Quimica

La Química dentro de un motor de combustión interna

MIQ Guillermo Reynoso Luna
CEDIG
Diciembre 2010



Índice

Introducción 3

Combustibles y sus características 3
Reacción de Combustión de Alcanos 3
Gasolina 3
Sensibilidad de las gasolinas 3
Octanaje e índice anticascabeleo 3
Densidad y Volatilidad 3
Contenido máximo de plomo y azufre 3
Propiedades anticorrosivas 3Estabilidad de la gasolina 3

Combustibles alternativos 3
Nitrometano 3
Biocombustibles 3
Biodiesel 3
Bioetanol 3
Vehículos de combustible flexible 3
Detonaciones y Explosiones 3

La química dentro de un motor de combustión interna 3
Triángulo de Fuego 3
Reacción de Oxidación 3
La relación del oxígeno y el aire 3
Cantidades de Materia 3
Relación Aire-Combustible 3Reacción de Combustión de un Motor a Gasolina 3

Sensor de Oxígeno de Banda Ancha 3
Introducción 3
Operación Del Sensor de Oxígeno de Banda Ancha Bosch LSU4 3
Conexión del Sensor de Oxígeno de Banda Ancha 3

Bibliografía 3

Introducción

Los motores de combustión interna son máquinas de reciente aparición, con poco más de un siglo de existencia, que no han sido modificados ensu esencia. Para poder comprender el funcionamiento de los motores es necesario no sólo conocer sobre su mecánica sino la razón por la cual funcionan. Este documento pretende dar una idea general sobre la reacción química que se lleva a cabo dentro del motor: la reacción de combustión. Una reacción de combustión es una reacción especial pues conlleva la conversión de una energía química a unaenergía mecánica mediante la oxidación a alta temperatura de una mezcla de hidrocarburos al reaccionar con oxígeno. Sin embargo, es una reacción muy frágil pues para que se lleve a cabo necesita tener los tres elementos básicos de un fuego: el combustible, el oxidante y calor. Si faltase uno solo de estos la reacción sencillamente no se lleva a cabo.

Hay que resaltar que uno piensa en una reacciónquímica como sólo la mezcla de dos compuestos para formar un tercero, pero, dentro del reactor, que es el motor, se llevan a cabo diversas reacciones, no todas deseables, de las que no podemos prescindir, hasta ahora.

Combustibles y sus características

Los combustibles son sustancias que al ser quemados o alterados se realiza un cambio de energía química a energía mecánica, calorífica oluminosa.

Tipos de combustibles:

Químicos:
* Biocombustibles: Es un combustible líquido, sólido o gaseoso derivado de biomasa.
* Combustibles fósiles: Están formados por hidrocarburos como el carbón y el petróleo o el gas natural generados a partir de restos fosilizados de plantas y animales sometidos a grandes cantidades de presión y calor de manera natural en bajo la cortezaterrestre.

Nucleares:
* Fisión
* Fusión

Los combustibles, para efectos prácticos de este curso, los consideraremos como alcanos. Los alcanos son moléculas con la siguiente fórmula:

CnH2n+2

Los alcanos por tener enlaces simples entre sus átomos de carbono son los hidrocarburos de mayor facilidad de combustión. La energía necesaria para iniciar la combustión dependerá del tamaño de lamolécula y de la forma (ramificaciones).

Reacción de Combustión de Alcanos

Donde n es el número de carbonos.

Esta reacción sólo es válida para alcanos (hidrocarburos con enlaces simples).

Gasolina

La gasolina es una mezcla de hidrocarburos, en su mayoría de hidrocarburos alifáticos mejorados con isooctano y con compuestos aromáticos como tolueno y benceno para incrementar su númerode octano.

Sensibilidad de las gasolinas

La gasolina es un mal conductor de electricidad, incluso se puede decir que es un aislante. Tiene una conductividad de entre 50 ~ 100 E-12 S/m, el aire tiene 0.4 ~ 0.8 E-14 S/m, el agua 0.05 S/m y la plata 63 E+6 S/m. Se pueden hacer maneras directas de medición o de manera indirecta con sensores como el sensor de oxígeno que mide la diferencia entre...