CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL Es un motor térmico de combustión interna que funciona siguiendo el ciclo diesel. En la admisión solo se introduce aire. Dispone de un sistema de inyección que introduce el combustible pulverizado pulverizado en la cámara de combustión. La inflamación se obtiene por contacto con el aire, que ha adquirido una alta temperatura debido a la alta compresión. Ciclo de funcionamiento: Admisión de aire puro. Compresión del aire. Inyección del comb combustib ustible, le, combustión
mezcla .
y expansión de la
Escape de los gases quemados.
El ciclo se completa cada dos vueltas del cigüeñal (720º). J.H.G.
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CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL Combustible Se usa generalmente el gasóleo. Actualmente también se emplea el biodiesel (que se obtiene de diferentes aceites vegetales) Posee un alto poder calorífico (Aprox. 10.000 Kcal por cada kg.). Debe estar exento de agua e impurezas para proteger el sistema de inyección. Presenta problemas con su viscosidad (paso por filtros y conductos del sistema de inyección), cuando alcanza bajas temperaturas (- 25ºC). El índice de cetano define la facilidad de inflamación (cuanto mayor es este, menor será la temperatura necesaria para inflamarlo). J.H.G.
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CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL Formación de la mezcla El aire se mezcla con el combustible en el interior del cilindro al final de la compresión.
Motores de inyección directa.
El sistema de inyección proporciona la presión necesaria para que el con inyector introduzca el Motores cámara auxiliar combustible, finamente o de inyección pulverizado, en la cámara indirecta de combustión. Debido al poco tiempo disponible para formar la mezcla, el aire comprimido debe tener: Una alta temperatura para facilitar la gasificación del combustible. Una gran turbulencia para que se mezcle con la mayor cantidad de aire posible
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MOTORES El Motor Diesel de cuatro tiempos
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CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL Encendido El combustible es inyectado al final de la compresión y se enciende porque el aire comprimido está a una temperatura suficientemente alta como para provocar el inicio de la combustión (superior a 500 ºC). El encendido se produce antes de que el pistón llegue al PMS. (compensa el tiempo que tarda en inflamarse el combustible). En los motores con cámara auxiliar son necesarias bujías de calentamiento para facilitar el arranque en frío.
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CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL Carga del cilindro No dispone de mariposa de gases. El llenado de aire ha de ser siempre el máximo posible, ya que el exceso de aire facilita una combustión completa. La regulación de la carga del motor se consigue variando la cantidad de combustible inyectado mediante el pedal del acelerador, que actúa sobre el elemento dosificador de la bomba de inyección.
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CONSTITUCIÓN DEL MOTOR DIESEL La estructura básica es similar a la del motor Otto. Las principales diferencias con respecto al motor Otto se encuentran en el sistema de inyección y en la forma de las cámaras de combustión. Los elementos constructivos presentan unas características adaptadas a las duras condiciones de trabajo (altas presiones y temperaturas en la compresión y en la combustión). Sus piezas son por tanto mas robustas y de ajustes mas precisos. Es mas pesado. Tiene un mayor coste de fabricación.
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CICLO DE TRABAJO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS Ciclo teórico Se abre la válvula de admisión. El pistón desciende hasta el PMI. El vacío que provoca es ocupado por el aire que entra. Cuando el pistón comienza a subir hacia el PMS., la válvula de admisión se cierra. J.H.G.
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CICLO DE TRABAJO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS Ciclo teórico Las válvulas están cerradas. El pistón sube y eleva la temperatura del aire según la relación de compresión (entre 14 y 22 veces el volumen de la cámara de combustión). Esta elevada compresión, permite obtener una elevada temperatura del aire (600-650ºC), siendo capaz de inflamar el combustible. Al final de la compresión se produce la inyección, con un adelanto con respecto al PMS. J.H.G.
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CICLO DE TRABAJO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS Ciclo teórico El combustible se inyecta finamente pulverizado, se mezcla con el aire y se inflama con cierto retraso (tiempo que tarda en gasificarse y adquirir la suficiente temperatura). El combustible se quema mientras dura la inyección, elevando la temperatura y la presión. El pistón es empujado hacia el PMI y se produce la expansión de los gases. J.H.G.
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CICLO DE TRABAJO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS Ciclo teórico La válvula de escape se abre antes de que el pistón llegue al PMI, en su carrera de expansión. La presión que existe dentro del cilindro residual expulsa los gases quemados, bajando la presión rápidamente. El resto de gases son barridos por el pistón en su ascenso. La válvula de escape se cierra después de pasar el PMS., con el fin de evacuar los residuos de la combustión con la mayor eficacia. J.H.G.
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COMPRESIÓN Y COMBUSTIÓN Compresión El combustible se inflama por autoencendido (contacto con el aire caliente), lo que requiere un alto grado de comprensión para elevar la temperatura del aire por encima de 500 ºC. Esto se consigue con relaciones de compresión altas. Inyección directa entre 16/1 y 19/1. Cámara auxiliar entre 20/1 y 23/1.
Las presiones alcanzadas al final de la compresión oscilan entre 30 y 60 bares dependiendo del tipo de motor. J.H.G.
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COMPRESIÓN Y COMBUSTIÓN Combustión El combustible es inyectado en la cámara de combustión, donde la presión y temperatura son muy altas, pero no se inflama instantáneamente, sino que antes tiene que mezclarse con el aire y adquirir la temperatura suficiente. Las condiciones necesarias para conseguir una combustión completa son: Alta temperatura al final de la compresión. Gran turbulencia en el aire comprimido. Buena pulverización del combustible inyectado. Suficiente oxigeno para quemar todo el combustible inyectado.
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INTERCAMBIO DE GASES Igual que los motores Otto, los Diesel disponen de cotas de distribución con el fin de mejorar el llenado de los cilindros y la evacuación de los gases residuales de la combustión. Es muy similar al del motor Otto, aunque el AAA y el RCE pueden tener unos ángulos mayores (mayor cruce de válvulas). Los motores Diesel rápidos sobrealimentados tienen menores ángulos en el AAA y el RCE debido a que la entrada de aire en el cilindro es forzada y la inercia del gas en estos casos tiene menos importancia para el llenado. J.H.G.
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SOBREALIMENTACIÓN Cada vez esta mas extendida ya que mejora el rendimiento y aumenta la potencia manteniendo la misma cilindrada el empleo de la sobrealimentación Este método consiste en forzar la entrada de aire en el cilindro, para lo cual se monta un dispositivo (turbocompresor) en el conducto de admisión que comprime el aire antes de introducirlo, con lo que se logra aumentar la masa de aire admitida para un mismo volumen, y por consiguiente puede aumentarse la cantidad que de combustible que es posible quemar en cada ciclo. J.H.G.
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COMPARACIÓN ENTRE MOTORES DIESEL Y OTTO La constitución de ambos motores es muy similar. Las diferencias mas significativas se encuentran en la forma en que se desarrolla el ciclo de funcionamiento: Formación de la mezcla. El encendido. La combustión.
Como consecuencia: El motor Otto dispone de un sistema de encendido electrónico. El motor Diesel dispone de un sistema de inyección de combustible.
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TIPOS DE MOTORES DIESEL DE CUATRO TIEMPOS Diesel lento de inyección directa: Tienen aplicación en vehículos industriales. Son apreciados por su reducido consumo de combustible. Su cilindrada oscila entre 3000 y 18000 cm³. Tienen volúmenes unitarios de hasta 2 litros por cilindro. Giran entre 900 y 2.500 rpm.
Diesel rápido de inyección directa:
Tienen aplicación en vehículos de turismo. Son apreciados por su reducido consumo de combustible con respecto a los Diesel de inyección indirecta. Su cilindrada puede llegar hasta los 3500 cm³. Tienen volúmenes unitarios de 0.4 a 0.6 litros por cilindro. Pueden superar las 4500 y entregan su par máximo entre 1800 y 2500 rpm.
Diesel rápido de inyección indirecta:
Tiene aplicación en turismos y en vehículos industriales ligeros Tienen un funcionamiento suave y con bajo nivel sonoro. Su consumo especifico de combustible es alto. Están siendo sustituidos por los diesel rápidos de inyección directa debido a que estos ofrecen mayor rendimiento, menor consumo y son menos contaminantes.
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COMPARACIÓN ENTRE MOTORES DIESEL Y OTTO Diferencias de funcionamiento Motor Diesel. Motor Otto.
Admisión de la máxima cantidad de aire. Grado de compresión alto (14-22/1), alcanzando presiones de unos 40 bar. Elevada temperatura al final de la compresión (500-600 ºC). Inyección de combustible en cantidad dosificada. Combustión relativamente lenta (20º-40º de giro de cigüeñal). Presión de combustión máxima entre 70 y 90 bar. J.H.G.
Preparación de la mezcla, en determinada proporción, fuera del cilindro. La cantidad de mezcla admitida se regula en la admisión. Grado de compresión bajo (8-11/1 ), con presiones de entre 13 a 15 bar. Encendido de la mezcla mediante una chispa eléctrica. La combustión es rápida. Presión de combustión máxima entre 30 y 40 bar.
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COMPARACIÓN ENTRE MOTORES DIESEL Y OTTO Ventajas e inconvenientes del motor Diesel respecto al motor Otto. Ventajas.
Inconvenientes.
Mayor rendimiento térmico debido a que trabaja con temperaturas más elevadas.
Menor consumo, puesto que se aprovecha mejor la energía del combustible.
Menos contaminante, ya que la combustión es más completa.
Mayor duración con menor coste de mantenimiento.
Mayor peso, más ruidoso y funcionamiento más brusco.
Más caro, por la mejor calidad y ajustes de fabricación.
Se adapta peor a los cambios de régimen
El arranque en frío presenta mas dificultades.
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