Motor diésel, funcionamiento y compresión

El motor diésel es diferente al motor de gasolina, ambos motores son de cuatro tiempos y tienen componentes similares, la gran diferencia se encuentra en las propiedades y características de los combustibles que los hacen funcionar. La particularidad que diferencia a los motores diésel de los de gasolina es la forma de quemar el combustible, lo que el motor diésel hace por autoencendido, es decir, no requiere un sistema que produzca una chispa para provocar el encendido de una mezcla de aire combustible.

Mientras el motor de ciclo Otto, gasolina enciende la mezcla mediante una chispa, en el motor de ciclo diésel  el encendido se logra por la temperatura elevada producto de la compresión del aire en el interior del cilindro. En este artículo explicaremos las nociones principales sobre los motores diésel.

Funcionamiento

El motor diésel funciona mediante la ignición de la mezcla aire/gas sin generación de chispa. Mediante el proceso de compresión se calienta el aire aspirado en los cilindros a una temperatura de entre 700 y 900 ºC aproximadamente, lo cual provoca un encendido automático al inyectar combustible, en la parte superior de la cámara de compresión a gran presión.  De forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión. Como resultado, la mezcla se quema muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia abajo. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento lineal del pistón en un movimiento de rotación. Un motor diésel necesita una mayor compresión (relación de compresión 20-24:1) y una estructura más estable que el motor de gasolina. Para alcanzar la temperatura necesaria incluso en condiciones de funcionamiento adversas (arranque en frío o helada), deberá aplicarse más calor a la cámara de combustión.

Encendido

Para lograr el encendido en un motor diésel no se produce la chispa que enciende la mezcla como en los motores gasolina. La ignición en los motores diésel se produce cuando se inyecta el combustible a muy alta presión, a través de unos orificios muy pequeños, que se pulverizan al contacto con el aire en la cámara, que también se encuentra a muy alta presión y por ende a muy alta temperatura. Como resultado se genera la auto ignición, sin necesidad de que se presente una chispa. Para que se produzca la auto inflamación es necesario emplear combustibles más pesados que los empleados en el motor de gasolina, empleándose la fracción de destilación del petróleo comprendida entre los 220 y 350°C, que recibe la denominación de gasóleo diésel o ACPM.

El movimiento

El movimiento del motor diésel, debido a este auto ignición, produce la expansión del gas de la cámara de combustible, esto, a su vez, provoca que el pistón descienda. Dando lugar al movimiento de la biela, a través de la cual se transmite el movimiento al cigüeñal, lo que transforma el movimiento rectilíneo del pistón, en el movimiento rotativo del cigüeñal.

Tiempos del ciclo diésel

Admisión

En la carrera de admisión el pistón desciende hasta PMI manteniendo la válvula de admisión abierta. En la entrada de aire fresco no hay ninguna mariposa y el llenado es siempre total en cualquier condición de carga.

Compresión

Cuando el pistón alcanza el PMI la válvula de admisión se cierra. El pistón completa su recorrido hasta PMS con las dos válvulas cerradas comprimiendo el aire que hay dentro del cilindro y elevando su temperatura hasta 400-600 grados.

Combustión

Poco antes de llegar a PMS comienza el inyector a soltar combustible finamente pulverizado dentro de la cámara de combustión. El combustible se inflama de forma casi inmediata al entrar en contacto con el aire. La cantidad inyectada varía en función del tiempo y la presión de inyección.

Escape

La presión generada por la temperatura de la combustión impulsa el pistón hacia abajo con notable fuerza (más fuerza=más par motor). Parte de la energía cedida por la combustión se aprovecha para devolver el pistón al PMS aprovechando la inercia y barriendo los gases quemados.

¿El motor diésel tiene Bujías?

En los motores diésel existen bujías, pero tienen una función diferente al que tienen las bujías en un motor a gasolina. Las bujías de los motores diésel que integran bujías en su funcionamiento, son bujías de calentamiento, se encargan de elevar la temperatura de las cámaras de combustión de cada cilindro, antes del arranque y también las mantiene de esta forma durante el arranque.

Sin embargo, en los motores diésel más nuevos no es necesario este precalentamiento, de modo que las bujías sólo cumplen una labor de calentamiento a posteriori, contribuyendo a la reducción de contaminación medioambiental al ayudar a no generar humo negro.

¿Cuál es la presión de compresión de un motor diésel?

La compresión típica de un motor diésel puede oscilar entre 275 psi (19 bar) y 495 psi (34 bar) dependiendo de la relación de compresión del motor. Esta presión suele ser ligeramente inferior en los vehículos de inyección indirecta y superior en los de inyección directa.

¿Cómo se comprueba la compresión en los motores diésel?

Es importante que haya alguien con usted cuando arranque el motor para comprobar la compresión. En otras palabras, se coloca el manómetro de compresión en cada orificio de la bujía mientras al motor se le da marcha, se anota la lectura de cada cilindro y se reajusta la galga antes de comprobar el siguiente cilindro.

¿Cuándo se debe comprobar la compresión de los motores diésel?

Una simple comprobación de la compresión del motor diésel puede detectar problemas de compresión antes de que se conviertan en algo serio.

Las comprobaciones de compresión del motor diésel no son una medida preventiva, sino que se realizan cuando el vehículo tiene un problema. Si su vehículo tiene un bajo rendimiento o una combinación de los problemas que se enumeran a continuación, debería considerar una revisión de la compresión del motor diésel:

• Problemas de arranque no relacionados con las condiciones meteorológicas o la temperatura exterior.
• Malos resultados en el consumo de combustible o mayor consumo de aceite.
• Humo azul
• Pérdida de potencia inexplicable
• Presión del cárter demasiado alta

En general, la compresión en cada cilindro debe estar entre 275 y 500 PSI y la presión en todos los cilindros del motor debe estar dentro del 10%. Si la compresión del motor es demasiado baja o demasiado alta, o varía demasiado de un cilindro a otro, es probable que el motor esté dañado internamente.

Los motores diésel necesitan la relación de compresión adecuada para garantizar un alto rendimiento. El uso de productos de alta calidad, como el combustible diésel premium y los lubricantes de alta calidad, protegerá el motor y garantizará una relación de compresión saludable.

¿Cómo se produce el encendido en los motores diesel?

El encendido en los vehículos diésel se produce como resultado de la compresión del aire, que hace que su temperatura aumente, seguida de la inyección de combustible diésel a alta presión. Este fenómeno también se conoce como autoencendido, porque no se requiere ninguna fuente externa para encender la mezcla de aire y combustible, sino que la ignición se produce como resultado de la propia compresión.