jueves, 1 de diciembre de 2011

funcionamiento de sistema de motor diesel

LOS SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN EN LOS MOTORES DIESEL
En los motores diesel la alimentación se realiza introduciendo por separado, en el interior de los cilindros, el aire que en el tiempo de compresión alcanza los 600º C, y el combustible que se inyecta a alta presión, los cuales se mezclan en el interior de la cámara de combustión, donde se produce la combustión de esta mezcla.
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Generalmente, en el colector de admisión, no hay válvula de mariposa que regule la cantidad de aire en la admisión.
Mediante el pedal del acelerador que activa la bomba de inyección se dosifica la cantidad de combustible que se inyecta en el tercer tiempo, momento en el cual se inflama la mezcla, produciéndose trabajo.
Los factores que influyen sobre la combustión son los siguientes:
o Un buen llenado de aire.
o Buena pulverización del combustible.
o Buen reparto del combustible en el aire.
o Control de la presión.
o Duración de la combustión.
Sistemas de combustión
Las primeras gotas de gasoil que entran en la cámara de compresión donde ya se encuentra el aire comprimido y a elevada temperatura, tardan un tiempo en empezar a quemarse, tiempo necesario para adquirir su temperatura de combustión.
Este tiempo, llamado “retraso en la iniciación de la combustión”, se ha intentado reducir al mínimo por distintos procedimientos. Por una parte, pulverizando lo más posible el gas-oil, para que las partículas tengan poco volumen en proporción a la superficie que presentan al aire para recibir el calor. Por otra parte, dotar al aire de un movimiento (turbulencia) para que atraviese el chorro de gasoil en la inyección y, por lo tanto, no sea el gasoil el que enfríe el aire que le rodea.
Estos procedimientos son los que han hecho aparecer los distintos sistemas de combustión en los motores diesel.
En el motor diesel la forma de las cámaras de combustión o la de la cabeza del pistón, son diseñadas para favorecer la combustión, mejorar así el rendimiento y la potencia. En efecto, existen dos tipos de sistemas de inyección:
o Inyección directa.
o Inyección indirecta.
• Inyección directa
El gas-oil se inyecta sobre la cabeza del pistón ( por ser la parte más caliente), a una presión de 150 a 300 atmósferas, para conseguir su pulverización. El aire al final de la compresión tiene una presión de unos 40 bares o kg/cm2.
La turbulencia del aire se consigue por la forma de la cabeza del pistón, en la que lleva una concavidad toroidal , o esférica que hace que la expansión sea regular, mejorando el rendimiento del motor y además hace que el combustible no se pueda diluir en el aceite de engrase ni provocar su escurrimiento en el cilindro.
La formación del torbellino de aire se facilita en ocasiones por un deflector que lleva en la válvula de admisión , que orienta el aire hacia los bordes de la concavidad existente en la cabeza del pistón.
Este sistema tiene dos ventajas principales: ser el más económico en consumo de combustible, y de fácil arranque, no necesitando bujía de calentamiento para calentar el aire generalmente. La pequeña superficie de la culata no permite que se irradie mucho calor, consiguiéndose un buen arranque. La relación de compresión es baja de 18 a 1. La cámara de combustión es sencilla.
Como inconveniente se puede citar el ser más ruidoso y requerir gran presión de inyección, lo que implica un buen sistema de inyección, y como utiliza un inyector con orificios (0,2 mm. de diámetro), éstos se obstruyen con relativa facilidad.
• Inyección indirecta
En este tipo de motor la inyección no se realiza directamente en la cámara de combustión o en la cámara del pistón. Existen tres tipos de inyección indirecta, que reciben distintas denominaciones:
o Sistema de cámara de precombustión o antecámara
o Sistema de cámara de turbulencia o cámara auxiliar o separada.
o Sistema con cámara de reserva de aire o acumulador.
Sistema de precombustión o antecámara
Este sistema lleva en la culata una antecámara que se comunica con la de combustión por unos orificios muy finos (pulverizador).
El inyector tiene un solo orificio y desemboca en la cámara de precombustión, que representa aproximadamente 1/3 del volumen de la cámara total. Debe utilizar dispositivo de arranque en frío, generalmente bujía de caldeo .
El aire comprimido se aloja en la antecámara, donde se inyecta el gasoil a una presión de 80 a 120 atmósferas. Al contacto con el aire caliente y en movimiento, inicia su combustión; la expansión de los gases producidos expulsa el resto de combustible sin quemar, a través del pulverizador, a la cámara de combustión, donde termina de quemarse y finaliza la fase del ciclo.
Este sistema es menos económico que el de inyección directa en consumo de gasoil. El arranque es más difícil, pues al existir más superficie, el aire comprimido pierde calor, necesitándose para facilitar el arranque el empleo de bujías de incandescencia (caldeo) y una relación de compresión medio-alta de 20 a 1.
Como ventajas presentan: menor ruido, menor presión de inyección, disponer de inyector de agujero único de difícil obstrucción y menor desgaste de los órganos mecánicos por tener menor presión en la cámara de combustión.
Sistema con cámara de turbulencia, combustión separada o de cámara auxiliar
Este sistema evita parte de los inconvenientes de la inyección directa. La cámara de turbulencia está alojada normalmente en la culata, aunque a veces lo está en el bloque del motor. Es una variante del sistema de precombustión.
En la cámara de turbulencia se aloja casi todo el aire acumulado en el cilindro durante la admisión. Esta cámara se comunica con el cilindro por un orificio amplio y de forma tal que imprime al aire, al entrar, un fuerte movimiento de torbellino, favorecido por la forma un poco cóncava de la cabeza del pistón.
La inyección se realiza en la cámara auxiliar o de turbulencia donde se quema en su totalidad. Los gases salen ardiendo, pasan violentamente al cilindro (cabeza del pistón). La fuerte detonación producida queda frenada en la cámara auxiliar y a lo largo del tubo de comunicación con el cilindro, llegando muy disminuido a la cabeza del pistón.
La cámara de turbulencia representa aproximadamente los 2/3 del volumen total de la cámara y está situada en una parte no refrigerada (normalmente en la culata). El inyector que se utiliza es de aguja o tetón.
Las ventajas e inconvenientes de este sistema son similares al de precombustión.
Las ventajas se deben a:
o La pequeña presión de inyección (aproximadamente 100 bares).
o El menor consumo que en el sistema con cámara de precombustión.
o La marcha suave (poca tendencia al golpeo o traqueteo).
Los inconvenientes son:
o Un mayor consumo de combustible que en los sistemas de inyección directa.
o Necesitar un dispositivo de arranque en frío (generalmente bujías de precalentamiento).
o Necesitar una relación de compresión alta.
Sistema con cámara de reserva o acumulador de aire