motor diésel

Un motor diésel es un motor de pistón que enciende el combustible a través del calor generado por la compresión del aire solo, sin bujías. A medida que el pistón sube en la carrera de compresión, el aire en el cilindro se comprime a presiones entre 400 y 900 psi, elevando su temperatura a 800, 900°F. En el pico de compresión, los inyectores de combustible rocían una fina niebla de diésel en este aire sobrecalentado, y la combustión comienza inmediatamente. Este principio de ignición por compresión difiere fundamentalmente de los motores de gasolina, que dependen de las bujías para detonar una mezcla premezclada de combustible y aire.

El ciclo diésel, llamado así por Rudolf Diesel, quien lo patentó en 1892, opera en una trayectoria termodinámica diferente al ciclo Otto utilizado en los motores de gasolina. En un diésel, la carrera de expansión después de la ignición ocurre a una presión más baja en relación con un motor de gasolina del mismo desplazamiento, por lo que los diésel funcionan con relaciones de compresión más altas (típicamente de 14:1 a 25:1) sin golpeteo. Esta ventaja de eficiencia se traduce en un mejor ahorro de combustible: los motores diésel convierten aproximadamente el 35, 45% de la energía del combustible en trabajo mecánico, en comparación con el 25, 30% para motores de gasolina comparables. La eficiencia térmica mejora a carga parcial, lo que hace que los diésel sean especialmente económicos para operaciones sostenidas de potencia moderada.

Los motores diésel vienen en dos configuraciones principales: aspirados naturalmente y turboalimentados. Un diésel aspirado naturalmente aspira aire ambiente a través de su válvula de admisión, mientras que un diésel turboalimentado utiliza los gases de escape para hacer girar una turbina que fuerza más aire al cilindro. La turboalimentación aumenta significativamente la potencia y la eficiencia. El desplazamiento varía desde menos de 1 litro en unidades industriales compactas hasta más de 60 litros en plantas de energía marinas y estacionarias. Los diésel de camiones pesados suelen estar entre 6 y 15 litros; las unidades portátiles pequeñas pueden ser de 0,3 litros o menos.

Problemas comunes y desgaste

Los motores diésel toleran mejor el funcionamiento a baja velocidad y carga continua que sus contrapartes de gasolina, por lo que dominan el transporte de carga y la generación de energía estacionaria. Sin embargo, son propensos a dificultades de arranque en frío porque el calentamiento por compresión del aire es menos efectivo a bajas temperaturas ambiente; esto se aborda con bujías incandescentes o calentadores de bloque. El desgaste de los inyectores de combustible, la acumulación de carbono en la culata y la contaminación del combustible (agua o suciedad en el tanque) son preocupaciones frecuentes de mantenimiento. El mayor índice de cetano (calidad de ignición) y la menor volatilidad del combustible diésel en comparación con la gasolina requieren un almacenamiento y acondicionamiento adecuados en climas exigentes.

En aplicaciones modernas, los motores diésel impulsan camiones de carga, excavadoras, generadores, barcos pequeños y maquinaria agrícola. Las regulaciones de emisiones más estrictas han impulsado la adopción de sistemas de postratamiento de escape, incluidos los filtros de partículas diésel y la reducción catalítica selectiva, lo que añade complejidad y costo. A pesar de esto, los diésel siguen siendo el estándar para aplicaciones que exigen largos intervalos de servicio, alto par a bajas rpm y eficiencia de combustible donde el tiempo de funcionamiento es prolongado. La durabilidad del motor, muchas unidades comerciales superan los 400.000 millas antes de una revisión importante, respalda su papel en flotas industriales y de transporte de alta utilización.