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Contenido
- 1 Los cuatro tiempos detrás de cada motor diésel
- 2 Por qué el tiempo de inyección de combustible decide el rendimiento
- 3 Turbocompresores y el lado aéreo de la combustión
- 4 Piezas de automóvil que hacen posible el encendido por compresión
- 5 Por qué los motores diésel funcionan más eficientemente que los motores de gasolina
- 6 Puntos de desgaste comunes que los propietarios deben tener en cuenta
Un motor diésel funciona aspirando aire y comprimiéndolo en una proporción muy alta (normalmente entre 14:1 y 23:1 ), y luego inyectar combustible directamente en ese aire comprimido caliente para que se encienda por sí solo sin bujía. Este proceso, conocido como encendido por compresión, es la característica definitoria que separa un motor diésel de un motor de gasolina, y es la razón por la que las centrales eléctricas diésel se prefieren en camiones, generadores, embarcaciones marinas y equipos de construcción pesados, donde el par y la eficiencia del combustible importan más que el rendimiento a altas revoluciones.
Los cuatro tiempos detrás de cada motor diésel
Cada motor diésel, independientemente de su tamaño, sigue la misma secuencia de cuatro tiempos que convierte la energía química del combustible en rotación mecánica en el cigüeñal.
Accidente cerebrovascular de admisión
El pistón se mueve hacia abajo dentro del cilindro mientras la válvula de admisión se abre, aspirando solo aire fresco, sin combustible mezclado en esta etapa. Esto es diferente de un motor de gasolina, donde el combustible y el aire generalmente se mezclan antes de ingresar a la cámara.
Carrera de compresión
La válvula de admisión se cierra y el pistón sube, exprimiendo el aire en un volumen mucho menor. Debido a que las relaciones de compresión diesel son tan altas, la temperatura del aire dentro del cilindro puede subir por encima 700 grados centígrados , que está lo suficientemente caliente como para encender el combustible diesel sin una chispa externa.
Golpe de poder
Cerca de la parte superior de la carrera de compresión, un inyector de combustible rocía una fina niebla de diésel directamente en el aire sobrecalentado. El combustible se enciende casi instantáneamente y la expansión resultante fuerza al pistón hacia abajo, generando la fuerza de rotación que eventualmente llega a las ruedas o al eje de transmisión.
Carrera de escape
El pistón vuelve a subir, la válvula de escape se abre y los gases de combustión gastados son expulsados del cilindro a través del colector de escape, después de lo cual el ciclo se reinicia con una nueva carrera de admisión.
Por qué el tiempo de inyección de combustible decide el rendimiento
El sistema de inyección de combustible es posiblemente el más importante. parte del automóvil en un motor diésel, porque el tiempo y la presión de inyección controlan directamente la potencia, el ruido y las emisiones.
Los motores diésel modernos utilizan un sistema de inyección common-rail, en el que el combustible se mantiene a una presión extremadamente alta, a menudo entre 1.500 y 2.500 bares , dentro de un riel compartido antes de ser distribuido a inyectores individuales controlados electrónicamente. Esta configuración permite que la unidad de control del motor dispare múltiples pequeños impulsos de inyección por ciclo en lugar de uno grande, lo que suaviza la combustión y reduce el característico golpe del diésel.
| Sistema de inyección | Presión típica | Uso común |
|---|---|---|
| Carril común | 1.500 a 2.500 bares | Camiones de pasajeros, SUV |
| Inyector unitario | Hasta 2.000 bares | Camiones de carretera de servicio pesado |
| Bomba distribuidora | 300 a 1.000 bares | Motores diésel antiguos, equipos agrícolas. |
Turbocompresores y el lado aéreo de la combustión
Un motor diésel solo quema tan eficientemente como el aire que recibe, razón por la cual casi todos los diésel modernos dependen de un turbocompresor para forzar la entrada de aire adicional en los cilindros. El turbocompresor gira utilizando la energía de los gases de escape que de otro modo se desperdiciaría, y la rueda del compresor que gira empaqueta más oxígeno en cada carrera de admisión.
- Más aire permite quemar más combustible por ciclo, aumentando la potencia sin agrandar el bloque del motor.
- A menudo se coloca un intercooler entre el turbo y el colector de admisión para enfriar el aire comprimido, ya que el aire frío más denso contiene más moléculas de oxígeno que el aire caliente del mismo volumen.
- Los turbocompresores de geometría variable ajustan los ángulos de las paletas para brindar impulso en un rango más amplio de velocidades del motor, lo que ayuda a un motor diésel a tirar con fuerza desde bajas RPM.
Ésta es una de las razones por las que los motores diésel producen un par elevado a bajas velocidades del motor, que a menudo alcanza su punto máximo muy por debajo de 2.000 rpm , lo que los hace muy adecuados para trabajos de remolque y transporte.
Piezas de automóvil que hacen posible el encendido por compresión
Varias piezas de automóviles trabajan juntas para sostener el proceso de encendido por compresión dentro de un motor diésel, y cada una desempeña una función mecánica distinta.
- Las bujías incandescentes calientan la cámara de combustión durante los arranques en frío, ya que es posible que el aire frío por sí solo no alcance la temperatura de ignición cuando el motor está frío.
- Los inyectores de combustible atomizan el diésel en un patrón de rociado fino para que se mezcle uniformemente con el aire comprimido.
- El cigüeñal y las bielas traducen el movimiento hacia arriba y hacia abajo del pistón en salida rotacional.
- La válvula de recirculación de gases de escape desvía una porción de los gases de escape hacia la admisión para reducir las temperaturas de combustión y reducir la formación de óxido de nitrógeno.
- El filtro de partículas diésel atrapa las partículas de hollín del escape antes de que los gases salgan por el tubo de escape.
Por qué los motores diésel funcionan más eficientemente que los motores de gasolina
La ventaja de eficiencia térmica de un motor diésel proviene directamente de su mayor relación de compresión. Según datos de ingeniería publicados por el Departamento de Energía de EE. UU., los motores diésel pueden convertir aproximadamente 30 a 35 por ciento de energía del combustible en trabajo utilizable, en comparación con alrededor del 20 al 25 por ciento de los motores de gasolina típicos, porque una mayor compresión permite una expansión más completa de los gases de combustión contra el pistón.
El combustible diesel también transporta más energía por galón que la gasolina, lo que agrava la ventaja del kilometraje. Esta combinación de mayor eficiencia de compresión y energía de combustible más densa explica por qué los camiones de larga distancia, los motores marinos y los generadores estacionarios dependen casi universalmente de la energía diésel en lugar de la gasolina.
Puntos de desgaste comunes que los propietarios deben tener en cuenta
Mantener un motor diésel funcionando sin problemas depende de monitorear un puñado de piezas del automóvil que experimentan la mayor tensión con el tiempo.
Filtros de combustible
Los inyectores de combustible diésel funcionan con tolerancias extremadamente estrictas, por lo que incluso pequeñas cantidades de residuos o agua en el combustible pueden provocar desgaste del inyector. Los filtros de combustible deben cambiarse en el intervalo indicado en el manual del propietario para proteger el sistema de inyección.
Sellos de turbocompresor
Debido a que el turbocompresor gira a velocidades que pueden exceder 100.000 rpm , sus cojinetes y sellos internos son sensibles a la calidad del aceite. Usar el grado de aceite especificado por el fabricante ayuda a que el turbo dure tanto como el resto del motor diésel.
Condición de la bujía incandescente
Una bujía incandescente desgastada puede dificultar notablemente el arranque en frío, especialmente a bajas temperaturas, ya que la cámara de combustión no alcanzará la temperatura de ignición tan rápido sin ayuda.
