E. motores diapositivas 03. el motor diesel de cuatro tiempos reducido
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J.H.G. MOTORES El Motor Diesel de cuatro tiempos. 1 CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL Es un motor térmico de combustión interna que funciona siguiendo el ciclo diesel. En la admisión solo se introduce aire. Dispone de un sistema de inyección que introduce el combustible pulverizado en la cámara de combustión. La inflamación se obtiene por contacto con el aire, que ha adquirido una alta temperatura debido a la alta compresión. Ciclo de funcionamiento: Admisión de aire puro. Compresión del aire. Inyección del combustible, combustión y expansión de la mezcla . Escape de los gases quemados. El ciclo se completa cada dos vueltas del cigüeñal (720º).
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J.H.G. MOTORES
El Motor Diesel de cuatro tiempos.
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CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL
Es un motor térmico de combustión interna que funcionasiguiendo el ciclo diesel.
En la admisión solo se introduce aire.
Dispone de un sistema de inyección que introduce elcombustible pulverizado en la cámara de combustión.
La inflamación se obtiene por contacto con el aire, que haadquirido una alta temperatura debido a la alta compresión.
Ciclo de funcionamiento:Admisión de aire puro.Compresión del aire.Inyección del combustible, combustión y expansión de lamezcla .Escape de los gases quemados.
El ciclo se completa cada dos vueltas del cigüeñal (720º).
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CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL
Combustible
Se usa generalmente el gasóleo. Actualmente también seemplea el biodiesel (que se obtiene de diferentes aceitesvegetales)
Posee un alto poder calorífico (Aprox. 10.000 Kcal por cadakg.).
Presenta problemas con su viscosidad (paso por filtros yconductos del sistema de inyección), cuando alcanza bajastemperaturas (- 25ºC).
Debe estar exento de agua e impurezas para proteger elsistema de inyección.
El índice de cetano define la facilidad de inflamación (cuantomayor es este, menor será la temperatura necesaria parainflamarlo).
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CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL
Formación de la mezcla
El aire se mezcla con elcombustible en el interiordel cilindro al final de lacompresión.
Debido al poco tiempo disponible para formar la mezcla, elaire comprimido debe tener:Una alta temperatura para facilitar la gasificación delcombustible.
Una gran turbulencia para que se mezcle con la mayor cantidadde aire posible
El sistema de inyecciónproporciona la presiónnecesaria para que elinyector introduzca elcombustible, finamentepulverizado, en la cámarade combustión.
Motores de
inyección
directa.
Motores con
cámara auxiliar
o de inyección
indirecta
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CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL
Encendido
El combustible es inyectado al final de la compresión y seenciende porque el aire comprimido está a una temperaturasuficientemente alta como para provocar el inicio de lacombustión (superior a 500 ºC).
En los motores con cámara auxiliar son necesarias bujías decalentamiento para facilitar el arranque en frío.
El encendido se produce antes de que el pistón llegue al PMS.(compensa el tiempo que tarda en inflamarse el combustible).
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CARACTERISTICAS DEL MOTOR DIESEL
Carga del cilindro
No dispone de mariposa de gases.
La regulación de la carga del motor se consigue variando la
cantidad de combustible inyectado mediante el pedal del
acelerador, que actúa sobre el elemento dosificador de la
bomba de inyección.
El llenado de aire ha de ser siempre el máximo posible, ya queel exceso de aire facilita una combustión completa.
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CONSTITUCIÓN DEL MOTOR DIESEL
La estructura básica es similar a la del motor Otto.
Los elementos constructivos presentan unas característicasadaptadas a las duras condiciones de trabajo (altas presiones ytemperaturas en la compresión y en la combustión). Sus piezasson por tanto mas robustas y de ajustes mas precisos.
Las principales diferencias con respecto al motor Otto seencuentran en el sistema de inyección y en la forma de lascámaras de combustión.
Es mas pesado.
Tiene un mayor coste de fabricación.
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CICLO DE TRABAJO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS
Ciclo teórico
Se abre la válvula de admisión.
El vacío que provoca es
ocupado por el aire que entra.
El pistón desciende hasta el
PMI.
Cuando el pistón comienza a
subir hacia el PMS., la válvula
de admisión se cierra.
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CICLO DE TRABAJO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS
Ciclo teórico
Las válvulas están cerradas.
Esta elevada compresión, permite
obtener una elevada temperatura
del aire (600-650ºC), siendo capaz
de inflamar el combustible.
El pistón sube y eleva latemperatura del aire según larelación de compresión (entre 14 y22 veces el volumen de la cámarade combustión).
Al final de la compresión seproduce la inyección, con unadelanto con respecto al PMS.
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CICLO DE TRABAJO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS
Ciclo teórico
El combustible se quemamientras dura la inyección,elevando la temperatura y lapresión.
El combustible se inyectafinamente pulverizado, se mezclacon el aire y se inflama con ciertoretraso (tiempo que tarda engasificarse y adquirir la suficientetemperatura).
El pistón es empujado hacia elPMI y se produce la expansiónde los gases.
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CICLO DE TRABAJO DEL MOTOR DIESEL DE CUATRO TIEMPOS
Ciclo teórico
La válvula de escape se abreantes de que el pistón llegue alPMI, en su carrera de expansión.
El resto de gases son barridospor el pistón en su ascenso.
La presión que existe dentro delcilindro residual expulsa losgases quemados, bajando lapresión rápidamente.
La válvula de escape se cierradespués de pasar el PMS., con elfin de evacuar los residuos de lacombustión con la mayoreficacia.
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COMPRESIÓN Y COMBUSTIÓN
Compresión
El combustible se inflama por autoencendido (contacto con el
aire caliente), lo que requiere un alto grado de comprensión
para elevar la temperatura del aire por encima de 500 ºC.
Esto se consigue con relaciones de
compresión altas.
Inyección directa entre 16/1 y
19/1.
Cámara auxiliar entre 20/1 y 23/1.
Las presiones alcanzadas al final de
la compresión oscilan entre 30 y 60
bares dependiendo del tipo de
motor.
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COMPRESIÓN Y COMBUSTIÓN
Combustión
El combustible es inyectado en la cámara de combustión,
donde la presión y temperatura son muy altas, pero no se
inflama instantáneamente, sino que antes tiene que mezclarse
con el aire y adquirir la temperatura suficiente.
Las condiciones necesarias para
conseguir una combustión completa
son:Alta temperatura al final de la
compresión.
Gran turbulencia en el aire comprimido.
Buena pulverización del combustible
inyectado.
Suficiente oxigeno para quemar todo el
combustible inyectado.
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INTERCAMBIO DE GASES
Igual que los motores Otto, losDiesel disponen de cotas dedistribución con el fin demejorar el llenado de loscilindros y la evacuación de losgases residuales de lacombustión.
Es muy similar al del motorOtto, aunque el AAA y el RCEpueden tener unos ángulosmayores (mayor cruce deválvulas).
Los motores Diesel rápidos sobrealimentados tienen menoresángulos en el AAA y el RCE debido a que la entrada de aire enel cilindro es forzada y la inercia del gas en estos casos tienemenos importancia para el llenado.
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SOBREALIMENTACIÓN
Cada vez esta mas extendida ya que mejora el rendimiento yaumenta la potencia manteniendo la misma cilindrada elempleo de la sobrealimentación
Este método consiste en forzarla entrada de aire en el cilindro,para lo cual se monta undispositivo (turbocompresor) enel conducto de admisión quecomprime el aire antes deintroducirlo, con lo que se lograaumentar la masa de aireadmitida para un mismovolumen, y por consiguientepuede aumentarse la cantidadque de combustible que esposible quemar en cada ciclo.
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COMPARACIÓN ENTRE MOTORES DIESEL Y OTTO
La constitución de ambos motores es muy similar.
Como consecuencia:El motor Otto dispone de un sistema de encendidoelectrónico.El motor Diesel dispone de un sistema de inyección decombustible.
Las diferencias mas significativas se encuentran en la forma enque se desarrolla el ciclo de funcionamiento:
Formación de la mezcla.El encendido.La combustión.
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TIPOS DE MOTORES DIESEL DE CUATRO TIEMPOS
Diesel lento de inyección directa:Tienen aplicación en vehículos industriales.Son apreciados por su reducido consumo de combustible.Su cilindrada oscila entre 3000 y 18000 cm³.Tienen volúmenes unitarios de hasta 2 litros por cilindro.Giran entre 900 y 2.500 rpm.
Diesel rápido de inyección directa:Tienen aplicación en vehículos de turismo.Son apreciados por su reducido consumo de combustible con respecto alos Diesel de inyección indirecta.Su cilindrada puede llegar hasta los 3500 cm³.Tienen volúmenes unitarios de 0.4 a 0.6 litros por cilindro.Pueden superar las 4500 y entregan su par máximo entre 1800 y 2500rpm.
Diesel rápido de inyección indirecta:Tiene aplicación en turismos y en vehículos industriales ligerosTienen un funcionamiento suave y con bajo nivel sonoro.Su consumo especifico de combustible es alto.Están siendo sustituidos por los diesel rápidos de inyección directadebido a que estos ofrecen mayor rendimiento, menor consumo y sonmenos contaminantes.
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COMPARACIÓN ENTRE MOTORES DIESEL Y OTTO
Diferencias de funcionamiento
Motor Diesel.
Admisión de la máximacantidad de aire.
Grado de compresión alto(14-22/1), alcanzandopresiones de unos 40 bar.
Elevada temperatura al finalde la compresión (500-600ºC).
Inyección de combustible encantidad dosificada.
Combustión relativamentelenta (20º-40º de giro decigüeñal).
Presión de combustiónmáxima entre 70 y 90 bar.
Preparación de la mezcla, endeterminada proporción,fuera del cilindro.
La cantidad de mezclaadmitida se regula en laadmisión.
Grado de compresión bajo(8-11/1 ), con presiones deentre 13 a 15 bar.
Encendido de la mezclamediante una chispa eléctrica.
La combustión es rápida. Presión de combustión
máxima entre 30 y 40 bar.
Motor Otto.
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COMPARACIÓN ENTRE MOTORES DIESEL Y OTTO
Ventajas e inconvenientes del motor Diesel respecto al motor
Otto.
Ventajas.
Mayor rendimiento térmicodebido a que trabaja contemperaturas más elevadas.
Menor consumo, puesto quese aprovecha mejor la energíadel combustible.
Menos contaminante, ya quela combustión es máscompleta.
Mayor duración con menorcoste de mantenimiento.
Mayor peso, más ruidoso yfuncionamiento más brusco.
Más caro, por la mejorcalidad y ajustes defabricación.
Se adapta peor a loscambios de régimen
El arranque en frío presentamas dificultades.
Inconvenientes.
