IV. MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA Y OCTANAJES DE GASOLINA
¿QUÉ son los motores de combustión interna? Son los que usan comúnmente
los automóviles. Se llaman también motores de explosión.
Estos nombres les fueron asignados debido a que el combustible se quema en el interior del motor y no es un dispositivo externo a él, como en el caso de los motores diesel.
¿CÓMO TRABAJAN LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA?
Estos motores trabajan en cuatro tiempos que son la admisión, la compresión, la explosión y el escape.
La figura 9 ilustra los cuatro tiempos del motor de combustión interna.
En el primer tiempo o admisión, el cigñeñal arrastra hacia abajo el émbolo,
aspirando en el cilindro la mezcla carburante que está formada por gasolina
y aire procedente del carburador.
Figura 9. Los cuatro tiempos del motor de combustión interna.
En el segundo tiempo se efectúa la compresión. El cigñeñal hace subir el émbolo, el cual comprime fuertemente la mezcla carburante en la cámara de combustión.
En el tercer tiempo, se efectúa la explosión cuando la chispa que salta entre los electrodos de la bujía inflama la mezcla, produciéndose una violenta dilatación de los gases de combustión que se expanden y empujan el émbolo, el cual produce trabajo mecánico al mover el cigñeñal, que a su vez mueve las llantas del coche y lo hace avanzar.
Por último, en el cuarto tiempo, los gases de combustión se escapan cuando el émbolo vuelve a subir y los expulsa hacia el exterior, saliendo por el mofle del automóvil.
Naturalmente que la apertura de las válvulas de admisión y de escape, así como la producción de la chispa en la cámara de combustión, se obtienen mediante mecanismos sincronizados en el cigñeñal.
De acuerdo a la descripción anterior, comprendemos que si la explosión dentro del cilindro no es suave y genera un tirón irregular, la fuerza explosiva golpea al émbolo demasiado rápido, cuando aún está bajando en el cilindro.
Este efecto de fuerzas intempestivas sacude fuertemente la máquina y puede llegar a destruirla. Cuando esto sucede se dice que el motor está "detonando" o "cascabeleando", efecto que se hace más notorio al subir alguna pendiente.
Indudablemente que este fenómeno también se observa cuando el automóvil está mal carburado, o sea que no tiene bien regulada la cantidad de aire que se mezcla con la gasolina.
Sin embargo, cuando éste no es el caso, el cascabeleo se deberá al tipo de
gasolina que se está usando, la cual a su vez depende de los compuestos y los
aditivos que la constituyen, o sea de su octanaje.
Figura 10. Científicos e ingenieros trabajando en el desarrollo de tecnologías.
¿QUÉ SIGNIFICA EL OCTANAJE EN UNA GASOLINA?
Hace 50 años se llegó a descubrir que, de todos los compuestos que forman la gasolina, el heptano normal (un hidrocarburo con siete átomos de carbón formando una cadena lineal) es el que provoca la peor detonación. Por lo tanto se le asignó un valor de cero en la escala correspondiente.
El compuesto que detonaba menos era de ocho átomos de carbono, formando una cadena ramificada llamada isooctano. Se le dio un valor de 100, y así nacieron los índices de octano u octanajes de las gasolinas.
Pero ¿cómo se determinan prácticamente los octanajes de las gasolinas?
Existen aparatos especiales para medir las detonaciones que provocan. El resultado se compara con mezclas de heptano e isooctano hasta encontrar aquella que produzca un efecto semejante.
Así, por ejemplo, si cierta gasolina tiene características detonantes parecidas a las de una mezcla en 90% de isooctano y 10% de heptano normal, entonces se le asigna un índice de octano de 90.
Pero ¿por qué se dijo en el capítulo anterior que la gasolina natural proveniente de la destilación primaria no llenaba las especificaciones de octanaje requeridas por los automóviles? ¿Cómo se consigue aumentar el índice de octano en la gasolina? Si la fracción que contiene de cinco a nueve átomos de carbono en el petróleo crudo es insuficiente para satisfacer las demandas de gasolina, ¿qué procesos se usan para hacer más gasolina a partir de las otras fracciones?
Éstas son algunas de las preguntas que respondemos en el siguiente capítulo.
