TEST TEMA 9 — COMBUSTIÓN EN MOTORES OTTO

¿En qué estado se encuentran los reactantes en un motor Otto?. En estado líquido, formando una película sobre las paredes del cilindro. En estado gaseoso. En estado mixto, con el combustible líquido disperso en el aire gaseoso.

¿Cómo es el gradiente de concentración en la cámara de un motor Otto?. Elevado, por la heterogeneidad de la mezcla aire-combustible. Variable según el régimen de giro y la posición de la bujía. No hay gradiente de concentración.

¿Dónde surgen las primeras reacciones en la combustión de un motor Otto?. En la zona más caliente de la cámara, cerca de la válvula de escape. En la mezcla situada entre los electrodos de la bujía. En las paredes del pistón, por ser la zona de mayor temperatura.

¿Cómo se transfiere el calor generado durante la combustión?. Mediante radiación desde el frente de llama hacia las paredes frías. Entre las partículas colindantes. Por convección forzada generada por el movimiento del pistón.

¿Qué tipos de combustión existen en un motor Otto?. Lenta, rápida y explosiva. Normal, detonación y encendido superficial. Laminar, turbulenta y autoencendido.

¿Qué tipo de combustión es aquella que comienza en la bujía y se propaga con un frente de llama homogéneo?. Detonación. Encendido superficial. Combustión normal.

¿Por qué otro nombre se conoce la combustión normal en un motor Otto?. Autoignición. Deflagración. Pre-ignición.

¿Qué condiciones generan las bruscas diferencias de presión características de la detonación?. El contacto del frente de llama con los puntos calientes de la cámara. Que la llama encuentra mezcla calentada y comprimida por los gases quemados que alcanza las condiciones de autoignición. La reflexión del frente de llama en las paredes frías del cilindro.

¿Qué fenómeno genera las ondas de presión características de la detonación?. La expansión súbita de los gases al superar la presión máxima del ciclo. La reflexión de la onda de combustión en las paredes del cilindro. La generación de varios frentes de llama que chocan entre sí.

¿A qué se conoce como picado de bielas?. Al desgaste de los cojinetes de la biela por lubricación insuficiente. A las ondas de presión que al reflejarse en las paredes producen sobrecalentamiento y un ruido metálico característico. Al golpeteo del pistón contra la pared del cilindro durante la combustión.

¿Por qué la detonación es un factor limitante en los motores de encendido provocado?. Porque provoca el fallo de la bujía y la pérdida de encendido. Porque sin detonación no se puede superar la relación de compresión estequiométrica. Porque sin ella se podrían emplear mayores relaciones de compresión y conseguir mejores rendimientos.

¿A qué se conoce como carbonilla en el contexto de la combustión?. A los depósitos de hollín sobre las paredes de la cámara de combustión. A los puntos calientes que pueden provocar encendido superficial. A los residuos de combustible sin quemar que se depositan en el escape.

¿Qué tipo de encendido superficial es más probable que provoque detonación?. El post-encendido, que ocurre tras la combustión normal. La pre-ignición, que ocurre antes de que salte la chispa. Ambos tienen la misma probabilidad de causar detonación.

¿De qué dos componentes es la suma que determina la velocidad del frente de llama?. La velocidad de expansión de los gases y la velocidad de propagación del calor. La velocidad de combustión y la velocidad de arrastre. La velocidad laminar y la velocidad de los torbellinos en la frontera.

¿Qué son las isletas en el contexto de la combustión?. Zonas de mezcla sin quemar atrapadas entre los frentes de llama. Zonas delimitadas que aparecen durante la combustión. Burbujas de combustible líquido que no se han vaporizado correctamente.

¿Qué parámetro tiene en cuenta la escala de Taylor en el estudio de la combustión?. La dimensión característica de la frontera de la isleta. La velocidad de propagación del frente de llama en la zona laminar. La dimensión característica de la isleta.

¿Qué parámetro tiene en cuenta la escala de Kolmogorov en el estudio de la combustión?. La dimensión característica de la isleta. La dimensión característica de la frontera. La velocidad de los torbellinos en el interior de la isleta.

¿Qué tipo de combustión impera en el centro de las isletas?. Turbulenta, por la alta velocidad de los gases en el interior. Laminar. De difusión, por la ausencia de turbulencia en esa zona.

¿Qué tipo de proceso impera en la frontera de las isletas?. Combustión laminar por la acción estabilizadora de las paredes. Autoignición por el calentamiento acumulado en la frontera. Los torbellinos.

¿Por qué son preferibles las isletas pequeñas a las grandes?. Porque generan mayor turbulencia y aceleran la combustión global. Para que la combustión laminar en el interior sea lo más breve posible. Porque reducen la fracción de masa sin quemar al final del ciclo.

¿De qué orden de magnitud es la velocidad del frente de llama en combustión laminar?. m/s. cm/s. km/h.

¿De qué orden de magnitud es la velocidad del frente de llama en combustión turbulenta?. cm/s. mm/s. m/s.

¿Cómo podemos conocer la fracción de masa quemada en cada instante?. Midiendo la temperatura de los gases en la cámara. Sabiendo la presión en el cilindro. Calculando el desplazamiento del pistón en función del ángulo de giro.

¿Cuándo salta la chispa en relación al PMS?. Justo en el PMS, para maximizar la presión pico del ciclo. Después del PMS, para evitar trabajo negativo sobre el pistón. Antes del PMS.

¿Qué se quema más al principio de la combustión?. Más masa que volumen, por la alta densidad en el PMS. Más volumen que masa. Igual volumen que masa, por la homogeneidad de la mezcla.

¿En qué momento de la combustión se libera la mayor parte de la energía?. Al principio, cuando la presión en cámara es máxima. A lo largo de toda la combustión de forma uniforme. Casi toda la energía transformada se libera al final de la combustión.

¿Qué dos fases existen en la combustión de un motor Otto?. Fase de ignición y fase de expansión. Fase de retardo y fase de combustión turbulenta. Fase laminar y fase de post-combustión.

¿Cómo es la presión durante la fase de retardo?. Aumenta bruscamente por las primeras reacciones exotérmicas. Prácticamente igual a la presión cuando no hay combustión. Disminuye ligeramente por la absorción de calor en las paredes.

¿Qué abarca la fase de retardo?. Desde el cierre de la válvula de admisión hasta el salto de la chispa. Desde el salto de la chispa hasta que la llama llega al borde de la isleta. Desde el inicio de la compresión hasta que se alcanzan las condiciones de autoignición.

¿Qué porcentaje del ángulo de giro del cigüeñal corresponde a la fase de retardo?. 40-50%. 10-20%. 60-70%.

¿Qué porcentaje del ángulo de giro del cigüeñal corresponde a la fase de combustión turbulenta?. 10-20%. 40-50%. 80-90%.

¿Para qué es importante la fase de post-combustión?. Para el trabajo mecánico final que se transmite al cigüeñal. Para las emisiones del motor. Para la refrigeración de la cámara al final del ciclo.

¿Cómo afecta la humedad a la velocidad de llama en la combustión laminar?. A mayor humedad, mayor velocidad de llama por el efecto refrigerante del vapor. La humedad no tiene efecto apreciable sobre la velocidad de llama. A mayor humedad, menor velocidad de llama.

¿Cómo afectan los gases residuales a la velocidad de llama?. La aumentan, porque su temperatura eleva la energía disponible para la combustión. No tienen efecto sobre la velocidad de llama si su fracción es inferior al 10%. Más gases residuales implica mayor estrangulamiento y menor velocidad de llama.

¿Por qué surgen las divergencias cíclicas en la combustión?. Por las variaciones de dosado entre ciclos debidas al sistema de alimentación. Porque no se controla en qué parte de la isleta salta la chispa ni las condiciones en el interior. Por las variaciones de temperatura del refrigerante entre ciclos consecutivos.

¿Qué debe hacerse con el avance al encendido si aumentan las rpm?. Retrasarlo, porque la mayor velocidad de los gases mejora la mezcla. Avanzarlo. Mantenerlo constante, ya que el avance óptimo no depende del régimen.

¿Qué debe hacerse con el avance al encendido si aumenta la presión de admisión?. Avanzarlo, para compensar el mayor tiempo de combustión. Mantenerlo constante, ya que la presión de admisión no afecta al avance. Retrasarlo.

¿Qué debe hacerse con el avance al encendido si aumenta la humedad?. Retrasarlo, porque la humedad acelera la combustión. Avanzarlo. Mantenerlo constante, ya que la humedad tiene efecto despreciable.

¿Para qué valor del dosado se necesita el menor avance al encendido?. Para el dosado estequiométrico (1/15). Para dosados pobres, donde la combustión es más lenta. Para el dosado de máxima potencia (1/12,8).

¿Qué relaciona la función de Wiebe?. La velocidad del frente de llama con la geometría de la cámara. La fracción de masa quemada en función del ángulo de giro del cigüeñal. La presión máxima del ciclo con la relación de compresión efectiva.

¿Dónde debe situarse el pico de presión de la combustión?. Justo en el PMS, para maximizar el trabajo sobre el pistón. Antes del PMS, para aprovechar al máximo la expansión. Después del PMS, pero lo más cercano posible a él.

¿De qué depende que se produzca detonación?. Del régimen de giro y de la posición de la bujía en la cámara. De la presión y temperatura en cámara y del tipo de combustible. Únicamente de la relación de compresión geométrica del motor.

¿En qué puntos de la cámara aparece la detonación?. En los puntos más cercanos a la bujía, que son los primeros en quemarse. En el centro geométrico de la cámara, donde convergen los frentes de llama. En los puntos más distantes de la bujía, avanzando en sentido contrario al frente normal.

¿Qué le ocurre al tiempo de retardo para dosados ricos o pobres?. Disminuye, lo que favorece la detonación fuera del motor. El tiempo de retardo aumenta, lo que es beneficioso porque la detonación se daría habiendo acabado el ciclo. Permanece constante, ya que el tiempo de retardo no depende del dosado.

¿Para qué dosado se consigue el menor tiempo de retardo?. Para mezclas ricas (1/12,8), donde la velocidad de llama es máxima. Para mezclas pobres (1/22), donde el exceso de oxígeno acelera la oxidación. Para mezclas estequiométricas.

¿Qué es más conveniente reducir para aumentar el tiempo de retardo, la presión o la temperatura?. La presión, porque tiene mayor influencia sobre la cinética química. La temperatura. Ambas tienen la misma influencia y deben reducirse en igual proporción.

¿Qué condición evita la detonación cuando los gases alcanzan condiciones de autoignición?. Que la presión en cámara baje por debajo del umbral de autoignición antes del final. Que el frente de llama consuma la carga fresca en un tiempo igual o menor al tiempo de retardo. Que la temperatura del refrigerante absorba el calor antes de que se alcance la autoignición.

¿Cuándo se produce la detonación en un motor de encendido provocado?. Al principio del ciclo, justo después del salto de la chispa. Al final de la combustión, cerca del PMS. Durante la carrera de admisión, cuando entra mezcla caliente al cilindro.

¿Qué características debe tener el recorrido del frente de llama en el diseño de la cámara?. Largo, para que la llama tenga tiempo de calentar todos los gases uniformemente. Pequeño. Variable según el régimen de giro del motor.

¿Por qué es buena la cámara cilíndrica?. Porque minimiza la superficie en contacto con los gases quemados. Porque el área del frente de llama es constante a lo largo de la combustión. Porque concentra el calor en el centro y facilita la evacuación por las paredes.

¿Por qué es buena la cámara cónica con encendido en la base?. Porque el área del frente de llama crece progresivamente acelerando la combustión. Porque el área del frente de llama es constante durante toda la combustión. Porque el área del frente de llama es cada vez menor, quemando mucho al principio.

¿Qué geometría de cámara es mejor en términos de resistencia a la detonación?. La cilíndrica, por su área de frente de llama constante. La cónica con encendido en el vértice, por su frente creciente. La cónica con encendido en la base, porque al ser menor el frente al avanzar quema mucho al principio.

¿Qué es el índice de octano?. El porcentaje en volumen de octano en la gasolina comercial. Un parámetro que mide la eficiencia energética del combustible. El parámetro que caracteriza el poder antidetonante de la gasolina.