COMPRESIÓN - Definición - Significado

15/10/2010

Es la fase de ascenso del pistón sucesiva a la de ^admisión, durante la cual la mezcla de aire y combustible es comprimida por el cilindro en la *cámara de combustión hasta reducir su volumen unas 7-10 veces. Durante esta fase la presión de la mezcla aumenta, ya sea por efecto de la reducción del volumen, o como consecuencia del aumento de la temperatura debido a la compresión. El aumento de presión permite que se queme la mezcla, desarrollando una potencia mucho mayor que la que se obtendría con una combustión a presión normal.
Los primeros estudios sobre los motores de combustión interna preveían su funcionamiento sin la fase de compresión, y la mezcla se quemaba a presión atmosférica. Más tarde, Otto y Beau de Rochas comprobaron experi-mentalmente el aumento de potencia que se obtenía, comprimiendo la mezcla antes de inflamarla. En efecto, quemando en un recipiente cerrado una mezcla a presión ambiental, su presión sube a unas 8 atm (aumento de 8 veces), mientras que quemando la mezcla comprimida, por ejemplo a 15 atm, su presión llega a cerca de 60 atm. El aumento en el último caso es de sólo 4 veces, pero, a los efectos de la potencia desarrollada por el motor, lo que cuenta es la diferencia entre la presión final y la presión externa.
Naturalmente, comprimir la mezcla antes de encenderla requiere emplear un trabajo que debe restarse de la energía desarrollada; este trabajo pasivo lo realizan generalmente los demás cilindros (en los motores multicilíndricos), o el mismo cilindro en el ciclo precedente, si el motor es monoeilíndrico (en este caso la energía la almacena un volante para restituirla en la fase de compresión).


Teóricamente, la fase de compresión es aquella en la que el pistón, después de haber aspirado la mezcla, se desplaza desde el punto muerto inferior al punto muerto superior. En realidad, el comienzo y el final de la compresión no están tan bien delimitados: en efecto, la mezcla continúa entrando en el cilindro 30-40° después del punto muerto inferior, intervalo durante el cual la válvula de admisión permanece abierta y el pistón ha iniciado ya la subida. En este espacio la inercia de la columna de aire presente en los conductos (colector de admisión, carburador, etc.) es tal, que vence el aumento de presión provocado por el desplazamiento del pistón. Sigue luego la fase verdadera de compresión, en la cual las válvulas de admisión y de escape están cerradas: la presión y la temperatura aumentan con rapidez hasta superar respectivamente 10 atm y 400 °C.
Antes de que la mezcla esté toda encerrada y comprimida en la cámara de combustión, es decir, unos 20-30° antes de que el pistón alcance el punto muerto superior, salta la chispa que inicia la combustión. Por ello, la presión y la temperatura ascienden aún más rápidamente, y continúan aumentando por efecto de la combustión, incluso cuando el pistón ya ha iniciado el descenso.
El rendimiento teórico del ciclo depende de la relación de compresión, es decir, del cociente entre el volumen contenido en el cilindro al iniciarse la fase de compresión (considerado como el punto muerto inferior) y el que existe al final (punto muerto superior), o sea el de la cámara de explosión. En realidad, la potencia desarrollada depende principalmente del valor alcanzado por la presión en el momento en que salta la chispa. Este valor resulta poco dependiente de la relación de compresión (que es un dato puramente geométrico). En cambio, influyen más el llenado del cilindro y la velocidad con que se mueve el pistón.
Por ejemplo, el motor Alfa Romeo 1750, a 3.000 rpm, cuando salta la chispa la mezcla se encuentra a una presión de 8,5 atm y a una temperatura de 355 °C. A 5.000 rpm, en las mismas condiciones, se obtiene una presión de 14,3 atm y una temperatura de 474 °C. En el primer caso la presión durante la combustión alcanza 43 atm, mientras que en el segundo supera 60 atm. La diferencia de comportamiento es debida al diagrama de la distribución, que provoca un diferente llenado de los cilindros a los distintos regímenes y turbulencias.
En los cilindros, la compresión se controla con aparatos cuya toma de presión se atornilla en el lugar destinado a la bujía de cada uno de ellos. Durante la prueba el motor, con la mariposa completamente abierta, se hace girar mediante el motor de arranque. La finalidad de la prueba consiste en controlar el ajuste de los segmentos y de las válvulas. Esta información se obtiene confrontando las lecturas obtenidas en los distintos cilindros. Un cilindro que revele una compresión más baja que los demás (de más de 1 atm) tiene probablemente los segmentos rotos o agarrotados, o bien una válvula quemada. El valor absoluto de la lectura no es indicativo, porque depende de la velocidad con que la batería hace girar el motor de arranque; también la temperatura del motor es importante. En cualquier caso deberían alcanzarse presiones superiores al valor de la relación de compresión. Así, con relación de compresión 9:1 deben superarse fácilmente 11 atm con motor frío, mientras que con motor caliente y batería cargada puede llegarse a 13,5 atm.

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