solo se recomiendan en motores muy revolucionados o con muy altas relaciones de compresión. Por ejemplo, en coches deportivos o en motos de grandes prestaciones.
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