Sin duda, la detonación es, sin duda, la principal causa de muerte en cualquier motor de alto rendimiento, pero un gran porcentaje de preparadores la ignoran o malinterpretan. Desde que llevo tiempo trabajando en el sector, he defendido firmemente el uso de un sistema de detección de detonación con audio de calidad en cualquier proyecto de preparación, pero varios preparadores discrepan, afirmando que para preparar el motor de forma segura basta con un banco de potencia con una lectura de par precisa y sensible. Sería fantástico que así fuera, ya que instalar un sensor de detonación en un motor antes de la preparación puede ser complicado y llevar mucho tiempo, sobre todo en un compartimento de motor moderno tan reducido. Analicemos la situación con más profundidad, pero antes debemos repasar qué es la detonación y qué intentamos hacer al optimizar el avance del encendido. Empezaremos por el avance del encendido:
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Hablamos de motores de encendido por chispa, donde, como su nombre indica, la combustión se inicia mediante una chispa. El avance del encendido describe los grados de rotación del cigüeñal con respecto al punto muerto superior (PMS) en la carrera de compresión en los que se produce la chispa. Si bien normalmente el encendido ocurre antes del PMS (APMS), en algunas situaciones puede ocurrir después del PMS (ATDC). El objetivo es cronometrar la chispa para alcanzar la máxima presión del cilindro en el punto correcto del ciclo del motor y así generar el máximo par en el cigüeñal. Este punto se conoce como sincronización mínima para el mejor par (MBT), también conocida como sincronización del par máximo de frenado.
La mayoría de las personas que no están familiarizadas con el funcionamiento de un motor asumen que, al producirse la chispa, el combustible y el aire del cilindro simplemente explotan, como si se tratara de un cartucho de dinamita. En realidad, la combustión es un proceso relativamente lento y suave en el que un frente de llama se propaga desde la bujía, quemando el combustible y el aire no quemados a medida que avanza por la cámara de combustión. En condiciones normales de combustión, el frente de llama puede moverse a una velocidad de entre 0,5 y 80 metros por segundo, dependiendo del diseño del motor, el tipo de combustible, la relación aire-combustible y la velocidad del motor. El resultado es un aumento relativamente suave y gradual de la presión dentro del cilindro. Nuestro objetivo es iniciar la chispa de forma que la presión máxima del cilindro se alcance aproximadamente a los 16 grados de la velocidad normal del motor (PMDC), donde podemos lograr el máximo apalancamiento mecánico en el cigüeñal y, por consiguiente, el máximo par motor. Este es el objetivo de ajustar el avance del encendido. Sin embargo, en algunos casos, se producirá detonación antes de alcanzar la temperatura mínima de admisión (MTB), situación en la que nos referimos a un motor con detonación limitada.
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El golpeteo, o detonación como también se le conoce, es una condición anormal de combustión que ocurre después de que la chispa haya iniciado la combustión. A medida que el frente de llama se mueve a través de la cámara de combustión, el calor y la presión dentro de la cámara de combustión aumentarán. En algunos casos, este aumento de calor y presión puede ser suficiente para causar que las bolsas de gas final (combustible y aire no quemados) se autoenciendan o se quemen espontáneamente. Cuando esto ocurre, el resultado es una explosión en lugar de una combustión controlada. A diferencia de la combustión normal, la detonación es como la explosión de un cartucho de dinamita. La velocidad del frente de llama resultante del golpeteo es supersónica y puede viajar a más de 1000 m/s, lo que resulta en un aumento dramático y brusco de la presión del cilindro. Estos picos bruscos de presión resultan en el ruido de "ping" que se puede escuchar. Esto es el resultado de la estructura del motor que resuena en respuesta al pico de presión, muy similar al que se escucharía al golpear el motor con un martillo.
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Ahora que hemos cubierto los conceptos básicos, analicemos la creencia de que la detección de detonación no es necesaria. Recuerde que la presión en el cilindro es la que se utiliza para generar par en el cigüeñal. El punto donde se alcanza el pico de presión es clave. Si la presión alcanza su punto máximo demasiado pronto, es contraproducente: la presión en el cilindro lucha contra el pistón mientras este aún asciende por el orificio. Esta es la base de la teoría de que la detonación se puede detectar únicamente a partir del par motor. Cuando se produce detonación, los picos bruscos e instantáneos de presión en el cilindro son contraproducentes y, por lo tanto, el par motor total del motor disminuirá, de forma similar a si simplemente adelantamos demasiado el tiempo de encendido en un motor sin limitación de detonación.
Esta teoría es válida hasta cierto punto, y en algunos motores el par motor disminuye al inicio de la detonación. Sin embargo, en mi experiencia, esto ocurre en la minoría de los casos. En la mayoría de los casos, al adelantar el tiempo de encendido en un motor con detonación limitada, el par motor sigue aumentando incluso durante la detonación. Analicemos por qué:
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Hay dos razones para esto: la primera es que, por lo general, un cilindro empieza a detonar antes que los demás. Esto puede deberse a las tolerancias de fabricación, la distribución de aire/combustible o la distribución del calor en el motor. En este caso, el par motor puede disminuir en el cilindro que detona, pero los demás cilindros pueden seguir mostrando un aumento. El efecto neto es un aumento general del par motor a pesar del detonación en un cilindro, por lo que el par motor indicado en el dinamómetro aumentará.
La otra razón por la que esta técnica es defectuosa es que un motor con una detonación muy limitada (como muchos motores turboalimentados de producción que funcionan con combustible de bomba) tendrá una sincronización del encendido significativamente retrasada respecto al punto ideal. Esto provoca que la presión máxima del cilindro se produzca mucho más tarde de lo deseado, además de ser significativamente menor que la que se observaría si la sincronización se optimizara para MBT. En esta situación, si los picos de presión causados por la detonación se producen en el punto correcto del ciclo del motor, pueden indicar una mejora del par motor en lugar de una disminución.
[imagen src="/assets/Taz-Articles-and-Blogs/c5462725db/Honda-City_Tuning.jpg" id="51909" width="784" height="1132" class="leftAlone ss-htmleditorfield-file image" title="Tuning de Honda City"]
A lo largo de los años, he experimentado varias situaciones en las que un motor ha mostrado un aumento considerable del par motor indicado en el dinamómetro, al mismo tiempo que experimentaba una detonación audible a través de mi equipo de detección de detonaciones y visible a través del sistema digital de detección de detonaciones de la ECU. Si desea garantizar que su puesta a punto sea segura y fiable, confiar únicamente en la lectura de par motor del dinamómetro no será suficiente. Si se toma en serio la puesta a punto y el mantenimiento de los motores en perfecto estado, invertir en un sistema de detección de detonaciones de calidad es vital.
No intentaría ajustar un motor sin un medidor de relación aire-combustible de banda ancha, entonces ¿por qué intentar ajustarlo sin una forma de detectar con precisión el detonante?
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