Encendido prematuro de la mezcla de combustible y aire. ¿Qué hay que saber?

Detonación. Probablemente, todos los automovilistas se han encontrado con este fenómeno al menos una vez. El zumbido metálico que sale de debajo del capó tras pisar a fondo el pedal del acelerador seguro que lo han oído muchos. Especialmente a menudo los que empezaron a acumular su experiencia de conducción en coches con motor de carburador se enfrentaron al “zumbido de dedos”.

Cuando se produce la detonación, el aumento de presión en el cilindro es discontinuo.

En aquella época, la detonación se asociaba principalmente con el combustible de baja calidad. Más concretamente, con el combustible cuyo octanaje es más bajo de lo que debería ser. Al fin y al cabo, cuanto más bajo es, más rápida es la velocidad de combustión de la gasolina. Esto significa que la explosión de la mezcla de combustible y aire no se produce con un aumento suave de la presión en la cámara de combustión, sino mucho más rápido. Como consecuencia, el pistón en la carrera de compresión “entra” en la cabeza mucho antes y con más fuerza de lo que debería. Para evitar que esto ocurra, dicho combustible debe encenderse más tarde.

No todos los automovilistas podían ajustar correctamente el ángulo de encendido girando el trampler y eliminar así la detonación.

En los motores con carburador, los automovilistas experimentados hacían “retumbar” la chispa con la ayuda de un trampler. Girando el interruptor-distribuidor en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario, conseguían de oído el momento en que, tras una apertura brusca del acelerador, en una marcha recta y a 60 km/h, “tintineaban los dedos” literalmente un par de veces. Este ajuste del encendido se consideraba óptimo.

El sensor de detonación escucha constantemente al motor y ajusta el encendido para evitar la detonación.

En los coches modernos, la unidad electrónica de control del motor ya es responsable de la puntualidad del encendido de la mezcla de combustible y aire. Está asistida por un sensor de detonación, que se encuentra en el bloque motor y escucha constantemente al motor. El sensor de detonación en sí no es más que un micrófono piezoeléctrico. En caso de sonidos de detonación, emite inmediatamente una orden a la ECU para corregir el encendido. En este caso, la chispa en las bujías se produce más tarde, y la detonación pasa. Pero, como consecuencia, el proceso de combustión del combustible deja de ser óptimo y la potencia del motor disminuye. Sin embargo, es mejor perder potencia que perder el motor con una detonación prolongada.

Por cierto. Contrariamente a la creencia popular, cuando se produce la detonación, no son los bulones del pistón los que suenan. Es el bloque el que suena. Las ondas de choque que golpean las paredes del cilindro en cada carrera de compresión, resultantes de la combustión de la mezcla de combustible a velocidad supersónica, provocan este sonido característico.

Una gruesa capa de hollín en la bóveda del pistón y la cámara de combustión reduce su volumen y aumenta la relación de compresión, provocando así la detonación.

Además del combustible de bajo octanaje, la detonación del motor también puede deberse a los depósitos de carbono. En primer lugar, al acumularse en los pistones y la bóveda de la cámara de combustión, puede reducir significativamente el tamaño de la cámara de combustión y aumentar así la relación de compresión del motor. Y cuanto mayor es la relación de compresión, más combustible de alto octanaje necesita. Y puede ocurrir que un día el motor tenga que pasar a consumir un combustible más caro que el que consumía antes. De lo contrario, será imposible librarse de la detonación.

Si hay mucho hollín, puede empezar a arder a altas temperaturas. Esto se demuestra claramente acercando un quemador de gas al hollín.

Además, si hay demasiado hollín, puede arder en la cámara de combustión. En este caso, se convierte en brasas incandescentes. Si la mezcla de combustible y aire choca contra ellas, pueden encenderse espontáneamente. Así, por ejemplo, las brasas de la barbacoa arden por la grasa que gotea de la carne. En este caso, la ignición se produce no sólo en el momento equivocado, sino también en el lugar equivocado. Este tipo de ignición espontánea de la mezcla de combustible y aire se denomina ignición por calibre. Y ocurre no sólo debido a la selección incorrecta de las bujías. Conclusión: Hay que luchar contra el ensuciamiento.

Con LSPI, la ignición espontánea de la mezcla de combustible en la cámara de combustión puede producirse a partir de una mezcla de combustible y aceite, o a partir de una partícula incandescente de hollín desprendida del cinturón de llama.

Existe otro tipo de ignición incontrolada de la mezcla de combustible. Se denomina preignición a baja velocidad, que se traduce como ignición prematura a baja velocidad. Es característico sólo de los motores turboalimentados con inyección directa y se manifiesta en una transición brusca de bajas a altas revoluciones. Por ejemplo, al arrancar el coche dinámicamente desde un semáforo. Debido a la elevada relación de compresión y al corto tiempo de inyección, parte del combustible no tiene tiempo de mezclarse con el aire y se localiza en la zona del cinturón térmico del pistón. Al mezclarse allí con el aceite, el combustible forma una mezcla que se enciende mucho más rápido que el combustible puro. Además, el combustible también puede inflamarse por partículas de hollín al rojo vivo que se han desprendido del cinturón de llamas. El LSPI es un fenómeno insidioso. Puede producirse en cualquier momento. Y a diferencia de la detonación ordinaria, ni siquiera un sensor de detonación puede evitarlo. La destrucción del motor es instantánea.

Parte del pistón rota y deflectores fracturados entre los segmentos. Ese es el resultado del LSPI.

Cabe señalar que el estudio de este fenómeno reveló un cierto patrón. Se descubrió que los aceites con un alto contenido de calcio como detergente (aditivos detergentes) aumentan significativamente la probabilidad de aparición de LSPI. Al mismo tiempo, la reducción del calcio de 2500 ppm a 1250 ppm y la introducción de aditivos detergentes de magnesio reducen significativamente al mínimo el factor de aparición de este tipo de ignición espontánea. Y el aumento de molibdeno en el aceite elimina por completo este fenómeno. El resultado de esta investigación se convirtió posteriormente en un aceite con el paquete de aditivos SP según la clasificación API.

En un futuro próximo, la gama de aceites de motor de nuestra empresa también se completará con aceites con paquete SP. Estos aceites no sólo proporcionan a los motores forzados modernos un alto nivel de protección contra el desgaste, sino que también excluyen casi por completo fenómenos como el LSPI. Siga nuestras publicaciones.