Este artículo es dirigido a mecánicos de reparación de motores diesel a un nivel práctico y a personas que quieran saber sobre estos motores sin entrar en conocimiento teórico.
PEQUEÑA INTRODUCCIÓN.
El motor diesel lleva este nombre en honor a su creador Rudolf Diesel. Este motor tiene por principal característica que no necesita un iniciador adicional de la combustión como los motores de ciclo Otto (motores a gasolina). La combustión se logra por dar unas condiciones de presión y temperatura adecuada dentro de la cámara de combustión tal que la reacción química entre el carbono del combustible y el oxígeno del aire ocurra espontáneamente.
Aquí les dejo una imagen del ciclo diesel ideal graficando la presión en función de la variación del volumen del cilindro. No vamos a entrar en detalles, solamente quiero remarcar una característica importante de estos motores que es que la combustión se realiza a PRESIÓN CONSTANTE, a diferencia de los motores de gasolina que se realiza a VOLUMEN CONSTANTE.
En este esquema no se representaron las carreras de admisión ni la de escape que tendríamos en un motor diesel de 4 tiempos solamente se representó la compresión de 1 a 2, la expansión a presión constante de 2 a 3, la segunda parte de expansión de 3 a 4 donde se ve que cambia la presión y una descompresión a volumen constante de 4 a 1. Cada curva es de un tipo determinado con su nombre correspondiente pero no vamos a decirlos porque no quiero entrar en su estudio detallado. Como les dije antes este ciclo graficado es ideal, no se puede obtener esto en la práctica.
Otra característica importante del motor diesel es que comprime solamente aire y el combustible es inyectado pulverizado muy finamente cuando las condiciones en el interior del cilindro es tal que puede iniciarse la combustión. Esto hace que la compresión dentro del cilindro pueda ser muy alta sin riesgo de auto-encendido inesperado antes del momento deseado. En los motores a gasolina la presión y temperatura alcanzada en la carrera de compresión no debe superar nunca la condición de auto-encendido de la mezcla de aire/combustible que, justamente, es lo que está comprimiendo.
Les dejo un gráfico circular de un ciclo diesel que es el que a los mecánicos nos gusta estudiar y modificar para mejorar el funcionamiento del motor.
EL GOLPE DIESEL
El golpe diesel es una combustión anormal y no esperada de estos motores, la cual se presenta con ruido y humo indeseable.
Para no extenderme les enumero en qué condiciones sucede y como se fue solucionando en cada caso antes de llegar a los últimos sistemas de inyección diesel electrónica:
Cuando el motor se encuentra regulando en vacío y tenemos que la cantidad de aire es muy grande comparada con la pequeña cantidad de combustible inyectada, de esta forma el combustible se quema muy rápidamente – Lograron disminuir este efecto indeseable colocando una mariposa en la entrada del múltiple de admisión para limitar la cantidad de aire que entra en el cilindro.
Cuando el aire al final de la carrera de compresión no alcanza la temperatura adecuada para la combustión, esto se produce en el arranque en frio. – Lograron disminuir este efecto colocando bujías de incandescencia o calentadores en el múltiple de admisión para calentar el aire que entra al motor y mejorar las condiciones iniciales del proceso logrando la temperatura deseada al final de la carrera de compresión.
Cuando el aire al final de la carrera de compresión no alcanza la temperatura adecuada para la combustión pero esta vez es debido a la elevada altura donde opera. – Lograron disminuir este efecto sobrealimentando el motor (colocando Turbo Sobrealimentador).
Cuando el combustible tiene un elevado retardo a encenderse. – Lograron disminuirlo mejorando el combustible y aumentando la presión de inyección para lograr cada vez mejor pulverización.
Hoy en día con los sistemas de inyección electrónicos logran tener inyección de combustible en el momento que desean y cuantas veces lo desean y así es como aparece la pre-inyección y que no tardó en presentar múltiple pre-inyecciones. Este maravilloso avance logró disminuir el ruido de estos motor a niveles realmente extraordinarios.
CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DIESEL
Los motores diesel se clasifican según distintos criterios que se los enumeraré a continuación:
Según sus ciclos: tenemos motores de 2 y 4 tiempos, en nuestro país los motores diesel utilizados son casi exclusivamente de 4 tiempo, solamente aparecen los motores GM americanos en alguna aplicación naval o minera que son de 2 tiempos.
Según su sistema de enfriamiento: tenemos motores refrigerados a aire (por normas ambientales estos ya no se pueden producir más) y los refrigerados por líquido refrigerante
Según el diseño de la cámara de combustión: Inyección indirecta con precámara (ya no se están produciendo más) e inyección directa la cámara de combustión está calada en la cabeza del pistón.
Según el arreglo de los cilindros: lo más común es motores en V y en línea. Dejando el diseño en V en general para los motores de más de 6 cilindros.
Según su aplicación: motores industriales/agrícolas y motores vehiculares.
Según su sistema de gestión para el control de su comportamiento: motores mecánicos (con bombas inyectoras e inyectores mecánicos), motores electrónicos (con gestión electrónica para el control de su funcionamiento)
Se puede, y de hecho existen más criterios de clasificaciones, por ejemplo por la velocidad, por el tamaño y/o cilindrada, por la cantidad de cilindros, etc. pero en general con esta clasificación ya es suficiente para ubicarse de qué motor diesel estamos hablando.
CONCLUSIÓN
Antes de este punto tendría que hablar de las ventajas, desventajas y utilización del motor diesel, pero me detengo en la clasificación porque hasta lo que quiero saber para luego seguir hablando de la incumbencia nuestra que es los sistemas de inyección diesel y ya más ampliado sistema de gestión del control de los motores diesel.
Quiero decirles algo muy importante: el motor diesel tiene mejor eficiencia que el motor a gasolina (el ciclo diesel es más eficiente que el ciclo Otto por lo que aprovecha mejor el combustible), es un motor que en general ha sido mucho menos estudiado que los a gasolina y se nota que los avances lo van posicionando cada vez mejor frente a otros motores, la contaminación que emite es visible y desagradable pero es igual o menos contaminante que la de los motores a gasolina que no se ve pero daña mucho.
Así que a medida que pasa el tiempo el motor diesel tiene más aplicaciones, contamina cada vez menos, cada vez consume menos, cada vez son más silenciosos y son menos peligrosos que los motores a gasolina y ni hablar que los motores a gas.
Los próximos artículos serán más específicos de inyección diesel. El siguiente video es para ir viendo algo
COMMON RAIL
VIDEO DE PRESENTACIÓN
Espero que les haya gustado y les sirva para afianzar conocimiento prácticos de estos motores.