La detonación, también llamada golpe de chispa o pistoneo es una forma irregular de la combustión que se produce cuando múltiples y simultáneos frentes de llama se propagan dentro de las cámaras de combustión del motor. En lugar de que un único frente de llama se amplíe hacia afuera desde el punto de ignición, múltiples frentes se generan espontáneamente. Como chocan entre si, producen un ruido metálico que advierte que algo anda mal.
Si un motor tiene problemas de detonación, será más propenso a escucharse cuando se acelera con carga, o cuando se da potencia en una marcha alta. La detonación se produce debido a que el combustible cuyo octanaje (una medida de resistencia a la detonación) no puede soportar el calor y la presión elevada cuando el motor está bajo carga. Cuando eso sucede, la mezcla de aire/combustible hace auto ignición y crea los frentes de llama destructivos.
La detonación leve puede ocurrir en casi cualquier motor y no causará daño. Pero la detonación pesada y prolongada es un problema porque deteriorará los pistones y los aros. Si el problema no se corrige, la detonación severa puede dañar el motor. Puede romper pistones y aros, hacer que la junta de culata falle, dañar las bujías y válvulas, e incluso aplanar y decapar los cojinetes de biela.
La detonación también se traduce en una pérdida de potencia debido a que el aumento de la presión en el cilindro se produce demasiado rápido, para una carrera de potencia eficiente. En lugar de hacer combustión poco a poco, llega a los picos rápido y luego cae. El resultado es más como un golpe repentino en lugar de un fuerte empuje constante.
Deterioro del pistón debido a la detonación
Como prevenir la detonación:
Una forma de evitar la detonación es utilizar un combustible de mayor octanaje. El índice de octanos de un combustible es una medida de su resistencia a la detonación. El método de determinación de número de octanos de un combustible varía dependiendo de la técnica utilizada, pero cuanto mayor sea el número de octanos, más capaz es el combustible de resistir la detonación.
El índice de octanos de la nafta se puede mejorar mediante refinación adicional, para aumentar la proporción de hidrocarburos más pesados en el combustible, mediante el uso de una solución madre de grado superior o por la adición de etanol como un refuerzo de octanos (todo lo cual puede aumentar el costo del combustible).
El Tetra etilo de plomo fue utilizado durante mucho tiempo como aditivo antidetonante para mejorar el octanaje de la nafta. Era el aditivo más eficaz y menos costoso que podría ser utilizado para este propósito. Sin embargo, la exposición prolongada al plomo se ha asociado a numerosos riesgos para la salud.
¿Qué causa la detonación?
La detonación puede tener varias causas. Cualquier cosa que aumente la temperatura o presión de combustión, aumente la temperatura de funcionamiento del motor, la sincronización avanzada de la chispa, o la mezcla de aire / combustible pobre (demasiado aire en relación a la cantidad de nafta) puede causar detonación. Algunos motores requieren nafta premium (91 octanos o superior) y pueden experimentar detonación si funcionan con combustible de grado intermedio o regular. El motor puede funcionar bien con combustible más barato, pero al acelerar o con el motor bajo carga, puede aparecer la detonación.
El sensor de detonación, detecta las vibraciones de la detonación que se está produciendo y sincroniza del encendido retardándolo temporalmente hasta que la detonación se detiene. Aun así, no puede impedir la detonación por completo. Es mejor utilizar el grado de octanaje recomendado en el manual del propietario para minimizar el riesgo de detonación. Otras causas de la detonación pueden ser cualesquiera de las siguientes:
El exceso de compresión puede causar la detonación.
La acumulación de depósitos de carbón en las cámaras de combustión.
Acumulación de carbón en la cabeza del pistón.
Acumulación de carbón en las válvulas.
Los depósitos de carbón también pueden causar pre ignición, porque los puntos calientes en la cámara de combustión se convierten en puntos de ignición al ponerse al rojo, haciendo que el combustible encienda antes de la ignición de la bujía. La pre ignición es también lo que hace que un motor funcione después de que el encendido se ha cortado. Los depósitos se acumulan rápidamente depende del tipo de conducción y la calidad del combustible quemado.
El carbón se acumulan poco a poco en un motor nuevo en los primeros 8.000 a 24.000 kilómetros, luego se estabilizan, porque alcanzan un estado de equilibrio en el que el carbón se desprenden aproximadamente a la misma velocidad que se forma. La conducción con paradas frecuentes, los cambios de aceite poco frecuentes o problemas internos del motor, tales como guías de válvulas gastadas o aros desgastados, rotos o mal asentados que permiten al quemado de aceite puede acelerar en gran medida la acumulación de depósitos.
El encendido avanzado en exceso puede causar la detonación. El exceso de avance de la ignición hace que la presión del cilindro aumente demasiado rápido. En los vehículos más viejos con distribuidor mecánico, al girar el distribuidor para retardar el encendido varios grados y / o cambiando los resortes de avance puede reducir el riesgo de detonación, pero también perjudicar el rendimiento. En los vehículos más nuevos con sincronización del encendido electrónico, es posible cambiar la curva de avance del encendido con una herramienta especial de exploración o software.
El sobrecalentamiento del motor puede causar la detonación. El sobrecalentamiento puede ser causado por un nivel bajo de refrigerante, el embrague de ventilador defectuoso, un ventilador de tamaño insuficiente, la falta de la cubierta del ventilador (concentrador de aire), en un ventilador eléctrico, el relé del ventilador o el sensor de temperatura que no está funcionando correctamente, el termostato que funciona en rangos inadecuados, la bomba de agua en mal estado, el radiador obstruido, o una severa restricción en el escape, como un convertidor catalítico tapado, una conducción pobre de calor en el interior del motor debido a la oxidación acumulada dentro de las cavidades de las camisas de refrigeración del motor, también puede hacer que un motor se caliente.
Compruebe el funcionamiento del ventilador de refrigeración (los ventiladores eléctricos deben encenderse cuando el A / C está encendido), y comprobar que no haya fugas de refrigerante. Compruebe el estado del refrigerante (más información). El aire calentado puede causar detonación. En los vehículos más viejos con carburadores, el filtro de aire con termostato proporciona aire caliente para ayudar a la vaporización del combustible durante el calentamiento del motor.
Daño en la junta de cabeza de cilindros debido a al detonación
Si las puertas de control de aire están cerradas, el carburador seguirá recibiendo aire caliente cuando el motor está a temperatura de trabajo, y puede experimentar la detonación, especialmente cuando hace calor. Compruebe el funcionamiento de la puerta de control de flujo de aire en el filtro de aire para ver que se abre cuando el motor se calienta. Si no se abre está defectuoso.
Filtro de aire con compuerta frío/calor con comando eléctrico
Las mezclas pobres de combustible pueden causar detonación. Las fugas de aire en las líneas de vacío del colector de admisión, el carburador, las juntas o empaquetaduras del cuerpo del acelerador pueden permitir que aire extra ingrese en el motor empobreciendo la mezcla.
Consecuencias de la detonación
Las mezclas de combustible pobre también pueden ser causada por los inyectores sucios, pasajes del carburador obstruidos por suciedad, un filtro de combustible sucio o la una bomba de combustible con presión insuficiente. La relación aire / combustible también puede verse afectada por cambios en la altitud. A medida que se gana altitud, el aire se vuelve menos denso. Un carburador que está calibrado para conducción normal, entregará mezcla muy pobre a una elevación mayor. Los cambios de altitud generalmente no son un problema con los sistemas de inyección electrónica de combustible debido a que el oxígeno y los sensores de presión barométrica compensan los cambios en la densidad del aire y las relaciones de combustible.
Las bujías incorrectas pueden causar la detonación. Las bujías con el grado térmico incorrecto (demasiado caliente) pueden causar detonación, así como pre-ignición. Las que tienen núcleo de cobre tienen un alcance más amplio en el rango de calor que las bujías comunes, lo que disminuye el peligro de detonación. La pérdida de la válvula EGR (recirculación de gases) puede causar la detonación. La recirculación de gases tiene un efecto de enfriamiento en las temperaturas de combustión, ya que diluye la mezcla entrante con gas inerte. Esto reduce la temperatura de combustión y reduce la formación de óxidos de nitrógeno***.
***Los óxidos de nitrógeno son liberados al aire desde el escape de vehículos con motor de combustión interna (sobre todo Diésel y de mezcla pobre), de la combustión del carbón, petróleo o gas natural y son muy contaminantes.
Válvula EGR
También reduce el riesgo de detonación. Así que si la válvula EGR no está funcionando correctamente o la han desconectado, las temperaturas de combustión serán mucho más altas y es probable que aparezca la detonación cuando el motor está bajo carga. La presión excesiva del turbocompresor puede causar detonación. Controlar la cantidad de presión en un motor turboalimentado es fundamental para evitar la detonación. La válvula Wastegate del turbo, controla la presión en respuesta al aumento de la presión en el colector de admisión. En la mayoría de los motores de último modelo, un solenoide controlado por la computadora ayuda a regular el funcionamiento de la válvula de descarga.
Turbocompresor
Un mal funcionamiento del sensor de presión del colector, el solenoide de control de la válvula de descarga, la válvula de descarga en sí o una fuga en las conexiones de vacío entre estos componentes puede permitir que el turbo tenga presión en exceso , lo que desgastará anticipadamente y destruirá el motor si la condición no se corrige .
Uno de los tantos modelos de válvula wastegate
Un sensor de detonación en mal estado puede causar detonación. Muchos motores de último modelo tienen un sensor de detonación en el motor que responde a las vibraciones de frecuencia típicamente producidas por la detonación (generalmente 6-8 kHz). El sensor de detonación produce una señal de tensión que marca el equipo para la sincronización del encendido retardándolo momentáneamente hasta que la detonación se detiene. A veces, el sensor de detonación reacciona no a los producidos por la detonación. Una bomba mecánica de combustible ruidosa, una bomba de agua en mal estado o los rodamientos del alternador o un cojinete de biela gastado, todos pueden producir vibraciones que pueden “engañar” al sensor de detonación.
Juntas Tek®
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