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El motor diesel es un tipo de motor termico de combustion interna conocido por su principio de funcionamiento basado en la autoignicion del combustible . Este principio se debe a las altas temperaturas generadas por una elevada relacion de compresion , como se rige en el ciclo diesel . Los motores diesel pueden funcionar con diversos combustibles, desde el tradicional diesel hasta aceites pesados derivados del petroleo y, en algunos casos, aceites vegetales , como el aceite de girasol . Es importante destacar que el primer combustible utilizado en este tipo de motor fue el aceite de cacahuate . ^{[ 1 ]} ​

Ademas de su versatilidad en cuanto a combustibles, estos motores destacan por su eficiencia termodinamica. Los modelos mas avanzados pueden alcanzar valores de eficacia termica que oscilan entre el 50 y 60 % . Este alto rendimiento es especialmente notorio en motores de bajas rpm y alto desplazamiento, lo que representa una eficiencia excepcional en comparacion con la mayoria de los motores de combustion interna. Desde su creacion, el motor diesel ha encontrado aplicaciones en una amplia variedad de campos industriales y de transporte.

Historia [ editar ]

Fue inventado en 1893 por el ingeniero aleman Rudolf Diesel , empleado de la firma MAN SE , que por aquellos anos ya estaba en la produccion de motores y vehiculos de carga de rango pesado.

Rudolf Diesel estudiaba los motores de alto rendimiento termico , con el uso de combustibles alternativos en los motores de combustion interna para reemplazar a los viejos motores de vapor que eran poco eficientes, muy pesados y costosos. Su invento le costo muy caro, ya que sufrio un accidente que les provoco lesiones a el y a sus colaboradores, incluso casi le costo la vida a causa de la explosion de uno de sus motores experimentales.

Durante anos, Rudolf Diesel trabajo para poder utilizar otros combustibles diferentes a la gasolina , basados en principios de los motores de compresion sin ignicion por bujia , cuyos origenes se remontan a la maquina de vapor y que poseen una mayor prestacion. Asi fue como en 1897, MAN SE produjo el primer motor conforme a los estudios de Rudolf Diesel, encontrando para su funcionamiento un combustible poco volatil, que por aquellos anos era muy utilizado, el llamado aceite liviano, mas conocido como fueloil , que se utilizaba para alumbrar las lamparas de la calle.

Partes [ editar ]

El motor diesel de cuatro tiempos esta formado basicamente por las siguientes piezas, muchas de las cuales son compartidas con un motor de gasolina :

• Arbol de levas : Controla la apertura y cierre de las valvulas y sincroniza el funcionamiento del motor.
• Culata : Cubre la parte superior del motor y contiene las valvulas y arbol de levas .
• Valvulas : Regulan el flujo de aire y combustible hacia la camara de combustion y la salida de los gases de escape.
• Bloque del motor : La estructura principal del motor que aloja los cilindros y proporciona soporte a otras partes.
• Segmentos : Anillos que sellan los pistones contra la pared del cilindro para evitar perdidas de presion.
• Piston : Se desplaza hacia arriba y hacia abajo en el cilindro , generando energia a partir de la combustion.
• Bielas : Conectan los pistones con el ciguenal , transmitiendo la energia generada por los pistones al ciguenal.
• Ciguenal : Convierte el movimiento lineal de los pistones en un movimiento rotativo que impulsa el vehiculo.
• Volante : Ayuda a suavizar la rotacion del ciguenal y almacena energia cinetica.
• Carter : Contiene el aceite del motor y actua como estructura de soporte.

Ademas de estas piezas comunes, los motores diesel tambien incluyen componentes especificos:

• Bomba inyectora : Suministra combustible al cilindro en el momento adecuado, puede ser de tipo mecanico o electronica.
• Ductos : Canales por los que circula el aire y el combustible dentro del motor.
• Inyectores : Rocian el combustible en la camara de combustion en forma de finas gotas para una mejor ignicion.
• Bomba de transferencia: Transfiere combustible desde el tanque al sistema de inyeccion.
• Toberas : Ayudan a atomizar el combustible antes de la inyeccion.
• Bujia de precalentamiento : Se utilizan en motores diesel para calentar el aire antes de la compresion, especialmente en condiciones frias.
• Filtro de particulas : Ayuda a reducir las emisiones de particulas contaminantes en los motores diesel, especifico para ciclo diesel.

Estas piezas en conjunto permiten que el motor diesel funcione de manera eficiente y proporcione la potencia necesaria para una variedad de aplicaciones, desde automoviles hasta maquinaria industrial.

Principio de funcionamiento [ editar ]

El motor diesel funciona mediante la ignicion o encendido del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presion en una camara de combustion o precamara, en el caso de inyeccion indirecta, que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustion , sin necesidad de chispa como en los motores de gasolina. Este proceso es lo que se llama la autoinflamacion . A continuacion, se detalla el proceso:

1. Compresion : El motor diesel opera en un ciclo de cuatro tiempos, y el proceso comienza con la compresion. El aire es aspirado y comprimido dentro de la camara de combustion a una relacion de compresion muy alta, lo que aumenta significativamente su temperatura.

2. Inyeccion de combustible : En este punto, el combustible diesel se inyecta en la camara de combustion a alta presion desde pequenos orificios en el inyector. Debido a la alta temperatura y presion del aire comprimido, el combustible se atomiza y se mezcla intimamente con el aire.

3. Autoinflamacion : A diferencia de los motores de gasolina que requieren una chispa, en el motor diesel, la mezcla de aire y combustible se inflama debido a la alta temperatura generada por la compresion. Este fenomeno se conoce como autoinflamacion y hace que el combustible se queme de manera espontanea y rapida.

4. Expansion : La combustion genera una gran presion que empuja hacia abajo el piston en el cilindro. A diferencia de los motores de gasolina, la expansion es adiabatica, lo que significa que no se intercambia calor con el entorno. Esto resulta en un movimiento rectilineo del piston.

5. Transmision de energia : La biela conectada al piston transmite este movimiento al ciguenal, que lo convierte en un movimiento de rotacion. Es este movimiento rotativo del ciguenal el que finalmente impulsa el vehiculo.

Para que se produzca la autoinflamacion, es necesario alcanzar la temperatura de inflamacion espontanea del diesel. En condiciones frias, es necesario precalentar el diesel o utilizar combustibles mas pesados que los empleados en los motores de gasolina, con una fraccion de destilacion del petroleo que varia entre 220 a 350 °C (428 a 662 °F) y que se denomina diesel.

Este principio de funcionamiento permite que los motores diesel sean altamente eficientes y adecuados para una variedad de aplicaciones, desde automoviles hasta maquinaria industrial.

Operacion en buques [ editar ]

Asi empieza en los buques: antes de la puesta en marcha de un motor diesel principal es necesaria una inspeccion de los circuitos de refrigeracion y lubricacion y controlar sus niveles. Antes de su puesta en marcha, se debe poner en funcionamiento un generador electrico . 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 de las camisas. Debe precalentarse el combustible en caso de que este sea viscoso, debido a que hay motores donde esto no es necesario porque el fueloil circula permanentemente con un sistema de calentamiento constante, que puede incluir desde precalentadores hasta recubrimiento calefaccionado de las tuberias de alta presion de inyeccion. Y una vez que se han eliminado todos los bloqueos, poner en funcionamiento el motor acorde a lo indicado por el puente de mando, el cual indicara mediante el telegrafo cual es la velocidad deseada.

Ventajas y desventajas [ editar ]

Ventajas [ editar ]

• Eficiencia en el consumo de combustible: Los motores diesel destacan por su eficiencia en el consumo de combustible en comparacion con sus homologos de ciclo Otto , ademas de un mayor rendimiento termico.

• Mayor torque: Los motores diesel ofrecen un mayor torque que un motor homologo de ciclo Otto, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta carga.

• Durabilidad y confiabilidad mecanica: Los motores diesel son conocidos por su fiabilidad mecanica debido a su construccion robusta y su capacidad para funcionar a bajas revoluciones.

• Flexibilidad en el uso de combustibles: Los motores diesel tienen la capacidad de utilizar combustibles alternativos, como biocombustibles y aceites vegetales, lo que los hace mas versatiles y sostenibles desde el punto de vista ambiental.

• Mayor capacidad de carga: Permiten un uso con mayor carga que un motor Otto homologo con el mismo nivel de estres mecanico.

Desventajas [ editar ]

• Costo de fabricacion: Los motores diesel suelen tener un mayor costo de fabricacion debido a su construccion mas robusta y a los sistemas de inyeccion de alta presion.

• Complejidad en el tratamiento de emisiones: Cumplir con las regulaciones de emisiones puede ser mas complejo en los motores diesel debido a la necesidad de sistemas avanzados de tratamiento de gases de escape, lo que puede aumentar los costos de mantenimiento.

• Emisiones de particulas: Los motores diesel tienden a producir mas particulas finas que pueden ser perjudiciales para la salud humana. Estas particulas pueden contribuir a problemas respiratorios y de calidad del aire.

• Mayor peso: Debido a su construccion mas robusta y los componentes adicionales necesarios, los motores diesel suelen ser mas pesados que los motores de gasolina, lo que puede afectar al peso total del vehiculo y su eficiencia en terminos de rendimiento y consumo de combustible.

• Mayor sonoridad: En comparacion con los motores de gasolina, los motores diesel tienden a ser mas ruidosos, lo que puede afectar al confort acustico en vehiculos y entornos urbanos.

En la decada de 2010, surgieron criticas hacia los motores diesel debido a su asociacion con un aumento en las emisiones de particulas y oxidos de nitrogeno en areas urbanas. Esta preocupacion llevo a la prohibicion de vehiculos diesel en ciudades como Oslo y Paris a partir de 2020. Munich y Madrid tambien han propuesto eliminar gradualmente los motores diesel para 2025. A pesar de estas medidas, algunos fabricantes, como Mercedes-Benz , han desarrollado motores diesel muy limpios, incluso emitiendo 0 gramos de NOx , y estudios recientes indican que los motores diesel Euro 6 pueden ser mas limpios que los de gasolina de inyeccion directa . La industria tambien esta explorando tecnologias de ultima generacion, como las de Bosch , para reducir aun mas las emisiones de oxidos de nitrogeno en los motores diesel.

Aplicaciones [ editar ]

• Maquinaria pesada o agricola de cuatro tiempos, camiones de carga, autobuses de corta y larga distancia y algunas furgonetas / furgones .
• Automoviles de turismo y de carreras .
• Ferrocarriles 2T.
• Motor diesel marino de cuatro tiempos hasta una cierta potencia; a partir de ahi, dos tiempos.
• Vehiculos de tractor oruga .
• Grupos generadores de energia electrica , tales como: centrales electricas y de emergencia.
• Accionamiento industrial, tales como: motobombas, compresores , motores estacionarios , entre otros, especialmente de emergencia.
• Motor de combustion interna alternativo , principalmente en aviones pequenos para uso privado, en lugar de motores con AVGAS.

Vease tambien [ editar ]

• Biodiesel
• Hidrobiodiesel
• Biocarburantes
• Motor de mezcla pobre
• Motor Wankel
• Motor Stirling
• Dieselpunk

Referencias [ editar ]

Enlaces externos [ editar ]

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