MOTOR DIÉSEL

MOTOR DIÉSEL

1. El motor diésel es un motor térmico de combustión interna en el cual el encendido se logra por la elevada temperatura producto de la compresión del aire al interior del cilindro. Funciona mediante la ignición sin chispa de la mezcla aire-combustible. La temperatura que inicia la combustión procede de la etapa de compresión. El combustible diésel se inyecta en la parte superior de la cámara a gran presión, de forma que se atomiza y se mezcla con el aire; como resultado, la mezcla se quema rápidamente. Esta combustión ocasiona que la mezcla contenida en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia abajo. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, transformando el movimiento lineal del pistón en un movimiento de rotación.

   • Referencia tomada de: Consuegra Salomón - módulo de motores diésel (2017)
   • El motor diésel se clasifica de acuerdo a las siguientes características:
     • Al ciclo de trabajo
       • 4 tiempos
         • En la carrera descendente del pistón, aspira un volumen de aire, que ingresa en la cámara de combustión, cuando el pistón sube comprime el aire aumentando su temperatura, mientras alcanza el punto muerto superior, en ese momento se inyecta finamente pulverizada una cantidad de combustible, que a medida que ingresa, se enciende y produce la combustión, para luego expandirse realizando la carrera útil y entregando trabajo, luego en la carrera ascendente se eliminan los gases de la combustión y el ciclo inicia nuevamente.
       • 2 tiempos
         • Con el pistón en PMS comienza la inyección de combustible que se inflama al entrar en contacto con el aire en el interior del cilindro produciendo la combustión, ésta finaliza con la inyección de combustible. Los gases de la combustión, empujan al pistón hacia el PMI, comenzando la expansión, el pistón hace que se abra la lumbrera de escape, produciéndose así el escape de los gases de la combustión. Con la expansión, la presión en el interior del cilindro se iguala a la presión atmosférica, el pistón sigue descendiendo y antes de llegar al PMI, abre también la lumbrera de admisión, con lo que comienza el barrido de gases quemados que aún quedan en el cilindro. Cuando el pistón llega al PMI da lugar al segundo tiempo, el pistón en PMI, comienza a ascender, cerrando la lumbrera de admisión, finalizando así el barrido de gases, sigue ascendiendo y cierra también la lumbrera de escape, dando lugar a la compresión que termina con el pistón en PMS y el ciclo vuelve a comenzar.
     • Al control de la combustión:
       • Inyección directa
         • Fue el sistema de inyección que acompañó el primer modelo de éste tipo de motor. Mediante un inyector con varios orificios buscando producir una buena atomización del carburante se inyecta una cantidad de combustible directamente al interior de la cámara de combustión, la cual, está labrada en la cabeza del pistón. Se debe conseguir que ésta alcance toda la cámara de combustión para aprovechar todo el aire, pero el proceso de mezcla es limitado y se refuerza la inyección, a través del denominado efecto swirl que busca la recirculación del aire dentro de la cámara de combustión en la etapa de compresión.
       • Inyección indirecta
         • Con cámara de precombustión
           • En la inyección indirecta diésel, el combustible empieza el encendido en la cámara de precombustión ubicada en la culata, antes de entrar en el cilindro. Cuando el carburante se inyecta y empieza a arder, se produce un aumento de presión que empuja el aire y el combustible no quemado a la cámara principal a través de la garganta. Con este proceso, aumentamos la turbulencia, forzando la mezcla del combustible con el aire, que finalmente terminará de arder en la cámara principal.
         • Con cámara de turbulencia
           • Tienen en la cámara de combustión auxiliar una bujía incandescente (también llamada "calentador") como "punto caliente". Esta es esférica o elíptica para ayudar a crear un fuerte remolino en la cámara de turbulencia, tomando lugar el encendido y la combustión en un corto tiempo. Como resultado, el nivel de ruido así como la emisión de humo negro es reducido durante el manejo a elevada velocidad.
     • Disposición de los cilindros:
       • Referencia tomada de:  Nogales, M. (2020). Tipos de motores según la distribución de sus cilindros. Noticias.coches.com. Retrieved 31 July 2020, from https://noticias.coches.com/consejos/tipos-motores-distribucion-de-cilindros/273610#:~:text=La%20disposici%C3%B3n%20m%C3%A1s%20habitual%20en,la%20de%20cilindros%20en%20l%C3%ADnea.&text=Los%20cilindros%20van%20todos%20alineados,demasiado%20la%20longitud%20del%20motor.
       • En línea
         • La disposición más habitual en la actualidad es la de cilindros en línea. Es la construcción más sencilla y por lo tanto la más económica de producir y una de la que menos problemas mecánicos presenta. Los cilindros van todos alineados en la misma fila, por lo que se condiciona a cierto número de cilindros para no aumentar demasiado la longitud del motor (actualmente no supera los 6).
         • En V
           • Nos referimos a dos bloques enfrentados en forma de V y que convergen en el mismo cigüeñal. La V puede tener distinto ángulo, desde los más los más cerrados con apenas 15º hasta los más abiertos que pueden llegar hasta los 110º de apertura. Esta disposición presenta menos vibraciones que un motor en línea, pero también tiene una mayor complejidad al contar doble árbol de levas. Normalmente se utiliza esta configuración con motores grandes y se consiguen configuraciones desde 2 cilindros (para moto) hasta 12 (para alto cilindraje).
           • opuestos (bóxer)
             • La disposición de cilindros opuestos, también conocida como bóxer, no es tan popular pero todavía se puede encontrar. En este tipo de mecánica encontramos cilindros enfrentados en un ángulo de 180º. Esta disposición permite que la altura total del bloque se reduzca considerablemente y se consiga un centro de gravedad bajo. (aunque el ancho sigue siendo notable)
             • En W
               • La disposición de cilindros en W es una combinación de dos ‘V’ en tres o cuatro bancadas de cilindros y un mismo cigüeñal. En este tipo de construcción el ángulo suele ser menor que en los ‘V’ por cuestiones de espacio. La ventaja principal es que pueden transmitir una gran cantidad de par motor con mucha suavidad y sin vibraciones. Comercialmente no es fácil encontrarlos, el más extremo de estos motores actualmente es sin duda el W16 de los Bugatti Veyron y Chiron, una gran hazaña técnica.
               • Disposición radial
                 • Los motores con disposición radial de cilindros, también conocidos como motores estrella, son escasos en el mundo de las cuatro ruedas. En estos bloques, los cilindros van situados de forma radial alrededor del cigüeñal, como si se tratara de las puntas de una estrella. Por su diseño, son mucho más útiles en aviación, donde se utilizan habitualmente.
     • El número de cilindros:
       • monocilíndrico
         • Cuenta con un solo cilindro conectado al cigüeñal y su principal característica reside en su peso, ya que son livianos, compactos y tienen una excelente relación con la potencia. Se usan comúnmente en vehículos ligeros como motos y karts.
         • cilindros múltiples
           • Estos motores tienen una excelente capacidad para neutralizar los desequilibrios y lograr mayores revoluciones por minuto (RPM) sin esfuerzo.
     • A la refrigeración:
       • Refrigerado líquido
         • Una banda acoplada a la polea del cigüeñal mueve la polea de la bomba de agua, ésta provoca el movimiento del líquido refrigerante al cual se le transfiere parte del calor generado en la cámara de combustión removiéndolo del cilindro, a través de las camisas que lo envuelven y que forman parte del monoblock, desde el motor hacia el radiador, en él se hace pasar una corriente de aire movida por el ventilador hacia el líquido refrigerante, lo que le permite bajar su temperatura y retornarlo hacia el motor para volver a iniciar el ciclo.
       • Refrigerado por aire
         • El sistema de refrigeración por aire utiliza el aire del exterior para el enfriar el motor. El aire circula por las paredes del cilindro y de la culata y, gracias unas superficies radiales denominadas aletas (situadas en el bloque y en la culata), se evacua el calor generado. Éste sistema de refrigeración es más simple en construcción y mantenimiento, tarda menos tiempo en alcanzar la temperatura óptima de trabajo y su diseño ocupa menos espacio.
     • Al sistema de alimentación de aire:
       • Aspiración natural
         • Un motor de aspiración natural es un motor de combustión interna en el que el consumo de oxígeno depende únicamente de la presión atmosférica y del trabajo del pistón en la etapa de admisión.
       • Sobrealimentado
         • Una de las formas de conseguir que en un motor entre más aire es lo que se conoce como «sobrealimentación» y se consigue comprimiendo el aire antes de meterlo en los cilindros. Para ello se emplean diferentes dispositivos, siendo el más utilizado el turbo, encontrando también compresores volumetricos, de lóbulos o de pistones. En los motores diésel actuales, el turbo se emplea de forma generalizada, es decir, no existe ningún modelo actual sin turbo.

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