Motores diesel y aplicaciones.

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Anexos 11

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INTRODUCCIÓN

El motor de combustión interna es una máquina térmica en la cual se obtiene trabajo mediante la combustión de una determinada cantidad de combustible en el interior de sus cilindros. Un motor diesel es una máquina de combustión interna que usa combustible inyectado de forma pulverizada dentro de los cilindros, los cuales contienen aire comprimido a una presión y temperatura relativamente altas. La temperatura del aire debe ser lo suficientemente alta como para permitir la ignición de las partículas del combustible inyectado. Ningún otro medio es empleado para producir la ignición. Debido al método de ignición usado, los motores diesel son a menudo llamados motores de ignición por compresión. Esto los diferencia de los demás motores de combustión interna llamados motores de ignición por chispa. Estos últimos motores emplean la gasolina como combustible y la mezcla de aire y gasolina entra en ignición mediante el uso de la chispa eléctrica.

A continuación se detallaran los aspectos más relevantes sobre el tema en estudio como son: concepto de motores diésel, constitución, funcionamiento, ventajas y desventajas, aplicaciones y empleo.

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Motor diésel. Concepto

El motor diésel es un motor térmico que tiene alternativa que se produce por el autoencendido del combustible debido a altas temperaturas derivadas de la compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del ciclo del diésel. Se diferencia del motor de gasolina en usar gasóleo como combustible. Ha sido uno de los más utilizados desde su creación.

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Fig. 1: Bomba inyectora en línea.

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Fig. 2: Bomba inyectora rotativa.

El motor diésel fue inventado en el año 1893, por el ingeniero alemán Rudolf Diésel, empleado de la firma MAN, que por aquellos años ya estaba en la producción de motores y vehículos de carga rango pesado.

Rudolf Diesel estudiaba los motores de alto rendimiento térmico, con el uso de combustibles alternativos en los motores de combustión interna. Su invento le costó muy caro, por culpa de un accidente que le provocó lesiones a él y a sus colaboradores y que casi le costó la vida a causa de la explosión de uno de sus motores experimentales.

Durante años Diesel trabajó 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 máquina de vapor y que poseen una mayor prestación. Así fue como a finales del siglo XIX, 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, más conocido como fuel oíl que se utilizaba para alumbrar las lámparas de la calle..

Constitución

El motor diésel de cuatro tiempos está formado básicamente por las siguientes mismas piezas que un motor de gasolina, algunas de las cuales son:

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

- Bomba inyectora

- Ductos

- Inyectores

- Bomba de transferencia

- Toberas

- Bujías de Precalentamiento o calentadores

Principio de funcionamiento

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Fig. 3: Bomba de inyección diésel de Citroën.

Un motor diésel funciona mediante la ignición (encendido) del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presión en una cámara (o pre cámara, en el caso de inyección indirecta) de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de auto combustión, sin necesidad de chispa como en los motores de gasolina. Este proceso es lo que se llama la auto inflamación.

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

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Fig. 4: Inyector común rail de mando electrohidráulico.

Esta expansión, a diferencia del motor de gasolina es adiabática generando un movimiento rectilíneo a través de la carrera del pistón. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, 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 auto inflamación es necesario alcanzar la temperatura de inflamación espontánea del gasóleo. En frío es necesario pre-calentar el gasóleo o emplear combustibles más pesados que los empleados en el motor de gasolina, empleándose la fracción de destilación del petróleo fluctuando entre los 220 °C y 350 °C, que recibe la denominación de gasóleo o gasoil en inglés.

Conducción de plantas Diésel en buques

Así empieza en buques, antes de la puesta en marcha de un motor Diesel principal es necesaria una inspección de los circuitos de refrigeración y lubricación, y controlar sus niveles. Antes de su puesta en marcha se debe poner en funcionamiento un generador. Limpiar los filtros de toma de agua de mar, de combustible y de aceite. Se debe hacer funcionar el virador con los grifos abiertos para purgar los cilindros, y verificar el nivel de agua