La combustión

La combustión

¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan los combustibles y por qué son tan importantes? Un combustible es una sustancia rica en carbono e hidrógeno que al combinarse con oxígeno atmosférico (O2) produce una reacción conocida como combustión. Revisa el video “Introducción a los Procesos de Combustión” para profundizar en el tema:

La reacción de combustión es un proceso de oxidación ya que el combustible se oxida a dióxido de carbono (CO2) y el oxígeno se reduce a agua (H2O). Las reacciones de oxidación-reducción son llamadas también de transferencia de electrones, ya que entre los átomos de los reactivos éstos se intercambian

Durante el proceso de combustión también se libera una considerable cantidad de energía en forma de calor, por lo cual se denomina a este tipo de reacción química como exotérmica. Esta característica se ha aprovechado desde finales del siglo XIX para la construcción de motores de combustión interna, empleado en el diseño de diferentes medios de transporte. 

El motor de combustión interna permite la transformación de la energía química (contenida en las moléculas del combustible) en energía mecánica rotacional (por medio de un sistema de viela-manivela). En la actualidad, todos los automóviles utilizan motores de cuatro tiempos, los cuales se caracterizan por tener los siguientes elementos: 

Válvula de admisión. Permite el transporte del aire atmosférico y rico en oxígeno (O2), este segundo funcionará como el comburente en la reacción de combustión. 

Válvula de escape. Permite el transporte de los gases formados durante la combustión (CO2, H2O, NO2 y SO2) hacia el escape del automóvil. 

Bujía. Genera una chispa al recibir una descarga eléctrica, lo que provoca la ignición del combustible dentro de la cámara que contiene al cilindro. Los motores de gasolina tienen este sistema, pero los motores de diésel carecen de bujía. 

Cilindro y pistón. El interior del cilindro contiene la mezcla de combustión (aire y combustible) en estado gaseoso. La parte inferior del cilindro es el pistón, que, al ascender y descender linealmente, expande y comprime los gases involucrados en la combustión. 

Sistema viela-manivela. La viela se sujeta en la parte inferior del pistón y transfiere el movimiento al conjunto de manivelas que forman el cigüeñal. Esto permite el movimiento de las ruedas del automóvil. 

 Principales elementos de un motor de combustión interna de cuatro tiempos

El funcionamiento del motor de cuatro tiempos se caracteriza de acuerdo con los cuatro desplazamientos o carreas que realiza el pistón (dos hacia arriba y dos hacia abajo) durante un ciclo de funcionamiento, 

Tiempo 1. Admisión. El pistón desciende hasta la parte inferior del cilindro y la válvula de admisión se abre, lo que permite la entrada de aire rico en oxígeno, el cual se mueve de una región de alta presión (exterior) hacia una región de menor presión (interior del cilindro). 

Tiempo 2. Compresión. La válvula de admisión se cierra, el pistón sube y comprime el aire. Luego, el inyector suministra una cantidad determinada del combustible vaporizado, que puede ser gasolina o diésel.  

Tiempo 3. Explosión. La bujía enciende la mezcla de combustión por medio de una chispa.  El aumento de la temperatura provoca un incremento de presión, lo que mueva el pistón hacia la parte inferior del cilindro. El movimiento lineal del pistón se transforma en movimiento circulare mediante el sistema viela-manivela que conforma el cigüeñal. 

Tiempo 4. Escape. Cuando el pistón vuelve a subir, la válvula de escape se abre para que salgan los gases que se formaron durante la combustión. Luego, esta válvula se cierra y el ciclo de cuatro tiempos se vuelva a repetir. 

Te invitamos a ver el siguiente video para que comprendas cómo funciona el motor de combustión interna de cuatro tiempos. Identifica los principios físico-químicos en los que se basa cada una de sus etapas. 

Última modificación: jueves, 23 de febrero de 2023, 14:40