MOTOR DIÉSEL

Le podremos criticar el ser ruidoso, no sonar muy bien, echar humo, contaminar más y muchas cosas, pero la realidad es que el motor diésel, su gran robustez, fiabilidad y durabilidad, su menor consumo y coste de uso, así como la forma de entregar su potencia y par motor (mucha fuerza a bajas revoluciones), ha sido realmente importante para el mundo, sobre todo para el transporte, la agricultura, la minería o las obras públicas.

Camiones, autobuses, maquinaria y barcos han recurrido a este tipo de motor durante un siglo. Cierto es que mucho ha llovido desde que en 1893 el ingeniero alemán Rudolf Diesel lo inventara para MAN: los motores diésel han cambiado, y ahora también hay diferentes alternativas, pero siguen siendo motores de gran importancia, y que ahora, además, contaminan menos que nunca, gracias a diferentes estrategias y filtros.

Utilizan una tecnología que los hacen muy eficientes, pero que al mismo tiempo incrementan las emisiones de partículas y óxidos de nitrógeno respecto a otro tipo de mecánicas. Aquí te contamos cómo es un motor diésel, por qué gasta menos y por qué produce más contaminantes.

El término diésel no hace referencia al combustible empleado, generalmente gasóleo, sino a su inventor, Diesel, y al hecho de que estos motores de pistón funcionan con un ‘ciclo’ inventado por Diesel, distinto del de los propulsores de gasolina.

Es una clase de motor de combustión interna que utiliza el incremento de temperatura que se produce al comprimir un gas para que el combustible se prenda espontáneamente al inyectarlo en la cámara de combustión.

En un motor de gasolina se prepara una mezcla inflamable de aire y gasolina y, cuando el pistón está completando su carrera ascendente, se prende la mezcla con una chispa generada por la bujía. La mezcla se quema muy deprisa -explota- y empuja al pistón hacia abajo. En un motor diésel, en cambio, se introduce una gran cantidad de aire en el cilindro, y ese aire se comprime entre 14 y 18 veces mediante el pistón. Entonces, cuando el pistón está arriba, se inyecta el combustible que se quema a medida que va entrando en la cámara de combustión. Por supuesto, un motor diésel puede funcionar con otros combustibles, como por ejemplo con gas natural.

¿Cómo funcionan?

Hoy en día en los coches de turismo se usan, como regla general, los motores de cuatro tiempos.

El ciclo de su funcionamiento incluye 4 tiempos:

  1. El tiempo de admisión. Le corresponde el giro del cigüeñal de 0 a 180°. En este tiempo entra el aire en el cilindro a través de la válvula abierta.
  2. Durante este tiempo el cigüeñal gira de 180 a 360°. Bajo la influencia del pistón, el aire que ha entrado en la cámara, se comprime 16-25 veces, y su temperatura se eleva hasta 700–900 °C.
  3. En este tiempo que corresponde a 360–540° del giro del cigüeñal, se realiza la inyección del combustible y su posterior combustión. Las sustancias que se han formado mueven el pistón hacia abajo.
  4. Al girar el cigüeñal 540–720° respecto a la posición de partida, el pistón se mueve hacia arriba y los gases de escape se emiten.

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El combustible en el motor diésel se admite por la bomba de combustible de alta presión. En coches modernos se usan varios tipos de estas bombas:

  • En línea. Tienen la misma cantidad de pares de émbolo que los cilindros en el motor. El émbolo se mueve bajo el influjo del eje de levas conjugado con el cigüeñal del motor, cerrando, abriendo las aberturas de admisión y de escape. Como resultado, se crea una presión que sirve para abrir la válvula impelente, y el combustible se admite al inyector correspondiente. Estas bombas son muy seguras, pero se instalan en general en el transporte de carga; en los coches de turismo los usaban hasta 2000.
  • De distribución. En su construcción se usa uno o dos émbolos, que, al hacer los movimientos giratorios y alternativos, distribuyen el combustible por todos los cilindros. Gracias a esto, la admisión del combustible se realiza de forma más homogénea pero también se reduce la vida útil de las unidades. Por eso las bombas de distribución se instalan, como regla general, en los coches de turismo.
  • Bombas de alta presión. Se usan en los sistemas de admisión de combustible como Common Rail y sirven para la compresión del combustible en las rampas comunes, donde la alta presión se retiene constantemente, independientemente del modo de trabajo del motor. El uso de este sistema permite aumentar el par de torsión del tren motriz al 25% al ralentí y reducir el consumo del combustible al 20%.
  • Las bombas-inyectores. A cada cilindro le corresponde una bomba-inyector que cumple las funciones de compresión e inyección del combustible. El uso de ese sistema permite aumentar la eficiencia de combustible del vehículo y reducir la toxicidad de los gases de escape puesto que el proceso de inyección se realiza en tres etapas. La inyección preliminar proporciona una combustión suave de la mezcla de aire y combustible y la inyección adicional contribuye a la regeneración del filtro de partículas.

¿Por qué un motor diésel gasta menos?

Porque el ciclo diésel es más eficiente que el que emplean los motores de encendido por chispa -comúnmente llamados ‘de gasolina’, pero que pueden usar también gas natural, GLP, metanol o cualquier otro combustible lo bastante volátil como para evaporarse-. La clave es que, en el motor diésel, el combustible se quema a más presión y durante más tiempo. Eso, por hacer una analogía, equivale a una ‘pedalada’ más potente. Es decir, el motor diésel saca más partido de la energía liberada al quemarse el combustible porque, en la cámara de combustión, se alcanzan presiones más altas durante más tiempo.

¿Por qué produce NOx y partículas?

Porque el motor diésel trabaja con exceso de aire, y el aire está compuesto, sobre todo, de oxígeno y nitrógeno. A alta temperatura, el oxígeno y el nitrógeno reaccionan, produciendo NOx. De manera que el ciclo diésel es inherentemente propenso a producir óxidos de nitrógeno. Las partículas se generan porque el diésel es un combustible bastante denso, y tiende a generar carbonilla. Por supuesto, estos efectos ya se están mitigando de muchas formas con la recirculación de gases de escape, rebajando la temperatura en la cámara de combustión, pulverizando mejor el combustible…

Eso sí, estas mecánicas son hoy en día mucho más limpias gracias al empleo de bombas de presión, válvulas EGRfiltros de partículasAdBlue, etc. De hecho, un diésel moderno emite al exterior menos CO2 que un gasolina y, además, limita de manera drástica las partículas que llegan al aire gracias a la tecnología empleada en su sistema de escape.

5 principales ventajas de los motores diésel

  1. Gastan considerablemente menos combustible en comparación con los de gasolina. Por término medio, un 30% menos. Esto se explica por la alta presión en las cámaras de combustión, la construcción del tren motriz, el principio de su funcionamiento y una serie de otros factores. Además, el combustible diésel en la mayoría de los países cuesta mucho menos que la gasolina.
  2. El combustible en los motores diésel se quema conforme vaya admitiendo, gracias a lo que se proporciona un alto par de torsión a bajas vueltas. Esto contribuye a la mejora de las características de tracción y dinámicas, tanto como mejora la controlabilidad del vehículo.
  3. Tienen un alto coeficiente de rendimiento que a veces alcanza el 50%.
  4. Debido a las bujías de incandescencia y la calefacción de los inyectores, los trenes motrices diésel se ponen en marcha sin ninguna dificultad, independientemente de la temperatura del medio ambiente.
  5. Duran casi dos veces más que los trenes motrices de gasolina.

Reglas de uso de motores diésel

  • Para que no aparezca la necesidad de reparar el tren motriz y el sistema de combustible durante mucho tiempo, siga las reglas bastante sencillas:
  • Sustituya a tiempo el filtro de combustible y el filtro separador agua/combustible. Los elementos del motor diésel son muy sensibles a las partículas mecánicas y al agua. Debido a la compleja construcción, el inyector y los elementos de bomba se ensucian muy rápido. Y el azufre, que se contiene en el combustible, al mezclarse con agua, se convierte en el ácido sulfúrico que ejerce una influencia destructiva sobre los componentes de la unidad.
  • Preste atención a la calidad del combustible. Un alto contenido de azufre en el combustible de baja calidad reduce considerablemente la vida útil y la eficiencia del aceite, y asimismo puede llevar a la avería del filtro de partículas.
  • Evite conducir a r.p.m. altas; eso crea una carga muy elevada para el motor.
  • Siempre seleccione el combustible en concordancia con la temperatura del medio ambiente. En la composición del combustible diésel está incluida la parafina que se congela a temperaturas bajas. Por eso en la estación del año fría debe usarse el combustible diésel de invierno, desarrollado para ser usado a la temperatura de -25°C a 0°C, o el combustible diésel ártico que mantiene su viscosidad a temperatura de -35°C a 0°C. Como regla general, los surtidores de combustible llevan indicado el rango de temperaturas de uso.
  • Sea responsable a la hora de seleccionar los aditivos para el combustible diésel. Si el vehículo se usa en un lugar con clima duro, serán óptimas las composiciones que obstaculizan la congelación y el espesamiento del combustible durante las temperaturas bajo 0. Además, hay aditivos que permiten aumentar la potencia y el par de torsión del motor debido a una combustión máximamente eficiente de la mezcla de aire y combustible y, aparte, los productos para la limpieza del motor y del circuito de combustible.
  • Alterne los viajes por la ciudad con los de campo para que el tren motriz pueda funcionar de vez en cuando a vueltas cerca de 2,500. En este modo el hollín que se había formado antes se quema, lo que permite bajar considerablemente el riesgo de coquefacción de los inyectores, el atoro de los anillos de émbolo y la avería del catalizador.
  • No se recomienda apagar el motor turboalimentado justo al parar el vehículo; déjelo en ralentí unos 2–5 minutos para que la temperatura de la turbina baje.
  • Seleccione solamente el aceite que está recomendado por el fabricante automotriz y nunca mezcle los lubricantes de distinta viscosidad.
  • Inicie la marcha suavemente para evitar la destrucción de los cojinetes de deslizamiento en la turbina.

Texto de Autodoc