Motor Diesel

Motor diesel

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El motor diesel es un motor térmico de combustión interna alternativo en el cual el encendido del combustible se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del ciclo del diesel. También llamado motor de combustión interna, a diferencia del motor de explosión interna comúnmente conocido como motor de gasolina.

Motor diésel antiguo de automóvil, seccionado, con bomba inyectora en línea

Los combustibles empleados en los motores diesel son productos derivados del

petróleo, obtenidos por destilación fraccionada durante el proceso intermedio entre

el queroseno y las grasas minerales, con lo que se obtiene una serie

de productos llamados aceites combustibles que van desde los aceites ligeros a los aceites pesados. Todos se utilizan en los motores

diesel, siendo el gasoil el de más consumo, empleados en motores diesel rápidos. Se

producen en una proporción de 10% del total bruto del petróleo y con temperaturas

entre los 250ºC a 350ºC

Historia

Fue inventado y patentado por Rudolf Diesel en 1892, del cual deriva su nombre. Fue diseñado inicialmente y presentado en la feria internacional de 1900 en París como el primer motor para "biocombustible", como aceite puro de palma o de coco. Diesel también reivindicó en su patente el uso de polvo de carbón como combustible, aunque no se utiliza por lo abrasivo que es. El motor diesel existe tanto en el ciclo de 4 tiempos (4T - aplicaciones de vehículos terrestres por carretera como automóviles, camiones y autobuses) como de 2 tiempos (2T - grandes motores de tracción ferroviaria, de propulsión naval, y algunos camiones y autobuses en EE.UU.).

Características del motor diesel:

 Bomba inyectora

 Ductos Bomba inyectora en línea.

 Inyectores

 Bomba de transferencia

 Toberas

 Bujías de Precalentamiento Bomba inyectora rotativa.

Principio de funcionamiento

Un motor diesel funciona mediante la ignición (encendido) del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presión en una cámara (o precámara, en el caso de inyección indirecta) de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustión, sin necesidad de chispa como en los motores de gasolina. Ésta es la llamada autoinflamación.

La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo del motor, la compresión. El combustible se inyecta en la parte superior de la cámara de combustión a gran presión desde unos orificios muy pequeños que presenta el inyector de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión (entre 700 y 900°C). Como resultado, la mezcla se inflama muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia abajo.

Los 4 tiempos del diésel, inyección directa. Los 2 tiempos del diésel, inyección directa.

Esta expansión, al revés de lo que ocurre con el motor de gasolina, se hace a presión constante ya que continúa durante la carrera de trabajo o de expansión. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en un movimiento de rotación.

Para que se produzca la autoinflamación es necesario alcanzar la temperatura de inflamación espontánea del gasóleo. En frío es necesario pre-calentar el gasóleo o emplear combustibles más pesados que los empleados en el motor de gasolina, empleándose la fracción de destilación del petróleo fluctuando entre los 220°C y 350°C, que recibe la denominación de gasóleo o gasoil en inglés.

Tipos de motores diesel

Existen motores diésel tanto de 4 tiempos (los más usuales en vehículos terrestres por carretera) como de 2 tiempos (grandes motores marinos y de tracción ferroviaria). En la década de los 30 la casa Junkers desarrolló y produjo en serie un motor aeronáutico de 6 cilindros con pistones opuestos, es decir doce pistones y dos cigüeñales opuestos (ver figura) montado en su bimotorJunkers Ju 86

Motor aeronáutico de 2T, Junkers Jumo 205 (1935).

Ventajas y desventajas

La principal ventaja de los motores diesel, comparados con los motores a gasolina, es su bajo consumo de combustible. Debido a la constante ganancia de mercado de los motores diesel en turismos desde la década de 1990 (en muchos países europeos ya supera la mitad), el precio del combustible ha superado a la gasolina debido al aumento de la demanda. Este hecho ha generado quejas de los consumidores de gasóleo, como es el caso de transportistas, agricultores, o pescadores.

En automoción, las desventajas iníciales 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 las de los motores de gasolina, presenta el inconveniente de incrementar el consumo, con lo que la principal ventaja de estos motores prácticamente desaparece.

Actualmente se está utilizando el sistema common-rail o conducto común (en los vehículos automotores pequeños), es un sistema de inyección de combustible electrónico para motores diésel de inyección directa en el que el gasóleo es aspirado directamente del depósito de combustible a una bomba de alta presión y ésta a su vez lo envía a un conducto común para todos los inyectores y por alta presión al cilindro.

inyector "common rail" de mando electrohidráulico.

Este sistema brinda una gran ventaja, ya que se consigue un menor consumo de combustible, mejores prestaciones del motor, menor ruido (característico de los motores diésel) y una menor emisión de gases contaminantes.

Aplicaciones

 Maquinaria agrícola 2T (pequeña) y 4T (tractores, cosechadoras)

 Propulsión ferroviaria 2T

 Propulsión marina 4T hasta una cierta potencia, a partir de ahí 2T

 Vehículos de propulsión a oruga

 Automóviles y camiones (4T) Vista de un motor diesel 2T marino

 Grupos generadores de energía eléctrica (centrales eléctricas y de emergencia)

 Accionamiento industrial (bombas, compresores, etc., especialmente de emergencia)

 Propulsión aérea

Diferencias principales entre los motores de encendido por chispa y encendido por compresión

Desde el punto de vista mecánico, no existen diferencias substanciases, entre los dos tipos de motores: esencialmente se distinguen por su ciclo teórico, puesto que el motor de encendido por chispa funciona según el ciclo Otto y el de encendido por compresión según el ciclo Diesel.

Las diferencias fundamentales entre los dos tipos de motores se derivan de las correspondientes a sus ciclos:

Introducción del combustible

En la mayor parte de los motores de encendido por chispa, el aire y el combustible son introducidos en la cámara de combustión bajo forma de mezcla gaseosa. La mezcla se efectúa en el carburador, y la regulación de la cantidad de mezcla introducida se obtiene por medio de una válvula de mariposa.

En los motores de encendido por compresión, el aire se introduce en la cámara de combustión a través de conductos que van a la válvula de aspiración, mientras el combustible se introduce directamente por medio de un inyector. La mezcla aire-combustible se realiza en la cámara de combustión; no hay regulación de la cantidad de aire, sinó tan sólo una regulación de la cantidad de combustible introducido.

Encendido

El motor de encendido por chispa requiere un sistema de encendido para generar en la cámara de combustión una chispa entre los electrodos de una bujía, al objeto de que la combustión pueda iniciarse.

El motor de encendido por compresión utiliza la alta temperatura y presión obtenidas al comprimir el aire en

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