APLICACIONES DE LA INGENIERIA MECATRONICA

MEDICION DE OCTANAJE
En primer lugar daremos una introducción del funcionamiento de un motor de
gasolina o de explosión, el cuerpo de un motor de gasolina está formado por
tres secciones principales: culata, bloque y cárter. La culata va encima del
bloque y tiene la función de sellar la parte superior de los cilindros para evitar
pérdidas de compresión y salidas inapropiadas de los gases deescape. En la
culata se encuentran las válvulas de admisión y de escape, así como también
las bujías. Además de dos conductos internos: uno conectado al múltiple de
admisión, que permite la mezcla aire-combustible y otro conectado al múltiple
de escape, que permite que los gases producidos en la combustión sean
expulsados al medio ambiente. En el bloque están ubicados los cilindros, por
cuyointerior se desplazan los pistones (parte principal del motor), con sus
correspondiente camisas. Por último en el cárter, es donde se ubica el aceite
lubricante que permite lubricar el cigüeñal, los pistones, el árbol de levas y
otros mecanismos móviles del motor. Los motores de gasolina más utilizados
en automóviles son los motores de cuatros tiempos. Como el funcionamiento
es el mismo entodos los cilindros del motor, explicaremos el funcionamiento de
uno. En un motor de cuatros tiempos los cuatros pasos principales son:
1.
2.
3.
4.

Admisión
Compresión
Explosión
Escape

En primer lugar, admisión, el pistón se encuentra en el punto muerto superior
(P.M.S), volumen mínimo del cilindro, la válvula de admisión se encuentra
abierta y el pistón en su movimiento haciaabajo crea un vacio dentro de la
cámara de combustión que provoca que la mezcla aire-combustible que envía
el carburador entre en la cámara de combustión del cilindro por la válvula de
admisión. Una vez que el pistón llega al punto muerto inferior (P.M.I), volumen
máximo del cilindro, la válvula de admisión que permitió el ingreso de la mezcla
se cierra. En ese momento el pistón comienza a subircomprimiendo la mezcla
(compresión) hasta el máximo de compresión, P.M.S, donde salta una chispa
eléctrica del electrodo de la bujía que inflama la mezcla produciendo una
explosión que hace que el pistón baje bruscamente produciendo a través del
cigüeñal energía mecánica. Luego de esto el pistón vuelve a subir, mientras
que se abre la válvula de escape y los gases acumulados dentro delcilindro
son
expulsados
hacia
la
atmosfera.
La relación entre el volumen del cilindro cuando el pistón esta abajo (máximo) y
cuando está arriba (mínimo). Punto muerto superior e inferior respectivamente.
Se la conoce con el nombre de “Relación de compresión”:

rcompresión= Volmax / Volmin= P.M.I / P.M.S

La relación de compresión es el número que permite medir la proporción en
que secomprime la mezcla de aire-combustible dentro de la cámara de
combustión del cilindro; además define el rendimiento térmico del motor, es
decir el aprovechamiento de la energía del combustible; que aumenta al
aumentar la compresión.
Pero esto se ve limitado por el auto-encendido o detonación. Ya que a
presiones muy elevadas la combustión ya no es inducida por la chispa de la
bujía sino por unachispa espontanea e incontrolable producida por la alta
presión que genera altas temperaturas.
El número de octano, llamado octanaje, es la escala con que se mide la
capacidad antidetonante de la gasolina. Entonces para altas relaciones de
compresión son necesarias gasolinas de alto octanaje y para poca relación de
compresión menor octanaje.
Para medir el octanaje se establecen patrones, apartir de hidrocarburos, se
considera el hidrocarburo “Iso-octano” con octanaje n°=100, con alta
resistencia a la auto inflamación y el hidrocarburo “Normal heptano” n°=0,
que se auto inflama fácilmente.

Para la obtención del octanaje de una gasolina esta se utiliza en un motor de
laboratorio de cuatros tiempos con un solo cilindro (que se explico arriba). Este
es un motor eléctrico...