Ciclo Diesel

CICLO DIESEL

CICLO DIESEL

Introducción

Día a día presenciamos diferente tipos de máquinas en movimiento que nos facilitan la vida, pero ¿alguna vez nos hemos preguntado cómo funcionan?. La mayoría de la gente lo ve tan simple como ponerle combustible a una máquina para que haga su trabajo, pero en realidad no es solo eso, para que sea posible la realización de un trabajo por parte de una máquina intervienen un sin número de piezas y partes actuando en conjunto y que se encuentran al interior del motor

El mundo afronta un progresivo desabastecimiento de combustibles líquidos de origen fósil, entre estos el diesel, ampliamente utilizado en transporte de carga y personas. Por esta razón es necesaria la adopción e implementación de tecnologías encaminadas a brindar alternativas hacia la utilización de combustibles no convencionales. Una de estas tecnologías es el sistema de alimentación de combustible Dual Diesel-Gas Natural Vehicular(GNV), el cual permite operar motores de combustión interna encendidos por compresión (MCI-D)utilizando Gas Natural, que entra mezclado con el aire de admisión, y se enciende en la cámara de combustión gracias a una pequeña cantidad de Diesel inyectado en la forma tradicional. Este tipo de sistema ha atravesado a lo largo de los años una evolución tecnológica que se puede dividir en 4 generaciones.

La termodinámica es el estudio del calor y la temperatura. El calor es una forma de energía y la temperatura es la medida de la energía interna de una sustancia. El principio de la conservación de la energía es fundamental en el estudio de la termodinámica. Esta fue desarrollada por doce científicos entre ellos James Joule.

Objetivos

Analizar el Ciclo Diesel como un ciclo de aire estándar de aire .

Describir la operación de un motor tipo Diesel

Mostrar las diferencias entre un motor de ignición por chispa y uno por compresión.

Determinar la eficiencia térmica de un ciclo estándar de aire Diesel.

Cuerpo de la Obra

Trabajo y energía

La energía es la capacidad de un cuerpo para realizar trabajo. La energía total almacenada dentro de un sistema cerrado, no sometido a fuerzas exteriores, permanece constante, aunque se puede transformar. Este fenómeno se denomina principio de la conservación de energía

Temperatura

La temperatura es una unidad de medida de energía interna o calurosidad de un cuerpo o calurocidad. Se mede a través de termómetros.

Calor o energía interna

La energía molecular de un cuerpo se denomina energía interna. Cuando se propaga de un cuerpo con mucha energía a otro con poca, se habla de una transmisión de calor.

Cuando dos cuerpos con distintas temperaturas entran en contacto térmico, al cabo de un tiempo tendrían la misma temperatura. La energía se ha transmitido del cuerpo más cálido al frió, hasta obtener una nueva temperatura equilibrio para ambos: el calor es la energía que pasa de un cuerpo a otro debido a diferencias de temperatura.

Motores de combustión interna

Los motores de combustión interna son aquellos que obtienen energía mecánica directamente de la energía química producida por el combustible que se quema dentro del cilindro o cámara de combustión, expandiéndose para hacer funcionar el pistón.

El primer motor practico de combustión interna fue construido en 1860, funcionaba con gas de coque, tenia un solo cilindro y consumía mucho combustible. Un motor mucho mejor fue ideado en 1876 por el ingeniero alemán Nikolaus August Otto, quien reinvento el principio de los cuatro tiempos o ciclo de Otto, probado por primera vez en 1862, pero olvidado a continuación. El motor de cuatro tiempos ha tenido mayor impacto que cualquier otro tipo de motor y se usa para hacer funcionar la mayoría de los automóviles.

• Motores de cuatro tiempos

En el motor de cuatro tiempos, el embolo hace cuatro movimientos en cada cilindro de trabajo. Tanto los cilindros como el cigüeñal están situados dentro de un pesado bloque cilíndrico de hierro. El cigüeñal a su vez hace funcionar el árbol de levas, que abre y cierra en el orden correcto las válvulas que hay en la parte superior de cada cilindro. Los cuatro cilindros se disparan sucesivamente, normalmente en el orden 1-3-4-2, para que haya tiempo de trabajo cada media revolución del cigüeñal.

1-Tiempo de admisión 2-Tiempo de compresión 3- Tiempo de explosión 4- Tiempo de escape

1.-Tiempo de admisión:

El embolo se mueve hacia abajo cuando se gira el cárter del cigüeñal, provocando una disminución de la presión dentro del cilindro. El vacío parcial así creado inyecta gasolina y aire, dentro del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.

2.-Tiempo de compresión:

La mezcla de combustible y aire es comprimida cuando el embolo sube con ambas válvulas cerradas.

3.-Tiempo de explosión:

La mezcla es encendida por la bujía, al producir esta una chispa breve sincronizada con el momento de máxima compresión. El embolo es expulsado hacia abajo cuando el combustible, al arder, se expande.

4.-Tiempo de escape:

La válvula de escape se abre y el embolo sube, expulsando del cilindro la mezcla quemada para dejar el sitio libre al combustible fresco, que entrara en el próximo tiempo de admisión.

• Motor de dos tiempos

Es una versión más sencilla del de cuatro tiempos. Prescinde de las válvulas y usa la rotación del cigüeñal dentro de un cárter presurizado para introducir el combustible dentro del cilindro. Tiene esencialmente el mismo sistema de ignición que el de cuatro tiempos y también funciona con gasolina y aire.

Algunos motores descienden por completo de las bujías y dependen del aumento de temperatura provocado por el tiempo de compresión para encender la mezcla. Se llaman motores de compresión- ignición o motores diesel.

• Motores Diesel

En teoría, el ciclo diesel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar a un volumen constante en lugar de a una presión constante. El motor diesel moderno es un conjunto de mecanismos de precisión que, al trabajar sincronizados, transforman la energía química almacenada en el combustible, en trabajo mecánico. La mayoría de los motores diesel tienen también cuatro tiempos, si bien las fases son diferentes de las de los motores de gasolina, estas son:

1.- ADMISIÓN.- El pistón desciende del punto muerto superior al punto muerto inferior, la válvula de admisión permanece abierta; al bajar

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