¿Qué es la "detonación" en un motor de pistón?

La detonación, como sugiere su nombre, es una explosión de la mezcla de combustible y aire dentro del cilindro. En condiciones normales de funcionamiento, cada una de las bujías enciende un punto en la carga de aire/combustible, que luego se propaga a través del cilindro y proporciona una combustión constante y regulada en un proceso llamado deflagración . Esto prolonga el tiempo que el combustible en llamas empuja el cilindro, proporcionando una suave carrera de potencia.

Durante la detonación, la carga de aire/combustible (o bolsas dentro de la carga) explota en lugar de quemarse suavemente. Debido a esta explosión, la carga ejerce una fuerza mucho mayor sobre el pistón y el cilindro, lo que aumenta el ruido, la vibración y la temperatura de la culata. La violencia de la detonación también provoca una reducción de potencia. La detonación leve puede aumentar el desgaste del motor, aunque algunos motores pueden funcionar con detonación leve regularmente. Sin embargo, una detonación severa puede causar fallas en el motor en minutos. Debido al ruido que hace, la detonación se denomina "golpe de motor" o "ping" en los automóviles.

^{(Fuente: FAA PHAK , página 6-18)}

La detonación puede ser causada por varios factores, pero generalmente se relacionan con una situación fuera del diseño del motor. Usar el combustible incorrecto puede causar una detonación: el octanaje de un combustible es básicamente la cantidad de presión que puede soportar antes de detonar. Del mismo modo, las altas temperaturas de los cilindros pueden causar detonaciones(1). Esta es la razón por la que la mezcla se establece muy rica en niveles de alta potencia: el exceso de combustible enfría los cilindros, evitando la detonación. Como se indicó anteriormente, la potencia máxima con el calor del carburador puede provocar una detonación, ya que el aumento de la temperatura imita el efecto de las altas temperaturas del cilindro. Se requiere calor completo del carburador para proporcionar un aumento de al menos 90 grados F en la temperatura del aire de admisión.

Otras lecturas:

• Página 6-19 del Manual de conocimientos aeronáuticos del piloto .
• Un artículo en Savvy Analysis

1) La detonación es distinta del preencendido, donde la carga de aire/combustible se enciende por algo que no es la bujía. En particular, la detonación y el preencendido a menudo se causan entre sí, ya que un motor que detona tendrá una CHT muy alta (potencialmente lo suficiente como para causar un preencendido), y si la carga se preencende mientras el cilindro aún está subiendo, la compresión continua puede hacer que la carga detone.

La detonación es la combustión instantánea que ocurre debido a los gases no quemados que quedan en la cámara de combustión, lo que resulta en una temperatura alta, suficiente para la autoignición.

Diría, lo siento, no puedo recuperar la referencia ahora, que: 'detonación', no es lo mismo que: 'golpear', incluso si considera: 'golpear', como la expresión audible de una detonación o preignición u otras formas de combustión indeseable dentro de un Motor de Pistón de Combustión Interna, ya sea la alternativa de pistón o un rotor giratorio.

Toyota probó con éxito, un 7% de mejora en la economía de combustible, un escape más limpio, en un motor rotativo Wankel, sustituyendo una bujía incandescente en el sitio líder por la bujía ordinaria. Otro concepto citado aquí es la presencia de dos bujías en los motores de aviación, mi idea fue que el propósito de un sistema de doble bujía y doble encendido, por ejemplo dos magnetos, es solo una redundancia por razones de seguridad, teniendo un sistema de encendido de reemplazo en el caso de falla de uno, pero la velocidad y el ritmo de la combustión, o la velocidad del frente de la llama dentro de la cámara de trabajo de un ICE también está influenciada por tener una o más bujías, por la presencia de puntos calientes, remolinos o extinción dentro de la cámara de combustión, y por la forma de la cámara de combustión y el mecanismo de la válvula, si lo hay, pero el problema es complejo.

Los libros de Harry Ricardo: 'El motor de combustión interna de alta velocidad', un clásico de los MCI, tratan de esta y otras cuestiones de combustión. *enlace para descargar la edición de 1931: http://www.mediafire.com/download/gn1o0vyvzaz/The+High+Speed+Internal+Combustion+Engine+Ricardo+1931.pdf

También estaba disponible: 'Aircraft Propulsion', de C. Fayette Taylor, Smithsonian Annals of Flight, 1971. Espero que les sea útil. Saludos. Salud †