Motores Diesel (Primera parte)

El  motor  Diesel es  un motor  térmico  que  tiene  combustión interna  alternativa  que se  produce  por  la  autoignicion   del  combustible   debido  a  altas  temperaturas  derivadas  de la  alta relación de  compresión   que posee  ,según  el  principio del  ciclo  diésel. Para  su  funcionamiento   actual se utiliza    diesel/gasoil,aceites  pesados  derivados  del petroleo,  en  su  ,momento  y  fase experimental  se  emplearon otros  tipos  de  aceites   como  de  palma  y  aceite  de  girasol.Es  un motor  muy  eficiente  en términos  termodinámicos ,los  mejores  y  mas  desarrollados   llegan  a  alcanzar  un valor  de  45% a 55%  de  eficacia   térmica,un  valor  muy  elevado  en relación a casi  la  totalidad  de  los  motores de  explosión.

El motor  diesel  fue  inventado   en 1893  por el  ingeniero Aleman  Rudolf  Diesel  empleado   de  la  firma  Man,que  por  aquellos  años   ya  estaba en la  producción de  motores y  vehículos de  carga  de  rango   pesado.Rudolf estudiaba   los  motores  de  alto  rendimiento  térmico,con  el  uso de  combustibles  alternativos   en los motores de  combustión interna,para  reemplazar  a  los  viejos  motores  de  vapor   que  eran poco  eficientes,muy  pesados  y  costosos.Su  invento  le  costo caro :sufrió  un  accidente   que  les  provoco  lesiones  a  el   y  a sus  colaboradores ,y  que casi le  costo la  vida a causa  de  la  explosión  de  uno  de  sus  motores   experimentales.

Durante  años  Diesel  trabajo  para   poder   utilizar otros  combustibles   diferentes  a   la  gasolina,basados    en principios   de  los  motores   de  compresión  sin ignición  por  chispa cuyos  orígenes  se  remontan  a la  maquina  de vapor  y  que posee  una mayor  prestación .Así  fue  como  en el  año 1897 MAN produjo el  primer  motor   conforme  a los  estudios  de  Rudolf  Diesel,encontrando  para  su  funcionamiento  un  combustible  poco  volátil,que  por  aquellos  años  era  muy   utilizado,el llamado aceite liviano,mas  conocido    como fueloil, que se  utilizaba  para  alumbrar  las  lamparas de  la  calle.El motor  diésel  esta  constituido   por   algunas mismas  piezas  de  un motor  a  gasolina, entre  las  que tenemos:

•  Segmentos.
• Bloque  del  motor.
• Culata 
• Cigueñal
• Volante  
• Pistón
• Árbol  de  levas
• Válvulas 
• Cárter.

Fig.1 Partes  de   motor  Diésel

Mientras   que  los siguientes   son elementos  que  si bien la  mayoría(exepto bujías  de  pre calentamiento  y toberas)  son  componentes  comunes  con los  motores  a  gasolina,pueden  ser  de  diseño  y  prestaciones  diferentes.

• Bomba   inyectora
• Inyectores (Mecánicos,electrohidraulicos,Piezoelectricos)
• Bomba de  transferencia.
• Toberas 
• Bujías  de  pre calentamiento.

Funcionamiento  de  un motor  diésel.

Un motor  diésel  funciona  mediante  la  ignición  del  combustible al  ser  inyectado   muy  pulverizado  y  con alta  presión  en una cámara (o  precamara   en  caso d e  inyección  indirecta) de  combustión   que  contiene  aire  a  una temperatura  superior  a  una temperatura  de  autocombustion  sin necesidad  de  chispa  como  en los  motores  a  gasolina.Este  proceso  se  dedomina  autoinflamacion.

La  temperatura  que inicia   la  combustión  procede de la elevación de la temperatura  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  tiene  el    inyector , de  forma  que se  atomiza  y se  mezcla  con el  aire a  alta  temperatura(entre  700  y 900  grados)  y  alta  presión .Como  resultado ,la mezcla  se  inflama  muy  rápidamente .Esta    combustión  ocasiona  que  el  gas  contenido en  la  cámara se  expanda  impulsando  el  pistón hacia  afuera.

Esta   expansión ,  a  diferencia   del motor  a  gasolina, es  adiabatica,generando  un movimiento rectilíneo  atravez  de  la  carrera  del  pistón. La  biela  trasmite  este  movimiento al  cigueñal,al  que  hace  girar,transformando  el movimiento  rectilíneo  alternativo( de   va  y viene , ida y vuelta)del  pistón en un movimiento   de  rotación.

Para  que  se  produzca la  autoinflamacion es  necesario  alcanzar  la  temperatura  de  inflamación espontanea  del diesel. En frió  es  necesario  pre calentar  el  diésel  o  emplear  combustibles  mas  pesados   que  los  empleados  en un motor a  gasolina,empleándose  la  fracción de  destilación   del  petroleo  fluctuando  entre  los  220   y  350  grados,   y  que  reciben la  denominación  de  gasóleo.

Ventajas

• En vehículos  pequeños  con la  integración  del   sistema  common-raíl  se  consigue  menor  consumo  de   combustible,mejorando  las  prestaciones  del  mismo,menor    ruido  y  menos emision de   gases contaminantes.
•  Menor  consumo  de  combustible a  igual  cilindrada por  trabajar con exceso  de  aire  con  respecto  a  los motores  gasolina.
• Fiabilidad.Lo  que hace  realmente  fiables  a  estos motores  son  su  sencillez:no  hay cables,  rotores, distribuidores,etc.
• Durabilidad    y  larga  vida.Probablemente esta  sea  la  característica  mas   importante y es  debido a  que el  proceso  de  combustión  de  un motor  diésel  es  por  compresión de  aire,mientras  que  el d e gasolina necesita  una mezcla de  aire   y  gasolina,para  generar  la  explocion  que  ocurre  dentro  de  los  pistones.Esto  al  final  se  traduce   en mucho menos desgaste   de  sus  partes    y  mas  aguante   de  millas  en  comparación  de  su  par  de   gasolina.
• Economia. Otro  aspecto  de  mucha   importancia  es  que  este  tipo de  motor  puede  rodar  mas  del  doble  de   distancia    que   un motor  a  gasolina,con la misma  cantidad  de  combustible.Esto  es  debido  a  que el  diesel  posee mayor  densidad  que  la  gasolina  y  como  consecuencia  ahorra  un 30% su  consumo.
•   Mayor capacidad  de  arrastre.Estos  motores  generan  gran  capacidad de  fuerza como  resultado de  las  bajas  revoluciones   que genera,lo  que se traduce  en un  aumento  de  efectividad  y  capacidad   para  cargar  o  arrastrar.

Desventajas

• Reparaciones.La mano de  obra ,  así  como  el  costo de  sus  partes/repuestos, es mas  costosa  aun  cuando   también  es menos probable   que sea necesario  hacer el  cambio de  piezas,pues  su tecnología,durabilidad  y  la frecuencia  de  mantenimiento  contribuyen  a  reducir  el  riesgo.

• Velocidad.Son motores  mas  lentos ,aunque  los  desarrollos  tecnológicos de  hoy en día   han  hecho  que     estos  puedan generar  velocidades   similares  a  un motor  a  gasolina.

• Peso.El motor  diésel  es mas  pesado  que el  de  gasolina,pero  debido  a  su  relación   peso  potencia no se le da  tanta  importancia,  aunque  sigue  siendo  una desventaja.

• Mantenimiento.Los  cuidados  periódicos  a este  tipo de  motores  tiene  que ser mas frecuente que de  cualquier  otro,pues  si no se  hacen  con  regularidad  pueden  llegar a ser  altamente contaminantes.

• Ruido.Con  todo  y  los  avances  de  hoy  en día ,los  motores  diésel  siguen   siendo mas  ruidosos  que  los  de  gasolina.