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Octanaje: Es la capacidad química que tiene un combustible para resistir la detonación (proceso de combustión no solicitada / no controlada dentro de la cámara de combustión). La detonación es causada por moléculas de combustible que reaccionan antes que el frente de la llama en la cámara de combustión las alcance. El resultado principal, es que el motor no solo no producirá la potencia máxima, sino que puede sufrir daños irreparables por las ondas de choque de la detonación en si produce.
Las clasificaciones de octanaje se conocen como índice antidetonante. Estos están determinados por un proceso de prueba que genera lo que conocemos como «Octanaje del Surtidor». En otras palabras, es el número que se muestra en la etiqueta del combustible que estamos surtiendo en la bomba de gasolina.
¿Cómo se determina el octanaje? El octanaje de la bomba (Anti Knock Index – AKI) se calcula mediante el método R+M/2. Esto significa que AKI = R(Nomenclatura RON) + M(Nomenclatura MON) / 2. La fórmula R+M/2 es el promedio de dos pruebas de laboratorio, Research Octane Number – RON y Motor Octane Number – MON. La prueba del número de octanos RON es la «menos exigente» de las dos pruebas y se lleva a cabo a alrededor de 600 RPM con un tiempo de chispa establecido en 13 grados BTDC.
La prueba del número de octanos MOM es la «más exigente» de las dos y entrega un número más bajo que el número RON. En este caso la prueba es realizada a 900 RPM. Estas pruebas se realizan en motores monocilíndricos de compresión variable. Cuanto más se acerque el número de octanos MON al número de octanos RON, más estable será el combustible en todo el rango de RPM. Esto es muy crítico cuando se ejecuta a más de 7500 RPM de velocidad del motor.
Las propiedades antidetonantes del combustible se miden como octanaje, con cero en la escala que produce niveles equivalentes de detonación a heptano (muy pobre) y 100 equivalentes al iso-octano (excelente). La gasolina del surtidor con un octanaje de 90 tiene las mismas propiedades antidetonantes que una mezcla de 90 % de iso-octano y 10 % de heptano.
¿Existe tal cosa como demasiado octanaje?
Un motor solo necesita un combustible con el octanaje necesario para evitar la detonación.
Agregar octanaje más allá de este punto en pequeñas cantidades agrega un nivel de seguridad, pero de otra manera no es beneficioso. Demasiado octanaje adicional posiblemente podría reducir la potencia debido a que el combustible resiste tanto la detonación que logra resistir la propia combustión, debido a que no existe suficiente calor y presión en el cilindro para este tipo de combustible en uso.
Los motores de carreras aceleran rápidamente y las velocidades de los pistones son muy altas. Por lo tanto, es importante que el combustible de carreras que se utilice se queme rápidamente.
En este tipo de motores NO SE QUIEREN COMBUSTIBLES QUE SE QUEMEN LENTAMENTE. La presión máxima del cilindro se produce a aproximadamente 20° después del punto muerto superior (PMS ó ATDC). Más allá de este punto, cualquier combustible quemado adicional no resultará en un aumento de la presión del cilindro. Si un combustible se quema muy lentamente, dejará hidrocarburos sin quemar en el escape. Esto significa que el motor no generará la máxima potencia y se pueden producir residuos de combustión no deseados, desperdiciándose el combustible.
Los combustibles de alto desempeño son formulados para que sean livianos y se queme rápidamente, generando una gran curva de potencia constante. Si los combustibles se queman demasiado lento o demasiado tarde, pueden terminar de quemarse en las tuberías de escape, pero no serán apropiados en la generación de potencia. El combustible APROPIADO debe quemarse en la cámara de combustión para crear el gas caliente que se expande para empujar el pistón hacia abajo e impulsar el cigüeñal con la máxima eficiencia posible.
El valor energético es una expresión de la energía potencial del combustible. Esta energía se mide en BTU (Unidad Térmica Británica) por libra (peso) del combustible, no por galón. Este dato es importante ya que la relación aire-combustible (AFR) se mide en peso y no en volumen. Este valor puede variar con la relación de compresión y la velocidad del motor.
Valores típicos de BTU son:
Gasolina con aprox. 116,000 BTU/galón
Ethanol con aprox. 76,300 BTU/galón
Methanol con aprox. 57,250 BTU/galón
Los componentes que constituyen un combustible de alto desempeño son muchos. Mediante el uso de la combinación correcta de componentes, podemos lograr una buena cantidad de energía (BTU), pero también un combustible que arda lo suficientemente rápido como para quemarse por completo, extrayendo todo ese potencial de BTU.
El efecto de enfriamiento del combustible está relacionado con el calor latente de vaporización. Cuanto mayor sea el calor latente de vaporización, mejor efecto tiene en el enfriamiento de la mezcla de admisión para una carga más densa. Esto tiene buen beneficio en los motores de 4 tiempos, pero tiende a dar rendimientos excepcionales en los motores de 2 tiempos.
Mediante el uso de los productos químicos apropiados con excelentes tasas de vaporización, se crea un combustible que genera energía y a su vez enfría el cilindro. Esto se logra maximizando el efecto asociado de vaporización.
Ejemplo: Piensa en cuando te duchas. El efecto de la vaporización del agua en el cuerpo, toma consigo una gran cantidad de calor, lo que hace que la temperatura de su cuerpo baje y se sienta frío. Usamos el mismo principio de vaporización cuando quemamos combustible en un motor para eliminar el calor.
La detonación es la quema no solicitada y/o incontrolada de un combustible. Esto conduce a posibles daños en el motor y, sin duda, a la falta de rendimiento. Esto podría deberse a un combustible de octanaje demasiado bajo para la aplicación o a procedimientos de entonación incorrectos para el motor. El sonido que escucha proviene de la vibración real de las paredes del cilindro o de la explosión del combustible en microsegundos antes del encendido programado, lo que puede causar que dos ondas intensas de alta presión choquen o golpeen juntas y la onda de energía que choca produce el característico sonido metálico “PING”. Esto es altamente nocivo para un motor. Es como darle con un martillo a los pistones. El uso de combustibles y técnicas de ajuste apropiadas, controlarán esta condición contundentemente.
Hay muchos factores que pueden contribuir a la detonación, lo que genera que un motor requiera de combustibles de mayor octanaje. Algunos de estos son, entre otros, la compresión del motor, la sincronización del árbol de levas, la sincronización del encendido, el diseño de la cámara de combustión, la ubicación de las bujías, el ajuste de válvulas, la temperatura de funcionamiento del motor, la mezcla de combustible, el clima, etc.
El pre-encendido es la combustión espontánea y prematura de la mezcla en el cilindro. Esta condición tiene lugar considerablemente antes de la ocurrencia de la chispa y el encendido de la bujía. Por lo general, es causado por un depósito u objeto incandescente en la cámara de combustión. Una bujía sobrecalentada o parámetros de ajuste incorrectos pueden causar un pre-encendido. Si estos puntos calientes hacen que el combustible se encienda antes del evento de encendido, es posible que el pistón no haya llegado al punto superior y, por lo tanto, puede intentar invertir su dirección de giro. Esto resultará en daños mecánicos importantes dentro del motor.
Recuerda:
Pre-encendido: Ocurre antes del evento de chispa.
Detonación: Ocurre durante o después del evento de chispa.
Se refiere a la densidad de un líquido, en comparación con el peso del agua. El agua tiene un valor de 1. Dado que los combustibles son más livianos que el agua, sus lecturas de gravedad específica serán un número menor.
Combustibles con gravedad específica baja, generalmente indican componentes más livianos y una combustión más rápida. Mientras números de gravedad específica altos, generalmente indican componentes más pesados y un combustible de combustión más lenta. Velocidades de frente de llama, así como entonaciones INCORRECTAS darán como resultado una combustión incompleta y una pérdida de potencia entre otros efectos perjudiciales.
La gravedad específica puede tener un efecto en la COMBUSTIÓN del combustible. Por lo tanto, los combustibles más livianos pueden requerir un aumento en su distribución en la cámara de combustión. Sin embargo, este no siempre es el caso dependiendo de qué tan bien se queman los combustibles más pesados, como los indican la tasa de consumo de combustible (Brake Specific Fuel Consumption – BSFC), las presiones de combustible y otros factores.
Al igual que todas las demás medidas, no se puede juzgar el rendimiento de un combustible en función de un solo factor.
Cantidad de Tetraetilo de Plomo en gramos por galón. El Tetraetilo de Plomo se ha utilizado desde principios de 1900 para aumentar el octanaje del combustible. ¿Por qué ya no se usa? El Tetraetilo de Plomo tiene un efecto nocivo muy alto en la atmósfera, generando e incrementando su contaminación, el efecto invernadero, la desintegración de la capa de ozono y otros efectos perjudiciales. Para minimizar estos efectos perjudiciales, la EPA (Enviromental Protection Agency) requiere que los automóviles utilicen combustibles sin plomo, así como convertidores catalíticos que recojan buena parte del contenido contaminante de los gases de escape de los vehículos. El uso de combustibles con plomo en vehículos con convertidores catalíticos, genera la rápida desgravación y colapso de los mismos, por lo que el uso de este de combustibles está contraindicado en estos casos. Sin embargo, dado que los autos de carreras no tienen convertidores catalíticos, el plomo sigue siendo el potenciador de octanaje preferido en los combustibles de carreras.
La RVP es una medida común de la VOLATILIDAD de la gasolina. Se define como la presión de vapor absoluta ejercida por un líquido a 100 °F (37,8 °C) según lo determinado por el método de prueba ASTM-D-323.
Un valor RVP demasiado alto puede provocar un combustible se vaporice antes de entrar al motor, efecto que conoce como VAPOR LOCK. Un RVP demasiado bajo puede provocar que el combustible no se vaporice correctamente, lo que resulta en una combustión incompleta.
Los niveles de RVP de los combustibles de alto desempeño mantienen valores específicos que coincide con un rango de presiones y temperaturas de los cilindros para asegurar una combustión adecuada para el uso previsto.
El VAPOR LOCK normalmente ocurre en motores con carburadores equipados con bombas de combustible mecánicas.
Debido a:
Altas temperaturas de combustible (por encima de 120 grados).
Líneas de succión largas, restricciones en la línea de succión causadas por accesorios y filtros.
Solución:
Dirija las líneas lejos del calor/aísle las líneas de combustible del calor.
Acorte las líneas de succión y elimine las curvas de 90° o más en dichas líneas.
Simplemente el color como referencia y/o apariencia física del combustible. Los combustibles se tiñen como identificador del producto. El tinte no tiene efecto sobre la potencia o el rendimiento del producto.
Se refiere a la carga eléctrica de las moléculas dentro del combustible. Estos son números aproximados del valor dieléctrico del combustible cuando se utiliza un analizador de combustible HDE G-01. La precisión del combustible verificado debe estar dentro de +/- 0.4 puntos. Los organismos sancionadores utilizan los números dieléctricos para controlar el combustible y asegurarse de que los corredores no utilicen combustibles que no sean legales para sus respectivas clases.
Cosas que pueden afectar el valor dieléctrico
Cuando se agrega aceite de dos tiempos al combustible, la lectura del medidor AUMENTARÁ de 0,1 a 0,2 puntos dependiendo del tipo y la proporción del aceite de dos tiempos. El aceite de 2 tiempos también puede cambiar significativamente el color. Los aditivos de combustible también cambiarán la lectura del medidor de la del combustible sin tratar.
Es muy importante que el combustible mantenga la pureza y la consistencia independientemente de su procedencia. Compre combustible que se haya almacenado en contenedores sellados y un distribuidor de alto volumen. Los tanques de almacenamiento de combustible abiertos o a granel pueden tener tendencia a sudar y producir humedad, lo que cambia la consistencia o la pureza del combustible. Si es posible, surta combustible en un bidón sellado de fábrica, aunque el costo es generalmente más alto, pero la calidad puede valer la pena a largo plazo.
La gasolina produce aproximadamente 116 000 BTU/galón
El ethanol aprox. 76,300 BTU/galón
El methanol aprox. 57,250 BTU/galón
La gasolina tiene una relación aire/combustible de 14,7:1
El ethanol 9,0:1
El methanol 6,4:1
Por lo tanto, podemos quemar:
63 % más de ethanol = 124 417 BTU/galón
129 % más de methanol = 131 102 BTU/galón
Proporciones en base a nivelar la capacidad que tiene la gasolina con sus 116 000 BTU/galón
E85 es una gasolina compuesta por 85% ethanol y 15% combustible. ¿Por qué 85/15%? Porque los automóviles de pasajeros no arrancan bien en climas fríos con 100% de ethanol. De hecho, en climas fríos, E85 se convierte en E70 (70% ethanol y 30% gasolina) medida que aumenta el contenido de gasolina para mejorar el arranque y la capacidad de conducción en climas fríos. Al igual que la gasolina se mezcla estacionalmente para áreas geográficas, el porcentaje de gasolina en E85 fluctúa entre un 15% y un 30%.
