Autoencendido, detonación y picado de biela

Autoencendido

Es común hablar de autoencendido y detonación en las cámaras 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 instantánea en la práctica.

La combustión de la mezcla no es instantánea, sino que se va realizando como por capas desde la bujía hacia el resto de la cámara, 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.

¿Cómo controlan el momento exacto para el quemado del combustible los diésel modernos? Con la inyección de combustible a alta presión. Cuando el pistón está próximo al PMS y tiene todo el aire a una altísima presión, el sistema de inyección pulveriza el combustible en la cámara de combustión a muy alta presión. Inmediatamente entra en combustión y “lanza” al pistón hacia su PMI.

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Autoencendido

Una vez tenemos una idea básica de cómo se origina “el trabajo” en los motores de gasolina y diésel, ya podemos hablar de estos fenómenos que pueden ocurrir. Como habéis visto, la llama está controlada en los motores, sean gasolina o diésel. Pero hay ocasiones en que se producen fallos. Empezamos con el autoencendido, que también se puede conocer como encendido superficial en algunos países.

Pistón

El autoencendido se produce cuando alguna zona, punto de la cámara de combustión o partícula está incandescente. También puede deberse a alguna viruta, a carbonilla o incluso a que el propio electrodo de la bujía esté a muy alta temperatura. En un determinado momento ese “punto caliente” en la cámara de combustión hace que la mezcla aire-combustible se prenda antes del salto de chispa, iniciándose la combustión en un momento inapropiado.

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

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 más 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 cámara de combustión tenemos dos frentes de llama y dos ondas expansivas que chocan entre sí. El quemado de combustible está descontrolado y la llama no se expande como el fabricante ha previsto. Recuerda que todo el diseño de la cámara de combustión, incluyendo la cabeza del pistón, está 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 empujará 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 mecánica 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 está 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 instantánea 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 vehículos sí pueda notarse el típico 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 metálico bastante característico que hay que evitar a toda costa.

La expresión “picar bielas” 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 sí solos. Sin embargo, no todos los coches que tenemos en nuestras calles son modernos y, por otro lado, siempre es mejor hacerlo “de forma natural”, es decir, sin que la electrónica tenga que actuar. Siempre será más 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, además de por el uso de un combustible con bajo octanaje.

Circular en marchas muy largas y acelerar a fondo (o prácticamente a fondo) no es bueno para la mecánica. 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 será mucho mejor y la mecánica no sufrirá, creando unas explosiones más sanas en los cilindros. Hay que saber utilizar correctamente el cambio de marchas.

Muy importante es también el uso del octanaje adecuado. En un vehículo normal con la mecánica de serie, utilizar más octanaje de la que el fabricante nos recomienda no ofrecerá grandes ventajas; pero tampoco causará 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, más 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 fácil 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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