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El rendimiento de un motor de combustión interna de aspiración natural (sin turbo), viene dado por diversos factores:
La densidad del aire:
Cuando hablamos de densidad del aire, nos referimos a la cantidad de moléculas de oxigeno que contiene un volumen de aire en un momento dado, la densidad del aire puede verse afectada por la temperatura, altitud, algunas condiciones atmosféricas como tormentas, etc.
Con una densidad del aire baja (poca concentración de oxigeno), un motor funcionaria con una relación aire / combustible rica, ya que la cantidad de aire suministrada a las cámaras de combustión seria poca para el volumen de combustible entregado, al contrario ocurriría con una densidad de aire alta, la cantidad de ésta seria mucha para la cantidad de combustible suministrado, mezcla aire/combustible pobre.
Recordemos que, los motores entregan buena potencia con el menor nivel de emisiones de escape cuando funcionan con una relación estequiométrica de 14.7:1 14.7 partes de aire por una de combustible. (Lambda =1) con mezclas diferentes a estas, ya sean ricas o pobres el motor no dará toda su potencia, producirá mayores emisiones contaminantes y tendrá un alto consumo de combustible.
El vacío que genera el motor también sé vera disminuido, si está provisto de un sistema de avance de la ignición por vacío, el funcionamiento será afectado negativamente, el adelanto de la chispa por carga (rpm Vs. Velocidad del vehículo) será menor de lo requerido.
Temperatura ambiente:
La temperatura incide directamente en la densidad del aire, cuando ésta aumenta, la densidad del aire disminuye, con bajas temperaturas la densidad aumenta.
Humedad:
Cuando la humedad del ambiente se incrementa el octanaje requerido para el buen funcionamiento del motor disminuye, por cada gramo de agua que se le agregue a un kilogramo de aire seco, el octanaje requerido para el buen funcionamiento del motor decrece de 0.25 a 0.35.
En la segunda guerra mundial era una práctica común inyectar agua a la admisión de aire de los motores de aviación para disminuir la temperatura de las cámaras de combustión, también se utiliza la inyección de agua en motores provistos de turbos o sopladores, de esta manera se aumenta el índice de octano y se evita el peligroso efecto conocido como detonación, pistoneo o picado de biela.
Altitud (presión atmosférica):
Por ejemplo al ir ascendiendo por una ruta de montaña, mientras más aumentemos nuestra altura sobre el nivel del mar menor será la densidad del aire.
Los motores Diesel de aspiración natural (sin turbo) pierden un 10% de potencia por cada 1000 mts. Que asciendan sobre el nivel del mar, en el caso de los motores de gasolina el requerimiento de octano necesario para el motor decrece de uno a dos octanos por cada 1000 mts de ascenso sobre el nivel del mar, esto último producto de la escasez de aire y la disminución de la presión de combustión, y por ende la disminución de la potencia efectiva del motor.
Actualmente esta de moda colocar sistemas de admisión de aire de alto flujo, eso ayuda en condiciones de alta temperatura y elevadas alturas, estos sistemas se venden haciendo la recomendación de que el tubo de admisión debe colocarse de maneraque éste no se caliente, para mantener una alta densidad de aire de admisión.
En realidad ese aire al llegar al colector de admisión es calentado, todos los colectores de admisión tienen sistemas de recirculación de agua caliente que provienen del sistema de refrigeración del motor, esto con el objeto de calentar la mezcla y utilizar menos volumen de combustible, así se reducen las emisiones contaminantes cuando el motor esta en condiciones climáticas frías o cuando el motor esta en fase de calentamiento.
Si encendemos un motor al nivel del mar y ascendemos a lo alto de una montaña, la perdida de potencia será notoria al igual que un ralentí irregular (marcha mínima inestable), si utilizamos normalmente el vehículo en lugares a varios miles de metros sobre el nivel del mar, se deben cambiar los calibres surtidores de combustible en el carburador por unos adecuados a la densidad del aire, esto se determina teóricamente aplicando ciertas fórmulas, y en la práctica con analizadores de gases de escape, para cada condición ambiental se deben cambiar los surtidores de combustible por unos del calibre adecuado para la condición de densidad de aire, altitud, humedad, etc.
Esto no sería nada práctico, afortunadamente los sistemas de inyección de combustible se encargan de suministrar el combustible necesario para la cantidad de aire admitida, él modulo de control Carburadorelectrónico del motor recibe de diversos sensores los valores de la temperatura del aire de admisión, temperatura del liquido refrigerante, el flujo de aire (gramos de aire por segundo), presión atmosférica, presión del colector de admisión del motor (vacío) entre otros, de esta manera calcula la cantidad exacta de combustible a inyectar, manteniendo una relación estequiométrica y un control del avance de la chispa en cualquier condición y rango de funcionamiento del motor.
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