Cámaras de combustión

Cámaras de combustión. Generalidades.
La cavidad que se encuentra en la parte superior del cilindro constituye la cámara de combustión. Esta cámara es el lugar donde se quema la mezcla de aire combustible. La configuración de la cámara es de suma importancia, ya que la eficacia del motor depende de ello. La cámara de combustión esta diseñada para concentrar completamente la fuerzaexplosiva del combustible que se quema en la cabeza del pistón.

Una cámara de combustión eficiente debe reunir ciertos requisitos:

- Ser pequeña para reducir al mínimo la superficie que absorbe calor al inflamarse la mezcla combustible.

- No tener grietas o rincones que causen combustión espontanea o golpeteo
(cascabeleo).

- Debe poseer un espacio para la bujía, la cualidealmente se debe colocar en el centro de la cámara con el fin de reducir el tiempo necesario, para que se inflame toda la mezcla combustible, ya que la velocidad con que avanza la llama de la combustión en la cámara esta limitada.



Combustión en los motores de encendido por chispa.

La mezcla se enciende por la chispa eléctrica y se quema en el proceso de propagación de la llamaturbulenta.

Existen tres fases:

- Fase Inicial:

Desde que salta la chispa en la bujía hasta el punto donde empieza el incremento brusco de la presión.

En las zonas de altas temperaturas entre los electrodos de la bujía surge un pequeño foco de combustión que se convierte en un frente de llama turbulenta, siendo el porcentaje de la mezcla que se quema muy bajo.

Lavelocidad de llama es relativamente baja y solo depende de las propiedades físico–químicas de la mezcla.

- Fase Principal:

La llama turbulenta se propaga por toda la cámara de combustión, cuyo volumen casi es constante y el pistón se encuentra cerca del punto muerto superior (PMS).

La velocidad de propagación depende de la intensidad de la turbulencia lo que es a su vez directamente proporcionala la frecuencia de rotación del cigüeñal.

Cuando el frente de la llama llega a las paredes, como hay menos turbulencia, la velocidad disminuye.

- Fase de combustión residual:

Se quema la mezcla detrás del frente de llama.

La presión ya no crece por que ya se produce la carrera de expansión y hay transmisión de calor a las paredes.

La velocidad de la combustión en las paredes ydetrás del frente de la llama es lenta y depende de las propiedades físico–quimicas de la mezcla. Para aumentar esta velocidad hay que crear turbulencia en las zonas de combustión residual.



Forma de la cámara de combustión.

Sabemos que la turbulencia que se logra en el proceso de admisión es importante pero se mejora con el traspaso de la mezcla a la cámara de combustión,consiguiéndose acelerar la combustión residual.

Para que se logre una mejor combustión en los motores de combustible ligero y disminuir su toxicidad se debe:

- Aumentar la intensidad de la chispa que salte de la bujía.

- Crear turbulencia de la mezcla o carga en la admisión, que reduce la duración de la combustión y la uniformidad de los ciclos consecutivos.

- Estratificar la mezcla, loque consiste en que la mezcla cerca de la bujía sea la mas rica y se empobrezca a medida que se aleja de la bujía.

Principales alteraciones de la combustión normal en los motores de encendido por chispa.

Detonación.

La detonación es la repercusión contra las paredes de la cámara de ondas de choque que se forman en los gases; lo que hace que haya vibraciones de presión al final de lacombustión que se va amortiguando. Externamente se siente como un golpeteo metálico.

Cuando la detonación es pequeña el golpeteo no surge en cada ciclo, en cambio cuando la detonación es intensa, la frecuencia de golpeteo es grande (mayor a 5000
Hz), surge en cada ciclo, la potencia del motor disminuye y se expulsan humos negros.

La detonación es mala porque:

- Las ondas de choque aumentan...