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Revisión de características físicas y químicas de los combustibles
Los gases de combustión son el resultado la combustión de las materias combustibles, como gasolina/petróleo, Diesel o carbón. En las combustiones localizadas y controladas, se descargan a la atmósfera a través de una tubería o chimenea.
Aunque gran parte de los gases de combustión está compuesto por el relativamenteinofensivo dióxido de carbono y por agua en forma de vapor, también contiene sustancias nocivas o tóxicas como el monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC), óxidos de azufre (SOx), más raramente óxidos de nitrógeno (NOx) y aerosoles. Los gases de combustión del Diesel tienen un olor característico.
Los estándares de control del deterioro de la calidad del aire suelen centrarse en reducir loscontaminantes que llevan éstos gases.
En el caso de motores de combustión interna, tanto de ciclo de Otto como Diesel, se entiende por residuos de la combustión el conjunto de depósitos que aparecen en la cámara de combustión, los conductos de escape y las válvulas al cabo de un determinado período de funcionamiento. Esencialmente, dichos depósitos se deben a:
- substancias extrañas no combustiblescontenidas en los carburantes;
- substancias no combustibles añadidas a los mismos para comunicarles determinadas propiedades;
— substancias extrañas contenidas en el aire aspirado, y
- substancias contenidas en los lubricantes o compuestos que se forman en la cámara de combustión debido a combustiones incompletas.
Los combustibles empleados en los motores (gasolina, gas-oil, etc.) son productos muyrefinados respecto al petróleo crudo de partida; a pesar de ello, en algunos casos, durante los procesos de destilación y las transformaciones realizados en las refinerías, pueden tener lugar transportes de pequeños porcentajes de substancias extrañas presentes en los crudos. Estas substancias (cinc, vanadio, silicio, níquel, etc.) pueden contribuir a la formación de depósitos, especialmente enlos motores que emplean combustibles menos refinados (grandes motores Diesel terrestres o marinos).
Como es sabido, la adición de plomo (tetraetilo o tetrametilo) es la forma más conveniente y económica para aumentar el octanaje de las gasolinas; la adición de dichos compuestos ha permitido obtener las 6-8 unidades de octano de más necesarias para los modernos motores de elevada relación decompresión. Durante la combustión, el plomo actúa a nivel de la estructura molecular de los combustibles. Sin embargo, finalizado el proceso de combustión, es preciso evitar que el plomo se acumule en la cámara de combustión. Con dicho objeto se emplean los denominados scavengers, tales como el dibromoetileno y/o el dicloroetileno, que tienen el poder de transformar el plomo metálico en sales volátiles,consiguiéndose así que salgan del motor los 3/4 del plomo existente en la gasolina. También se han empleado otros elementos (fósforo y boro) que pueden transformar los compuestos de plomo en sales más complejas con temperaturas de incandescencia más elevadas, incluso de varios centenares de grados. Así se ha alejado el peligro de preencendidos debidos a los residuos incandescentes.
También lassubstancias extrañas contenidas en el aire aspirado y no retenidas por los filtros contribuyen a la formación de depósitos y, genéricamente, se incluyen dentro de la serie de residuos de la combustión.
Además, durante el funcionamiento de un motor, cierto porcentaje de lubricante llega a la cámara de combustión (a través de las paredes del cilindro, los segmentos y los asientos de las válvulas) yse quema.
Mezcla aire-combustible
Para que el motor de gasolina funcione adecuadamente, debe prepararse la mezcla de aire y combustible de manera adecuada. Esta mezcla comienza a formarse desde el punto donde se unen gasolina y aire, continua por el conducto de admisión, luego durante la carrera de admisión del pistón y termina durante la carrera de compresión, en la cual el calentamiento del...