- El motor diesel se enciende por compresión, sin bujía.
- Rudolf Diesel lo presentó en 1892, impulsó coches y maquinaria pesada.
- Originalmente considerado residuo, hoy domina camiones, barcos y trenes.
- En comparación con gasolina: ambos son de combustión interna; diferencias en encendido y eficiencia.
El motor diesel es un motor de combustión interna en el que el combustible se enciende debido a la alta temperatura creada por la compresión del aire necesario para la combustión. En este tipo de motor, el combustible no se enciende mediante el uso de un motor auxiliar, como una bujía en los motores de encendido por chispa. A continuación, aprenderemos todo sobre el motor diesel, comenzando por su historia.
Breve historia del motor diesel
Inicialmente, el diesel se ignoró y se consideró un residuo. En lugar de ser visto como una valiosa fuente de combustible, se desechó como un producto inutilizable de la refinación de petróleo durante más de 40 años. Pero cuando Rudolf Diesel introdujo el motor de encendido en 1892, fue una innovación en ingeniería porque el combustible no tenía que encenderse desde una fuente externa.
Al principio, Diesel quería diseñar un motor que funcionara con carbón en forma de polvo, amoníaco o aceite de maní, pero descubrió que el diesel era una mejor opción.
Se dio cuenta de que para que el motor funcionara, el diesel tenía que comprimirse a una temperatura alta para encender el combustible dentro del cilindro. Cuando ocurre la combustión, mueve un pistón y hace que el motor arranque.
El éxito de este motor para coches pequeños también ha evolucionado en vehículos más grandes. En los 20 años transcurridos desde su invención, ha estado moviendo camiones, tractores, trenes y barcos. El motor se ha perfeccionado continuamente a lo largo de los años y todavía se utiliza hoy en día a gran escala.
Diferencias / similitudes entre motor diesel y motor de gasolina
No podemos hablar del motor diesel sin compararlo con su gran “rival”: el motor de gasolina. Los dos se pueden comparar desde varios puntos de vista, que discutiremos más adelante.
Diésel versus gasolina
En primer lugar, ambos motores funcionan con combustión interna. El combustible se mezcla con el aire cuando ingresa al motor y esta mezcla se comprime dentro de los cilindros del motor.
En algún momento, el combustible se enciende, lo que mueve el pistón y hace girar el cigüeñal, que a su vez está conectado a la transmisión y mueve las ruedas. Además, el pistón se mueve hacia arriba en el cilindro y empuja los gases de combustión fuera del motor a través del tubo de escape. Este ciclo se repite varias veces por segundo.
Cuantos más cilindros tenga un motor, más suave funcionará y más potencia liberará. Esto se debe a que los procesos de combustión ocurren a poca distancia entre sí.
Sin embargo, el número de cilindros también puede ser una desventaja, porque cuanto más grande es, más complejo y mecánicamente ineficiente se vuelve un motor. La configuración de los cilindros también influye en el rendimiento y el grado de vibración. Todos estos aspectos son válidos para ambos tipos de motores.
La principal diferencia entre el motor diesel y el motor diesel se produce en la forma en que se enciende el combustible en el motor. En un motor de gasolina, el aire y el combustible se comprimen y, en un punto crítico del ciclo, una bujía enciende la mezcla.
Por otro lado, los motores diesel no están equipados con bujías normales, usan bujías incandescentes. Por lo tanto, cuando el diesel y el aire están suficientemente comprimidos, la compresión extrema genera suficiente calor para que la mezcla se encienda. Este proceso se llama encendido por compresión y es la base del funcionamiento de un motor diesel.
Otra diferencia es que el diesel tiene más energía potencial, lo que significa que los motores diesel necesitan menos combustible para la misma cantidad de kilómetros. Además, los propietarios de motores diésel tienen una opción adicional: el biodiésel, un combustible elaborado a partir de fuentes distintas del petróleo.
Potencia y par
La eficiencia del motor se mide en potencia y par. El primero se mide en caballos de fuerza, el segundo define la fuerza de rotación del motor en el tren motriz. Idealmente, ambos deberían ser grandes. Si el automóvil tiene muchos caballos de fuerza, pero un par pequeño, comenzará con más dificultad desde el principio.
El par es el principal responsable del movimiento, por lo que los motores diésel se utilizan a menudo para vehículos pesados. Por otro lado, los motores diesel no aceleran tan rápido, por lo que tienen menos caballos de fuerza en promedio que los motores de gasolina. Es la principal razón del reducido número de coches deportivos diésel.
Fiabilidad
Dado que los motores diésel utilizan encendido por compresión, son muy potentes, fiables y requieren menos mantenimiento. Por estas razones, en el pasado, los motores diesel pesaban mucho. Sin embargo, gracias a los métodos de producción modernos, el peso de los motores diesel se ha reducido considerablemente.
Además, los motores diesel son más simples que los motores de gasolina porque no usan bujías ni el sistema eléctrico asociado con ellos. Hoy en día, los automóviles diésel alcanzan un rendimiento cercano al de los motores de gasolina, pero con la gran ventaja de un menor consumo de combustible y una mayor confiabilidad. En general, los motores diésel superan a los motores de gasolina en cuanto al número de kilómetros / horas entre intervenciones de servicio. Eso significa menos dinero gastado.
Una ventaja de los motores diesel es la falta de cuerpo del acelerador. Cuando presiona el acelerador, se abre una válvula en la entrada del motor, lo que permite que el aire ingrese al motor, creando así más potencia.
La computadora del motor se da cuenta de que es necesario inyectar más combustible para obtener aire adicional. Para motores diésel, no se requiere la válvula de mariposa. En este caso, el pedal del acelerador regula la cantidad de combustible inyectado. El cuerpo del acelerador utilizado en los motores de gasolina actúa como una restricción, y esta es una de las razones por las que los automóviles diésel consumen menos combustible.
Inyección
Para que un motor de combustión interna funcione de manera eficiente, el combustible y el aire deben mezclarse correctamente. El motor diesel tiene varios problemas a este respecto, porque el diesel y el aire se introducen en diferentes momentos durante el ciclo.
Hay dos enfoques principales para los motores diesel: inyección directa e inyección indirecta.
En la inyección indirecta, hay una pequeña cámara de vórtice, en la que el inyector rocía el combustible antes de que llegue a la cámara de combustión principal. La cámara de vórtice crea turbulencias en el combustible para que se mezcle mejor con el aire de la cámara de combustión. La desventaja de este sistema: la cámara de vórtice prácticamente se convierte en parte de la cámara de combustión. ¿Lo que esto significa? La cámara de combustión en su conjunto tendrá una forma irregular, lo que puede afectar la combustión y la eficiencia.
El motor de inyección directa no tiene cámara de vórtice. En cambio, el combustible va directamente a la cámara de combustión. Al diseñar este motor, se debe prestar especial atención al diseño de la cámara de combustión para garantizar que haya suficiente combustión.
Construcción
Los componentes principales de los dos tipos de motores son similares y son responsables de aproximadamente los mismos procesos. Sin embargo, los componentes del motor diesel deben ser más potentes que los del motor de gasolina debido a las mayores cargas involucradas en los procesos.
Las paredes del bloque del motor son normalmente mucho más gruesas con los motores diesel y tienen más amortiguadores para proporcionar más resistencia, absorber los golpes y reducir el ruido de manera más eficiente.
Además, los pistones, bielas, cigüeñal, cojinetes, deben ser mucho más fuertes que los de los motores de gasolina. El diseño de la culata debe ser diferente, por los inyectores, pero también por la forma de las cámaras de combustión.
Contaminación y ruido
Estos son dos temas clave hoy en día en los que el calentamiento global y el impacto ambiental se han vuelto tan importantes. La contaminación es una de las principales razones por las que los motores diésel apenas han entrado en los mercados de automóviles nuevos.
Afortunadamente, la tecnología diésel se está modernizando y hoy los motores diésel son más limpios que nunca. La mayor parte del azufre (uno de los principales culpables del humo negro de los motores diesel) se ha eliminado de los motores nuevos mediante métodos de filtración innovadores.
Los motores diésel y los motores de gasolina se han igualado en cuanto a sonido, sobre todo si tenemos en cuenta los ruidos inimaginables que hacían hace décadas los coches diésel, que reconociste desde lejos.
¿Cómo conseguir diésel?
Actualmente, existen dos tipos principales de diesel: diesel a base de petróleo (derivado del petróleo) y biodiesel (elaborado a partir de materiales orgánicos).
El diesel de petróleo comienza como petróleo crudo, resultado de grandes cantidades de biomasa vegetal y animal, a las que se añaden procesos de presión y calentamiento. Una vez cosechado el aceite base, se transporta a una refinería donde se somete a tres procesos principales: separación, conversión, purificación.
El proceso de separación se realiza en torres de alta destilación, donde el aceite se expone a temperaturas extremas, para provocar su separación en gases y líquidos.
Los productos se separan en función de la diferencia de temperatura entre la parte superior y la parte inferior de la torre. La división dentro de la torre es la siguiente: gas propano hacia arriba, diesel en el medio, lubricantes hacia abajo.
El siguiente proceso es la conversión, que implica aplicar un catalizador a los petróleos pesados para crear más gasolina, diesel y propano. La purificación es el último paso e implica exponer los productos a hidrógeno y un catalizador para eliminar el azufre.
¿Cómo conseguir gasolina?
Al igual que con el diésel, la gasolina comienza su vida como petróleo crudo. Pero una vez que llega a la refinería, se refina mediante un proceso llamado destilación fraccionada. El proceso de extracción utiliza la destilación para descomponer el petróleo crudo en varios destilados, incluida la gasolina.
El proceso de destilación comienza calentando el crudo a 400 grados Celsius. El calor hace que el aceite pase de una forma líquida a vapor, que sale del horno a una torre de destilación, en cuyo punto se enfrían.
Cuando los vapores alcanzan los 150 grados centígrados, los hidrocarburos que componen la gasolina comienzan a entrar en estado líquido. La gasolina comienza a acumularse en las placas de destilación y se sifona en un tanque de almacenamiento.
El combustible crudo que sale de la torre de destilación no está listo para llegar a las estaciones de servicio antes del paso final, es decir, agregar los aditivos necesarios para reducir las emisiones y el consumo.
Fuente de la foto: mechanicshub.com, carmudi.com.ph, wonderfulengineering.com, cummins.com, bbc.com, cnbc.com
