Motores Diésel: Funcionamiento y Componentes Clave

Cruce de Válvulas

Los ángulos en los que permanecen abiertas las válvulas simultáneamente determinan el valor del cruce. Este valor depende de las características del motor, pero sobre todo del número de RPM al que desarrolla su máxima potencia. A medida que aumenta el número de RPM del motor, el tiempo disponible para realizar el intercambio de gases es menor, por lo que se hace necesario aumentar los ángulos de apertura de las válvulas. En los motores rápidos de alto rendimiento, se dispone un amplio ángulo de cruce de válvulas con el fin de proporcionar el tiempo suficiente para un buen llenado a altas revoluciones.

Características del Motor Diésel

En la admisión se introduce solamente aire, que se mezcla con el combustible dentro del cilindro. Dispone de un sistema de inyección que introduce el combustible pulverizado en la cámara de combustión. La inflamación se obtiene por el contacto con el aire, que ha adquirido una alta temperatura debido a la fuerte compresión.

Combustible Diésel

Tiene una densidad de 0,81 a 0,85 Kg/l a 15ºC y un poder calorífico de unos 42.000 Kj/Kg. Su facilidad de inflamación se mide por el índice de cetanos: cuanto mayor es este, menor será la temperatura necesaria para inflamarlo. La viscosidad de este combustible aumenta con las bajas temperaturas. Cuando se superan los -25ºC, presenta dificultades a su paso por filtros y conductos del sistema de inyección, haciendo muy difícil el arranque en frío.

Formación de la Mezcla

Debido al poco tiempo disponible para formar la mezcla, es preciso que el aire comprimido tenga una cierta temperatura para facilitar la gasificación del combustible. Además, requiere una gran turbulencia para que se mezcle con la mayor cantidad posible de aire. No es necesario mantener una proporción estricta en la mezcla, sino que se precisa una mezcla rica en aire para lograr una combustión completa.

Encendido

El combustible se inyecta al final de la compresión y se enciende porque el aire comprimido está a una temperatura suficientemente alta como para provocar el inicio de la combustión, siendo superior a 500ºC. El encendido se produce antes de que el pistón llegue al Punto Muerto Superior (PMS), desde el comienzo de la inyección hasta que empieza a inflamarse el combustible ya mezclado con el aire. Con un motor con cámaras auxiliares, son necesarias bujías de calentamiento para facilitar el arranque en frío.

Carga del Cilindro

El llenado del cilindro de aire debe ser siempre el máximo posible, ya que el exceso de aire facilita una combustión completa. No existe mariposa de gases y el colector de admisión no presenta ninguna estrangulación en el paso de aire. La regulación de la carga del motor se consigue variando la cantidad de combustible inyectado mediante el pedal del acelerador.

Sobrealimentación

El motor diésel hace un uso muy extendido de la sobrealimentación, ya que mejora el rendimiento y aumenta la potencia manteniendo la misma cilindrada. Consiste en forzar la entrada de aire al cilindro y, por consiguiente, es posible quemar más combustible en cada carga.

El Turbocompresor

Es el sistema más utilizado de sobrealimentación en los motores diésel de 4 tiempos. Este dispositivo aprovecha la velocidad de salida de los gases de escape para hacer girar una turbina acoplada en el extremo de un eje. En el otro extremo se monta el compresor centrífugo, que eleva la presión del aire en el conducto de admisión. Para hacer girar el compresor se utiliza la energía residual de los gases de escape. La presión obtenida varía con el régimen del motor, de tal forma que el turbo no empieza a soplar hasta superar un determinado número de RPM.