combustión Diesel
El motor diesel es un dispositivo de pistón de combustión intermitente. Funciona en un ciclo de dos o cuatro tiempos( ver figura); sin embargo, a diferencia del motor de gasolina de encendido por chispa, el motor diesel induce solo aire en la cámara de combustión en su carrera de admisión. Los motores Diesel se construyen típicamente con relaciones de compresión en el rango de 14:1 a 22: 1., Los diseños de motores de dos y cuatro tiempos se pueden encontrar entre motores con orificios (diámetros de cilindro) inferiores a 600 mm (24 pulgadas). Los motores con agujeros de más de 600 mm son casi exclusivamente sistemas de ciclo de dos tiempos.
Encyclopædia Britannica, Inc.
El motor diesel gana su energía quemando combustible inyectado o rociado en la carga de aire caliente comprimido dentro del cilindro. El aire debe calentarse a una temperatura superior a la temperatura a la que el combustible inyectado puede inflamarse., El combustible rociado en el aire que tiene una temperatura más alta que la temperatura de «auto-ignición» del combustible reacciona espontáneamente con el oxígeno en el aire y se quema. Las temperaturas del aire suelen ser superiores a 526 ° C (979 °F); sin embargo, en el arranque del motor, a veces se emplea un calentamiento suplementario de los cilindros, ya que la temperatura del aire dentro de los cilindros está determinada tanto por la relación de compresión del motor como por su temperatura de funcionamiento actual., Los motores Diesel a veces se llaman motores de encendido por compresión porque la iniciación de la combustión depende del aire calentado por compresión en lugar de una chispa eléctrica.
en un motor diesel, el combustible se introduce cuando el pistón se acerca al centro muerto superior de su carrera. El combustible se introduce a alta presión en una cámara de precombustión o directamente en la cámara de combustión pistón-cilindro. Con la excepción de los pequeños sistemas de alta velocidad, los motores diesel utilizan inyección directa.
Los sistemas de inyección de combustible para motores Diesel suelen estar diseñados para proporcionar presiones de inyección en el rango de 7 a 70 megapascales (1,000 a 10,000 libras por pulgada cuadrada). Sin embargo, hay algunos sistemas de alta presión.
El control preciso de la inyección de combustible es fundamental para el rendimiento de un motor diesel. Dado que todo el proceso de combustión se controla mediante inyección de combustible, la inyección debe comenzar en la posición correcta del pistón (es decir, el ángulo de la manivela). Al principio, el combustible se quema en un proceso de volumen casi constante, mientras que el pistón está cerca del centro muerto superior., A medida que el pistón se aleja de esta posición, la inyección de combustible continúa, y el proceso de combustión aparece como un proceso de presión casi constante.
el proceso de combustión en un motor diesel es heterogéneo, es decir, el combustible y el aire no se premezclan antes del inicio de la combustión. En consecuencia, la vaporización rápida y la mezcla de combustible en el aire es muy importante para la quema completa del combustible inyectado. Esto pone mucho énfasis en el diseño de la boquilla del inyector, especialmente en motores de inyección directa.
El Trabajo del motor se obtiene durante la carrera de potencia., La carrera de potencia incluye tanto el proceso de presión constante durante la combustión como la expansión de los productos calientes de la combustión después de que cese la inyección de combustible.
Los motores Diesel a menudo están turboalimentados y posenfriados. La adición de un turbocompresor y un posenfriador puede mejorar el rendimiento de un motor diesel en términos de potencia y eficiencia.
la característica más destacada del motor diesel es su eficiencia. Al comprimir aire en lugar de usar una mezcla de aire y combustible, el motor diesel no está limitado por los problemas de preignición que plagan los motores de encendido por chispa de alta compresión., Por lo tanto, se pueden lograr relaciones de compresión más altas con los motores diesel que con la variedad de encendido por chispa; proporcionalmente, se pueden lograr eficiencias de ciclo teóricas más altas, en comparación con esta última, a menudo. Cabe señalar que para una relación de compresión dada la eficiencia teórica del motor de encendido por chispa es mayor que la del motor de encendido por compresión; sin embargo, en la práctica es posible operar los motores de encendido por compresión con relaciones de compresión lo suficientemente altas como para producir eficiencias mayores que las alcanzables con los sistemas de encendido por chispa., Además, los motores diesel no dependen de la regulación de la mezcla de admisión para controlar la potencia. Como tal, el ralentí y la eficiencia de potencia reducida del diesel es muy superior a la del motor de encendido por chispa.
el principal inconveniente de los motores diesel es su emisión de contaminantes atmosféricos. Estos motores típicamente descargan altos niveles de materia particulada (hollín), compuestos reactivos de nitrógeno (comúnmente designados NOx) y olor en comparación con los motores de encendido por chispa. En consecuencia, en la categoría de motores pequeños, la aceptación de los consumidores es baja.,
un motor diesel se arranca conduciéndolo desde alguna fuente de alimentación externa hasta que se han establecido las condiciones bajo las cuales el motor puede funcionar con su propia energía. El método de arranque más simple es admitir aire de una fuente de alta presión-aproximadamente 1.7 a casi 2.4 megapascales-a cada uno de los cilindros a su vez en su carrera de disparo normal. El aire comprimido se calienta lo suficiente para encender el combustible., Otros métodos de arranque involucran equipos auxiliares e incluyen admitir ráfagas de aire comprimido a un motor activado por aire orientado para girar el volante de un motor grande; suministrar corriente eléctrica a un motor de arranque eléctrico, igualmente orientado al volante del motor; y aplicar un pequeño motor de gasolina orientado al volante del motor. La selección del método de arranque más adecuado depende del tamaño físico del motor que se va a arrancar, la naturaleza de la carga conectada y si la carga puede desconectarse o no durante el arranque.