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Los motores modernos de gasolina son muy eficientes en comparación con sus predecesores de los años 60 y principios de los 70, esto se debe al enfoque que han puesto los ingenieros automotrices en el control de emisiones y el ahorro de combustible con el objetivo de cuidar el medio ambiente.
La gasolina que se quema en un motor contiene muchas sustancias químicas, sin embargo, está compuesta principalmente de hidrocarburos (también conocidos como HC). Los hidrocarburos son compuestos químicos hechos de átomos de hidrógeno que se adhieren químicamente con átomos de carbono. Hay muchos tipos diferentes de compuestos de hidrocarburos que encuentran en la gasolina, dependiendo del número de átomos de hidrógeno y el carbono presente, y la forma en que estos átomos están unidos.
Dentro de un motor, los hidrocarburos en la gasolina no se queman a menos que se mezclan con el aire. Aquí es donde la química de la combustión comienza. El aire está compuesto de aproximadamente 21% de oxígeno (O2), el 78% de nitrógeno (N2), y pequeñas cantidades de otros gases inertes.
Los hidrocarburos en el combustible, normalmente sólo reaccionan con el oxígeno durante el proceso de combustión para formar vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2), creando el efecto deseable de calor y la presión dentro del cilindro. Desafortunadamente, bajo ciertas condiciones de funcionamiento del motor, el nitrógeno también reacciona con el oxígeno para formar óxidos de nitrógeno (NOx), que se considera un contaminante. La proporción de aire-combustible juega un papel importante en la eficiencia del proceso de combustión.
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En una combustion perfecta, los hidrocarbonos (HC) se oxidan en agua (H2O) y dióxido ce carbono (CO2) y el nitrógeno pasará sin cambio.
La mezcla ideal de aire/combustible para: reducir emisiones, economía de combustible, y el buen rendimiento del motor es de alrededor de 14.7 partes de aire por una parte de combustible. Este ideal “aire / combustible" se conoce como mezcla estequiométrica, y es el objetivo que persigue el sistema de control de combustible. Cuando la relación aire / combustible contiene más combustible que la mezcla estequiométrica, se dice que es una mezcla rica, en este caso la economía de combustible y las emisiones se verán afectados. Cuando en la relación aire / combustible hay más aire que el de la mezcla estequiométrica, se dice que la mezcla es pobre y la potencia, facilidad de conducción y las emisiones se verán afectados.
Bajo condiciones ideales de la combustión
En un motor operando perfectamente en las condiciones de combustión ideal, la siguiente reacción química se llevaría a cabo:
· Hidrocarburos que reaccionan con el oxígeno para producir vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).
· El nitrógeno (N2) pasará a través del motor sin ser afectado por el proceso de combustión.
Aunque los motores modernos están produciendo mucho más bajos niveles de emisiones que sus predecesores, todavía producen un cierto nivel de emisiones nocivas y esto es inherente a su funcionamiento.
La combustión en el ciclo de cuatro tiempos
Durante los movimientos de la carrera de admisión de aire y combustible en el área de baja presión creada por el pistón que se mueve hacia abajo dentro del cilindro. El sistema de inyección de combustible se calcula y entrega la cantidad exacta de combustible a los cilindros para lograr una relación de 14.7 a 1 con el aire en el cilindro.
A medida que el pistón se mueve hacia arriba durante la carrera de compresión, un aumento rápido de presión se produce en el interior del cilindro, causando que la mezcla aire / combustible se caliente. Si la mezcla aire combustible es elevada a cierta temperatura, esta puede encenderse y hacer explosión, por lo tanto, durante este momento, la propiedad antidetonante o índice de octano del combustible (la temperatura a la cual se enciende) es fundamental para prevenir que el combustible haga ignición de forma espontánea (explosión). El calentamiento de la mezcla se vuelve crítica a medida que el pistón se aproxima al Punto Muerto Superior y la presión y temperatura aumentan.
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Explicación:
Respuesta:
combustion , en un motor operando perfectamente en las condiciones de combustion ideal