Los principales requisitos para un motor son potencia, torque y bajas emisiones contaminantes. Para lograr una combustión eficiente, se necesita una mezcla homogénea de aire y combustible gaseoso que sea encendida en el momento óptimo mediante el sistema de inyección electrónica. Las características del motor como el número de cilindros, cilindrada y relación de compresión afectan el desempeño, mientras que los sistemas de control de emisiones reducen la contaminación.

1. La legislación esta efectuando un estricto control sobre el nivel de polución emitido por los vehículos. A su vez, los fabricantes hacen lo mejor para ofrecer: el más bajo consumo, y el mayor torque y potencia para obtener el mejor desempeño en la conducción. Generalidades Eficiencia / Potencia / Baja Emisión

2. La tecnología actual ofrece un sistema capaz de cumplir estos requerimientos, mediante la inyección electrónica. Pero, debe notarse también que estos requerimientos también están influenciados por: Las condiciones mecánicas del motor La conformidad del sistema de escape La conformidad del sistema de ignición La conformidad del sistema de alimentación La calidad del combustible Generalidades

3. El motor de combustión interna Es una m á quina que transforma el calor generado por la combustión de una mezcla aire-combustible en energía mecánica. Esta energía mecánica pone las ruedas motrices en rotación permitiendo así el desplazamiento del vehículo.

4. La combustión Es el conjunto de procesos relacionados con la reacción química resultante de la combinación de un combustible y un oxidante con el objeto de crear energía. El Combustible Es un compuesto de Hidrógeno (H) y Carbono (C), derivado del petróleo y conocido como hidrocarburo (HC). El octanaje determina que tan rápido y fácil puede un combustible encenderse espontáneamente. Heptano “0” octanaje  se enciende fácilmente al comprimirlo Iso-octano “100” octanaje  muy resistente al autoencendido

5. La combustión El oxidante Este es simplemente el aire presente en la atmósfera. Consiste de Nitrógeno (79%), Oxígeno (20%) y gases inertes.

6. El principio de la combustión La combustión de la mezcla aire combustible es seguida de; Un alto incremento de temperatura y presión en la cámara de combustión Capaz de generar una fuerza que asegura la creación del torque motor Entre más rápida la combustión mejor

7. El principio de la combustión Para asegurar que la mezcla pueda encender, un punto de su masa gaseosa debe llevarse a una suficiente alta temperatura llamada: temperatura de ignición. Desde este punto la mezcla se enciende en etapas sucesivas, un frente de llama que avanza progresiva y regularmente.

8. El principio de la combustión Combustión Ideal Requerimientos del cliente Torque capaz de permitir arranque con carga, subir pendientes, traccionar, etc…. Potencia para acelerar y lograr altas velocidades Bajo consumo con la mayor autonomía posible al más bajo costo Confiabilidad del motor Requerimiento legislativo…?

9. El principio de la combustión Potencia Es debido a la velocidad de combustión que se obtiene. La fuerza F, es la ejercida sobre el pistón y la cual resulta de la presión significativa resultante de la combustión.

10. El principio de la combustión Torque Es debido a la combustión total que se obtiene el torque. Si todo el combustible es quemado, un máximo de energía es liberada y una fuerza máxima es aplicada sobre el pistón y demás elementos móviles. P y T = f (cilindrada, relación de compresión, tiempos, distribución, número de válvulas, tipo de aspiración)

11. El principio de la combustión Para un motor dado con una calidad de combustible específica, se observa: Suministra un torque y potencia variable en función de su velocidad. Esta variabilidad es debida a la calidad del nivel de llenado del cilindro con la mezcla.

12. Resumen Los principales requisitos para un motor son ? Potencia, Torque, Nivel de Contaminación, Confiabilidad y Costo de energía apropiado. Para obtener una combustión se necesita ? Un combustible, un oxidante, calentamiento y presurización de la mezcla y una fuente de encendido.

13. La mezcla aire combustible Para ser combustible, la mezcla necesita ser: gaseosa, dosificada y homogénea. Mezcla Gaseosa El combustible líquido es difícil de encender, mientras que gaseoso enciende fácilmente. Es necesario convertir el petróleo líquido a gaseoso pulverizándolo.

14. La mezcla aire combustible En los motores modernos ecológicos, se trata de mantener la mezcla tan cerca como sea posible en una relación estequiométrica ideal. Mezcla Dosificada

15. La mezcla aire combustible Torque o Potencia ? Para obtener toda la energía que el combustible posee, debe quemarse en su totalidad, esto requiere un exceso de aire. Esto es dosificado económico , y es usado a velocidades medias. Para obtener potencia, la velocidad de la llama debe ser tan alta como sea posible. Esto requiere un ligero exceso de combustible. Esto es dosificado de potencia y es usado a altas velocidades. Cómo debe ser en ralentí ?

16. Ralentí 6500 RPM Velocidad vehículo en Km/h 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 1 ra 2 da 3 ra 4 ta 5 ta Torque 3500 RPM

17. La mezcla aire combustible Mezcla Homogénea Es una mezcla con la misma composición en todos los puntos. Qué influencia tiene la homogeneidad ?

18. Combustión Incorrecta Explosiva Mezcla que se enciende por la alta presión antes de ser alcanzada por el frente de llama. (Bajo octanaje) Auto encendido Mezcla que se enciende espontáneamente antes aparecer la chispa. (Excesiva compresión)

19. Combustión Incorrecta Pre encendido Mezcla que se enciende antes de aparecer la chispa. (Puntos calientes, filos, válvula de escape muy caliente) Picado o Cascabeleo Ocurre cuando dos frentes de llama chocan, provocando un sobrecalentamiento abrupto.

20. El cascabeleo también se presenta debido a que la combustión ocurre antes de que el pistón alcance el PMS. Esto causa un golpeteo metálico del pistón y la pared de la cámara, reduciendo la potencia y causando daños por erosión. Combustión Incorrecta

21. Causas Combustible de bajo octanaje RC muy alta Un motor muy caliente Carga excesiva en un cambio alto Tiempo de ignición muy adelantado Combustión Incorrecta

22. Lo primordial es lograr la combustión dentro de la cámara en el momento más favorable. Encendido Se considera que la energía térmica se transforma en fuerza máxima si la máxima presión de combustión ocurre a 10 o después del PMS.

23. La temperatura de encendido de la mezcla es de ~ 400°C, es necesario excederla para obtener una buena combustión. Cuál es la solución para aumentar la temperatura de la mezcla? Encendido Comprimir la mezcla Fuente externa No es posible, porque... LLAMA / ARCO ELECTRICO

24. Producción de Arco Eléctrico Encendido Cuál es el voltaje necesario para obtener una chispa ?

25. Encendido (Bujía) Temperatura de operación Máx. 850°C (Preencendido con más de 950°C) Al menos 350 °C ALTAS RPM RALENTI

26. Encendido (Bujía) Rango Térmico

27. Fallas de Encendido por Bujías El motor no enciende El motor pierde potencia Excesivo consumo de combustible Ralentí inestable Auto encendido Daño del pistón

28. Métodos de Dosificado El objetivo de cualquier sistema de alimentación de combustible es determinar la cantidad de aire admitido al motor, y suministrar la cantidad apropiada de combustible para quemar todo el oxígeno presente.

29. El sistema de carburador usa como parámetro la velocidad del aire admitido. Altos flujos de aire genera mayores caídas de presión en los carburadores arrastrando más flujo de combustible hacia las cámaras de combustión. Métodos de Dosificado No cumple las actuales normas anticontaminantes

30. El sistema de inyección electrónica esta basado en el uso de inyectores actuados por solenoides. Estos dispositivos energizados permiten el flujo controlado de combustible en cantidades precisas hacia la cámara de combustión. Métodos de Dosificado

31. Métodos de Dosificado EN LA CAMARA DE COMBUSTION INDIVUDUAL (EN FASE CON EL CICLO) SECUENCIAL DIRECTO INDIVIDUAL (EN FASE CON EL CICLO) SECUENCIAL POR GRUPOS SEMI SECUENCIAL A LA ENTRADA DE CADA VALVULA O VALVULAS TODOS AL TIEMPO SIMULTANEA INDIRECTO MULTIPUNTO TANTOS INYECTORES COMO CILINDROS CUERPO DE MARIPOSA INDEPEND. AL CICLO PERMANENTE INDIRECTO MONOPUNTO 1 INYECTOR LOCALIZACION INYECTOR CONTROL INYECTOR CONTROL INYECCION SISTEMA TIPO

32. Métodos de Dosificado Monopunto Inyección indirecta Inyección directa

33. Principio de Operación de la Inyección La cantidad de aire aspirada por el motor depende de la abertura de la mariposa (depresión del acelerador) y de la velocidad de rotación del motor. Estos parámetros no pueden controlarse, es la cantidad de combustible la que debe ajustarse a la cantidad de aire admitido. Un calculador de inyección es el responsable de ello. Para efectuar esta tarea debe: Conocer la cantidad de aire admitido Abrir o cerrar un paso de combustible

34. Principio de Operación de IE

35. Características Diámetro X Carrera

36. Número de Cilindros Es el número de cámaras de trabajo de un motor. A mayor número, mayor cantidad de mezcla y mejor torque y potencia, y menores niveles de vibración. Pero mayor peso, mayor tamaño. Características

37. Número de Cilindros Características

38. Cilindrada La cilindrada de una cámara es el volumen barrido por un pistón desde el PMI hasta el PMS. La cilindrada de un motor está expresada en función de la cilindrada unitaria y el número de cilindros del mismo. Características

39. Relación de Compresión Al encender una mezcla aire combustible no comprimida, esta se quema lentamente debido a su baja densidad. Cuando la misma se enciende estando comprimida, esta se quema rápidamente, debido a su alta densidad. Características

40. Relación de Compresión Al aumentar la presión de combustión se incrementa la fuerza aplicada a los pistones, aumenta la velocidad de rotación del cigüeñal y finalmente la potencia del motor. Características

41. Relación de Compresión RC = V PMI / V PMS = (V + v) / v Una mayor presión de combustión puede obtenerse incrementándose la relación de compresión. Características

42. Número de Válvulas Los motores modernos son multi valvulares . Las áreas de admisión y escape son amplias, reduciendo la resistencia al flujo de mezcla, aumentando su cantidad e incrementando la potencia del motor. Características

43. Distribución Características Mandar la apertura y el cierre de las válvulas Imponer el instante de la apertura, la amplitud y la duración del movimiento de las válvulas. Sincronizar la rotación de los árboles de levas con el del cigüeñal.

44. Ley de Distribución Características Ejemplo: Motor X AAA/RCA 5°/31° AAE/RCE 46°/6°

45. Control de Emisiones Qué es polución ? Todo material, sólido, líquido y gaseoso considerado peligroso para nuestra salud y el medio ambiente. En el sector automotriz, tres elementos principales han sido considerados peligrosos: Monóxido de Carbono (CO) Combustible sin quemar (HC) Óxidos de Nitrógeno (NO y NO 2 )

46. Control de Emisiones Origen y efecto ? Monóxido de Carbono (CO) Resulta de la combustión de una mezcla rica. Puede causar dolor de cabeza, malestar general, problemas en la vista, debilidad muscular , asfixia , envenenamiento de la sangre . 2.Combustible sin quemar (HC) Resulta de los vapores, residuos y fugas de aceites, combustibles y una combustión rica. Puede causar una sería irritación de las membranas mucosas, ojos, garganta y nariz.

47. Control de Emisiones Origen y efecto ? 3. Óxidos Nitrosos (NOx) Resulta de una combustión a muy alta temperatura, operando con un exceso de aire o un gran avance de encendido. Puede causar irritación en los tubos bronquiales y el tejido pulmonar, se presume son los causantes de la lluvia ácida y con los HC los causantes del SMOG. Residuos no peligrosos N 2 , O 2 , CO 2 y el H 2 O

48. Control de Emisiones Regulador de Riqueza Mediante la sonda Lambda se controla la riqueza de la mezcla suministrada al motor cercana a la razón estequiométrica.

49. Control de Emisiones Convertidor Catalítico de 3 vías Desarrolla la conversión final de los gases contaminantes a gases no peligrosos. Mediante reacciones de Oxidación (regla PPO) y Reducción (regla RRR)

50. Control de Emisiones Convertidor Catalítico de 3 vías La eficiencia depende de la temperatura. Las reacciones comienzan a 350°C, pero la máxima eficiencia se alcanza a los 450°C. La eficiencia también depende de la riqueza !!

51. Control de Emisiones La válvula PCV y el cánister

52. Tipo de Refrigeración Los motores de gasolina aún no son muy eficientes. Gran parte de la energía se convierte en calor (más del 70%). Necesario disipar suficiente calor para evitar sobrecalentamiento del motor.

53. Tipo de Refrigeración El agua es uno de los fluidos más efectivos para extraer calor, pero está expuesta a congelarse a bajas temperaturas ambientes. El fluido utilizado hoy día es una mezcla de agua y etileno glicol (C 2 H 6 O 2 ), también conocido como anticongelante. 113° C 106° C 100° C PUNTO DE EBULLICION -55° C -37° C 0° C PUNTO DE CONGELACION 70/30 C2H6O2 / AGUA 50/50 C2H6O2 / AGUA AGUA PURA

54. Tipo de Refrigeración Aún con etileno glicol, algunas veces es necesario hacer algo adicional para aumentar el punto de ebullición. El sistema de enfriamiento usa la presión . Con la presión, la temperatura de ebullición aumenta. Se puede lograr un aumento de hasta 25° C aplicando una presión al sistema de 14 a 15 psi.