REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN U.E. “MARÍA INMACULADA” SAN JUAN – EDO. NVA. ESPARTA
Docente: Abigail
Estudiante: López A. Guido J.
San Juan, 12 de Febrero de 2014
ÍNDICE GENERAL
MOTORES DIESEL ........................................................................................ 2
Definición..................................................................................................... 2 Funcionamiento del motor Diesel ................................................................ 2 Ciclo de funcionamiento .............................................................................. 2 Sistema de alimentación en los motores Diesel. ......................................... 3 Ventajas e inconvenientes del motor Diesel ................................................ 3 La función de los calentadores en el motor diesel....................................... 4 Ciclos de Funcionamiento ........................................................................... 5 Aplicación de los Motores Diesel................................................................. 7 Tendencia del desarrollo de los Motores Diesel .......................................... 7
CONCLUSIÓN ................................................................................................ 9
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MOTORES DIESEL
Definición El motor diesel es un motor térmico de combustión interna en el cual el encendido se logra por la temperatura elevada producto de la compresión del aire en el interior del cilindro. Fue inventado y patentado por Rudolf Diesel en 1895. Se presentó en la feria internacional de 1900 en París como el primer motor para “biocombustible”, entendiendo como tal el aceite puro de palma o de coco.
Funcionamiento del motor Diesel Para entender el funcionamiento del motor diesel, es importante explicar la diferencia entre gasolina y gasóleo. La gasolina (si es de calidad) no se combustiona por si sola, necesita la ayuda de una fuente de calor (bujía).El gasóleo por el contrario tiene la propiedad de auto combustión, es decir, si se inyecta cuando el aire puro esta caliente, se expande. Una de las características principales de este motor es que entra al cilindro siempre la máxima cantidad de aire posible, mientras que en un motor de gasolina se necesita un caudalímetro para saber la cantidad exacta de aire que entra a la admisión y así inyectar la proporción necesaria de gasolina. La potencia se proporciona con el pedal del acelerador inyectando más gasóleo o menos a la cámara de combustión.
Ciclo de funcionamiento 1-. Admisión de aire puro 2-. Compresión 3-. Inyección y combustión 4-. Escape En el ciclo de compresión, mediante el pistón y con las dos válvulas cerradas, en el PMS comprimimos en aire puro. Esta compresión hace
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incrementar su temperatura. En ese momento inyectamos el gasóleo muy pulverizado y se produce su combustión y su consiguiente expansión. Hay dos tipos de motores diesel. De inyección indirecta (motores actuales) donde el gasoil se quema directamente en la cámara de combustión (muy importante la altísima presión de inyección “cammon rail” hasta 1600 bar; y de inyección indirecta donde era menos importante la pulverización del combustible, es decir la presión de inyección, debido a la existencia de una precámara que producía grandes turbulencias.
Sistema de alimentación en los motores Diesel. Es el encargado de suministrar el combustible necesario para el funcionamiento
del
motor,
pudiéndose
diferenciar
dos
apartados
fundamentales: a). Circuito de alta presión, encargado de impulsar el combustible a una presión determinada para ser introducido en las cámaras de combustión. b). Circuito de baja presión, encargado de enviar el combustible desde el depósito en que se encuentra almacenado a la bomba de inyección. El circuito quedaría formado así:
Depósito de combustible.
Bomba de alimentación.
Filtro.
Bomba de inyección.
Inyectores.
Ventajas e inconvenientes del motor Diesel
Ventajas: La principal ventaja de los motores diesel comparados con los motores a gasolina estriba en su menor consumo de combustible, el cual es, además, más barato. Debido a la constante ganancia de mercado de los motores 3
diesel en turismos desde los años noventa (en mucho países europeos ya supera la mitad), el precio del combustible tiende a acercarse a la gasolina debido al aumento de la demanda. Este hecho ha generado grandes problemas a los tradicionales consumidores de gasóleo como transportistas, agricultores o pescadores.
Inconvenientes: - Mayor peso, funcionamiento más brusco y más ruidoso - Más caro (mayor coste de fabricación) - Más dificultades en el arranque en frío (sólo en los motores de inyección indirecta donde son necesarias las bujías de precalentamiento. En la inyección directa su función es la anticontaminación). - Las desventajas iniciales de estos motores (principalmente precio, costos de mantenimiento y prestaciones) se están reduciendo debido a mejoras como la inyección electrónica y el turbocompresor. No obstante, la adopción de la precámara para los motores de automoción, con la que se consiguen prestaciones semejantes a los motores de gasolina, presenta el inconveniente de incrementar el consumo, con lo que la principal ventaja de estos motores prácticamente desaparece.
La función de los calentadores en el motor diesel El calentador funciona básicamente como un calentador de inmersión: la energía eléctrica es conducida por una resistencia en espiral, que se calienta hasta alcanzar una temperatura muy elevada (hasta 1000 °C). Este simple principio provoca en la práctica, sin embargo, ciertas dificultades
en
relación
con
la
vida
útil,
la
protección
contra
el
sobrecalentamiento y la corriente absorbida. En los años 60 los procesos de arranque aún duraban hasta 30 segundos por este motivo. En los años 80 este tiempo de arranque ya se pudo reducir a 3-5 segundos. Con la introducción de motores TDI, apenas se percibía ninguna diferencia con los
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motores de gasolina cuando la temperatura exterior superaba los 0 ºC. Sólo con
temperaturas
inferiores
a
0
ºC
sigue
siendo
necesario
un
precalentamiento.
Ciclos de Funcionamiento
1. Ciclo de cuatro tiempos EL motor Diesel de cuatro tiempos funciona con cuatro carreras de los pistones: admisión de aire, compresión, potencia y escape, las válvulas de admisión y de escape abren y cierran en momentos exactos en relación con el pistón. El árbol de levas, impulsado desde el cigüeñal abre y cierra las válvulas. a) Primer tiempo o admisión: en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible en los motores de encendido provocado o el aire en motores de encendido por compresión. La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer tiempo el cigüeñal da 180º y el árbol de levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es descendente b) Segundo tiempo o compresión: Al llegar al final de carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º y además, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente c) Tercer tiempo o explosión: Al no poder llegar al final de carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado, salta la chispa en la bujía provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diesel, se inyecta con jeringa el combustible que se autoinflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura en el interior del cilindro
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y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal da 170º mientras que el árbol de levas da 240º,ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente d) Cuarto tiempo o escape: En esta fase el pistón empuja cuidadosamente, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al final de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º y su carrera es ascendente.
2. Ciclo de dos tiempos En el motor de dos tiempos, se efectúa el ciclo completo de funcionamiento con dos carreras del pistón: una ascendente y. una descendente. Los motores básicos de dos tiempos tienen lumbreras en las paredes del cilindro las cuales descubre y cubre el piston durante su movimiento hacia abajo y hacia arriba en el cilindro. Estas lumbreras son de admisión y de escape. En los motores Diesel, por lo general, se utilizan tanto las lumbreras y válvulas las lumbreras para introducir aire en el cilindro y las válvulas de escape para descargar los gases quemados dentro del cilindro. El motor esta equipado con una bomba de aire o soplador que suministra aire a una presión un poco mas alta que la de los gases de escape. Esto, además de llenar el cilindro con aire limpio, ayuda a expulsar los gases de escape. Esta acción se denomina barrido. El pistón esta en PMI. El soplador introduce el aire por las lumbreras de admisión en la pared del cilindro. Esto llena el cilindro con aire exterior y expulsa los gases quemados por las válvulas de escape que esta en la culata de cilindros. El pistón se mueve hacia arriba y ha cubierto las lumbreras de admisión para cortar el paso de aire desde el soplador. El pistón sigue su
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movi-miento ascendente para comprimir el aire en el cilindro a alrededor de 1/16 parte de su volumen, original. Esto eleva la temperatura del aire comprimido. El pistón casi ha llegado al PMS en la carrera de compresión. El combustible atomizado por el inyector en la cámara de combustión se inflama con la alta temperatura del aire comprimido. La presión resultante empuja el pistón hacia abajo en el cilindro en la carrera de potencia. El pistón casi ha llegado al PMI en la carrera de potencia. La válvula de escape esta sincronizada para que abra justo antes del PMI y deje salir los gases quemados del cilindro. Conforme continúa la rotación del cigüeñal, el pistón llegara al PMI y descubrirá las lumbreras de admisión para que penetre el aire del soplador y el ciclo continua igual que antes. Todo el ciclo ocurre con una sola revolucion del cigüeñal.
Aplicación de los Motores Diesel. • Maquinaria agrícola (tractores, cosechadoras) • Propulsión ferroviaria • Propulsión marina • Automóvil y camiones • Grupos generadores de energía eléctrica (centrales eléctricas y de emergencia) • Accionamiento industrial (bombas, compresores, etc., especialmente de emergencia) • Propulsión aérea
Tendencia del desarrollo de los Motores Diesel Los primeros motores diesel fueron de baja velocidad y muy pesados. Los primeros pasos de perfeccionamiento fueron • Incrementar la potencia de un diámetro y carrera dados, para
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aumentar la velocidad de operación, obteniendo así un mayor numero de carreras de trabajo por minuto. • Aumentar la presión del gas mediante el mejoramiento de la combustión para obtener un empleo mas eficiente del aire en el interior de los cilindros. El paso siguiente fue reducir el peso de los motores por medio del uso cuidadoso de los materiales, evitando pesos innecesarios donde fuera posible. Se usan materiales de alto grado de resistencia para un peso dado en las partes móviles como en las fijas, tales como aleaciones resistentes en vez de hierro fundido para las válvulas de escape, aleaciones de aluminio en vez de hierro fundido para los pistones, aleaciones de acero de alta resistencia para las bielas y cigüeñales, hierro fundido niquelado para las camisas entre otras. Especial atención se ha puesto para aliviar las partes de movimiento alternativo con el objeto de eliminar las tan indeseables fuerzas de inercia con lo cual se ha logrado aumentar gradualmente la velocidad. Otro paso fue logrado acortando los motores mediante la disposición de los cilindros en V. El ultimo paso fue la sobrealimentación con lo cual se aumenta la cantidad de aire de admisión, lográndose con esto un incremento en la cantidad de combustible quemado en el motor cuyo resultado es el aumento de la presión y por consiguiente la potencia desarrollada.
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CONCLUSIÓN
Un motor diesel es una máquina de combustión interna que usa combustible inyectado de forma pulverizada dentro de los cilindros, los cuales contienen aire comprimido a una presión y temperatura relativamente altas. La temperatura del aire debe ser lo suficientemente alta como para permitir la ignición de las partículas del combustible inyectado. Ningún otro medio es empleado para producir la ignición. Debido al método de ignición usado, los motores diesel son a menudo llamados motores de ignición por compresión. Esto los diferencia de los demás motores de combustión interna llamados motores de ignición por chispa. Estos últimos motores emplean la gasolina como combustible y la mezcla de aire y gasolina entra en ignición mediante el uso de la chispa eléctrica.
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