El principio de funcionamiento de un motor diesel es un motor seccionado. ¿Cómo funciona un motor diésel? Cómo funciona un motor diésel

El principio de funcionamiento de un motor diesel parece el autoencendido del combustible atomizado suministrado cuando interactúa con el aire calentado por compresión. En pocas palabras, no está del todo claro lo que está en juego, por lo tanto Este artículo dedicarse por completo al motor diesel.

Dispositivo de motor diesel - partes principales

Tales motores tienen tanto una serie de ventajas como una serie de desventajas. Los primeros incluyen: el principio de su funcionamiento es ideal para camiones pesados; es más económico en comparación con una unidad de potencia de gasolina. Inconvenientes: el propio proceso de combustión del combustible equivale a una explosión, lo que en sí mismo no puede ser una virtud; el equipo de combustible tiene un diseño bastante complicado, por lo que si falla, tendrás que arreglarlo bien; la velocidad desarrollada será menor que cuando se trabaja en motores de gasolina.

El dispositivo de motor diesel se presenta como sigue. Todo comienza con la válvula de admisión, a través de la cual el aire puede ingresar a los cilindros de trabajo. El pistón crea la presión necesaria para que el aire entrante se caliente a la temperatura requerida, y el cigüeñal percibe la fuerza del pistón y la convierte en par. Así es como se ve un motor diesel en pocas palabras.

El principio de funcionamiento de un motor diesel: elija el tipo de cámara de combustión

Hay dos tipos de áreas de encendido de combustible, dependiendo del tipo de combustible en sí. La cámara de combustión no dividida se encuentra en el pistón, mientras que el combustible en este caso se inyecta en el espacio sobre el pistón. En este caso, puede contar con la eficiencia, ya que el consumo de la mezcla combustible será mínimo, pero el aumento del ruido será un punto negativo, especialmente durante el ralentí.

En cámaras de combustión divididas, el combustible se suministra a una cámara separada, que está conectada al cilindro a través de un canal especial. Se proporciona una excelente mezcla de combustible con aire, solo después de que ya se alimenta al espacio de trabajo, lo que contribuye a una mejor combustión de la mezcla. Esto aumenta la limpieza de las emisiones, la durabilidad del motor y la potencia del automóvil.

Cómo funciona un motor diesel - ciclo del motor

El esquema de funcionamiento de un motor diesel es de dos tiempos y cuatro tiempos.. En el primer caso, el trabajo ocurre de la siguiente manera: durante la carrera de trabajo, el pistón se mueve hacia abajo, mientras que los orificios de salida en el cilindro se abren y los gases de escape salen de él. Al mismo tiempo (a veces un poco más tarde), se abren las ventanas de entrada y se expulsa aire. Luego, el pistón comienza a moverse hacia arriba, todas las ventanas se cierran y se lleva a cabo el proceso de compresión de aire. Antes de que el pistón alcance el TDC (punto muerto más alto), se rocía combustible desde el inyector, se produce una explosión y todo el proceso se repite de nuevo.

Es importante saber cómo funciona un motor diésel y el circuito de cuatro tiempos. En la primera carrera se admite aire, al mismo tiempo se abre la válvula de escape. El segundo golpe corresponde a comprimir el aire para que alcance la temperatura requerida. En el tercer golpe, se inyecta una mezcla combustible en la cámara de combustión y, como resultado de la interacción con el aire caliente, se produce una explosión. Durante la cuarta carrera, los gases de escape se eliminan del cuerpo del cilindro.

Un motor de cuatro tiempos, en igualdad de condiciones, tiene menos potencia que uno de dos tiempos, pero tiene una mayor eficiencia y un grado de combustión de combustible más eficiente.

Cómo funciona un motor diesel: realidades modernas

El dispositivo de un motor diesel moderno está equipado con un suministro de combustible controlado por computadora. Este sistema permite la inyección de una mezcla combustible en los cilindros en porciones medidas. Este punto es muy importante para las unidades de potencia diesel, ya que con tal suministro, la presión que se produce en la cámara de combustión aumenta suavemente sin que se produzcan varios tipos de "tirones", y esta es la mejor manera de contribuir a un funcionamiento suave y silencioso. . unidad de poder.

Cada conductor tiene sus propios pensamientos sobre qué sistema de propulsión es realmente mejor. Algunos creen que un volumen pequeño trae una gran ventaja y ahorra combustible. Otros creen que vale la pena comprar solo un motor de gasolina por su robustez y operación versátil. Otros eligen solo voluminosos motores diesel turboalimentados para disfrutar de una excelente tracción. Averigüemos cómo operar una unidad de potencia diesel, que tiene una serie de características de uso. El funcionamiento adecuado puede prolongar significativamente la vida útil de la unidad y brindar muchos beneficios importantes. Si cambia de un SUV de gasolina a uno diésel sin cambiar sus hábitos, entonces su unidad de potencia tendrá dificultades.

El uso de motores es un tema que se puede discutir interminablemente. Según las especificaciones de conducción que violan los propietarios de vehículos en comparación con las recomendaciones de fábrica, es muy fácil encontrar una serie de recomendaciones importantes. Esta pregunta se refiere al repostaje de cierto combustible y al vertido de aceite, servicio postventa así como reparaciones. Hay ciertos consejos de funcionamiento práctico para reducir el consumo y el desgaste de un motor diésel. También se puede recordar el uso invernal de un motor diésel, que hay que tener mucho cuidado. Dadas todas las categorías presentadas, podemos formar algunos consejos importantes para los propietarios de sistemas de propulsión diésel. Solo hay que decir que todo lo que se dice a continuación se aplica a los modernos motores diésel turboalimentados que se instalan en los turismos de masas.

El repostaje y el mantenimiento son los dos puntos de uso más importantes

En primer lugar, al comprar una unidad de potencia diesel, debe elegir un lugar de reabastecimiento de combustible normal. no se trata solo de marca de calidad gasolinera, sino también de la calidad del gasóleo, que no siempre es la misma. Use las recomendaciones de los expertos y verifique la calidad del combustible diesel con la ayuda de pruebas simples. El combustible no debe congelarse, enturbiarse y debe estar limpio en todas las condiciones. También vale la pena seguir las recomendaciones para el mantenimiento:

• para una unidad de potencia diésel, muchos fabricantes establecen un intervalo de servicio ligeramente más corto que para los motores de gasolina, pero no siempre es así;
• debe cumplir al 100% con todas las condiciones de servicio establecidas por el fabricante del automóvil, use solo materiales originales para el servicio;
• al comprar un aceite desconocido, puede despedirse del motor después de 10-20 mil kilómetros, también vale la pena comprar filtros originales y de muy alta calidad;
• se debe prestar especial atención al diagnóstico del equipo durante el servicio; esto ayudará a evitar los problemas más desagradables asociados con la bomba de inyección y el cabezal del bloque;
• es necesario reparar un motor diesel inmediatamente después de que el automóvil haya mostrado un problema, esto ayudará a mantener una cierta calidad y las propiedades deseadas de la instalación.

Si un motor de gasolina a veces funciona con éxito y falla, esa idea no funcionará en las unidades de potencia diesel. Es necesario utilizar los servicios de un servicio profesional para realizar el mantenimiento del Common Rail, la turbina, la bomba de inyección y la culata. Son estas partes las que fallan con mayor frecuencia y causan ciertos problemas durante la operación. Una avería puede inutilizar completamente la unidad.

¿Cómo conducir un motor diesel con un tipo moderno de turbina?

Los sistemas de propulsión HFO actuales no difieren demasiado de los motores de gasolina. El problema de la calidad de conducción puede ser bastante serio, ya que un funcionamiento inadecuado genera una serie de problemas. Debe recordar las recomendaciones básicas, así como leer las características y los consejos individuales en el manual de instrucciones de su automóvil. Las recomendaciones básicas para tales motores son las siguientes:

• use un par alto a bajas revoluciones - no haga girar el motor diesel a altas revoluciones de la unidad de potencia;
• aproveche el cómodo cambio anticipado y la excelente características de tracción un automóvil con motor diesel, esto ayudará a obtener comodidad;
• no sobrecaliente la unidad, la operación prolongada a altas velocidades o la operación todoterreno en el modo medio desactiva la bomba de combustible de alta presión y otros módulos importantes;
• no debe conducir un automóvil diesel: compra un automóvil por comodidad y bajo consumo, así que use todas las ventajas importantes de un vehículo con tales características;
• en la ciudad es bastante posible viajar a una velocidad de 60-70 kilómetros por hora usando la última marcha; este es uno de los modos de operación favoritos de una unidad diesel.

Debe comprender que un motor diésel tiene una estructura completamente diferente a la de un motor de gasolina al que estamos acostumbrados. Hay una serie de ventajas, pero también hay desventajas. Por lo tanto, siempre debe estudiar las recomendaciones del fabricante para usar el automóvil, de lo contrario, puede meterse en una situación desagradable. Use soluciones de viaje de la más alta calidad y siempre esfuércese por seguir las recomendaciones de fábrica. Esto ayudará a mantener su máquina en funcionamiento.

¿Cuáles son las ventajas importantes de un motor diesel?

La unidad de potencia de tipo diesel es conocida por consumir menos combustible que una contraparte de gasolina con características de potencia similares. Esto es cierto, pero la unidad de potencia de tipo diesel es una de las que derrocha el presupuesto del servicio, requiere más dinero para completar todas las tareas. Por lo tanto, vale la pena destacar las ventajas tan puras e innegables de una unidad de potencia de combustible pesado:

• la posibilidad de cambiar de marcha temprano, muy buen par, que levanta la caja de cambios en cualquier modo y se conduce muy bien incluso en una posición elegida sin éxito;
• indicadores de tracción muy altos directamente durante la aceleración, es decir, a bajas velocidades, se produce el indicador más alto de la potencia útil óptima de la unidad;
• El consumo reducido de combustible en comparación con la gasolina iguala el costo de operar un sistema de propulsión HFO, por lo que no le costará mucho más.
• la vida útil de un motor diesel, sujeto a todas las recomendaciones importantes, será bastante alta, no hay problemas con el dispositivo, muchos alcanzan hasta 500,000 km;
• la limpieza ambiental de las emisiones es mucho mejor que la de las opciones de gasolina, la ausencia de monóxido de carbono, pero hay partículas sólidas y, a menudo, superan la norma para un automóvil de esta clase.

Los desarrollos modernos de unidades de potencia son cada vez más sofisticados y exigentes. Por lo tanto, debe monitorear cuidadosamente cada actualización y estudiar el motor, la información y las revisiones antes de comprar. la misma unidad diferentes generaciones los vehículos del fabricante pueden tener opciones de operación completamente diferentes. Y en este caso, puede decepcionarse mucho al comprar.

¿Cómo operar un motor diesel en invierno?

El funcionamiento invernal de una unidad de potencia con combustible diesel es algo más complicado. Si, en principio, la gasolina no se congela en absoluto, entonces el punto de enturbiamiento del combustible diesel es de -25 grados centígrados. La temperatura de congelación ya a -35 grados excluye el funcionamiento de un automóvil en tales condiciones. Sin embargo, hoy existe el combustible diesel con aditivos, que se utiliza sin problemas en cualquier condición. Hay una serie de puntos de precaución:

• en invierno, estaría bien instalar un temporizador turbo en un motor diésel, que seguiría bajando lentamente la temperatura del motor después de un viaje, cuando ya has dejado el coche;
• también debe elegir combustible de invierno en una estación de servicio, eligiendo una estación de servicio inicialmente normal donde no llenará el tanque con líquido de baja calidad;
• también puede usar una serie de aditivos para reducir la temperatura de cristalización del combustible, cuando el combustible vertido en el tanque se convierte en una masa gelatinosa;
• después de convertir el combustible diesel en gel, deberá llevar el automóvil al servicio, además, en una grúa, para limpiar las celdas de combustible y las mangueras para su uso posterior.

Por estas razones, los vehículos diesel en condiciones del norte- Esta no es la mejor opción. En el centro de Rusia, estos automóviles son bastante aceptables y pueden realizar sus funciones perfectamente. En el sur, no hay ningún problema con su funcionamiento. Sin embargo, debe tener en cuenta una serie de características en términos de uso de combustible y la calidad del servicio de su automóvil. Le ofrecemos ver un breve video sobre las características de un automóvil diesel:

Resumiendo

¿Tiene sentido comprar un coche diésel? En términos económicos, esto tiene poco sentido. Pero en términos de viaje, sus condiciones realmente cambiarán seriamente. conocerás nueva tecnología que abre completamente una nueva percepción transporte por carretera. Hay una serie de factores positivos y negativos en el uso de dicho transporte. Pero los entusiastas del diesel a menudo argumentan que las ventajas superan con creces a las desventajas. Por supuesto, todo esto es muy condicional. Puede comprar un diésel y estar extremadamente insatisfecho con la situación en la primera avería en el invierno. Pero recuerde que la calidad de la operación depende directamente de usted.

También debe tener en cuenta la gasolinera, que puede ser normal y terrible. Si una unidad de gasolina simplemente aumenta el consumo debido a un reabastecimiento de combustible deficiente, entonces el combustible diesel puede destruir una serie de elementos costosos en un automóvil. Por lo tanto, en Europa, por ejemplo, para explotar unidades diesel sin problemas Por otro lado, siempre hay una serie de dificultades para poseer un automóvil con una unidad de este tipo. Entonces, si tiene miedo de estas dificultades, es mejor elegir un automóvil de gasolina. Si quiere probar algo nuevo, no dude en comprar un turbodiésel. ¿Qué motor preferirías para uso personal?

Buenos días. Creo que mucha gente estará interesada en este tema. Ventajas y desventajas... Todo a continuación.
En 1890, Rudolf Diesel desarrolló la teoría del "motor térmico económico", que, debido a la fuerte compresión en los cilindros, mejora considerablemente su eficiencia. Recibió una patente para su motor el 23 de febrero de 1893. El primer ejemplo en funcionamiento fue construido por Diesel a principios de 1897, y el 28 de enero del mismo año se probó con éxito.
Es interesante que Diesel en su libro, en lugar del combustible diesel que nos es familiar, describiera el polvo de carbón como un combustible ideal. Los experimentos también mostraron la imposibilidad de usar polvo de carbón como combustible, principalmente debido a las altas propiedades abrasivas.

Pero Ackroyd Stewart también consideró la teoría del motor diesel. No consideró los beneficios de la alta compresión, simplemente experimentó con la posibilidad de eliminar las bujías del motor, es decir, no prestó atención a la mayor ventaja: la eficiencia del combustible. Quizás esta fue la razón por la que actualmente se utiliza el término "motor diesel", "motor diesel" o simplemente "diésel", ya que la teoría de Rudolf Diesel se convirtió en la base para la creación de los modernos motores de encendido por compresión. En el futuro, durante unos 20-30 años, estos motores se utilizaron ampliamente en mecanismos estacionarios y plantas de energía embarcaciones marinas, sin embargo, los sistemas de inyección de combustible que existían en ese momento no permitían el uso de motores diesel en unidades de altas revoluciones. La baja velocidad de rotación, el importante peso del compresor de aire necesario para el funcionamiento del sistema de inyección de combustible imposibilitó el uso de los primeros motores diésel en los vehículos.
En la década de 1920, el ingeniero alemán Robert Bosch mejoró la bomba de combustible de alta presión incorporada, un dispositivo que todavía se usa ampliamente en la actualidad. El uso de un sistema hidráulico para el bombeo y la inyección de combustible eliminó la necesidad de un compresor de aire separado y permitió aumentar aún más la velocidad de rotación. El diésel de alta velocidad demandado de esta forma se ha vuelto cada vez más popular como unidad de potencia para el transporte auxiliar y público, sin embargo, los argumentos a favor de los motores de encendido eléctrico (principio tradicional de operación, facilidad y bajo costo de producción) les permitieron tener una gran demanda para la instalación en camiones de pasajeros y pequeños. En los años 50 y 60, el diésel se instaló en grandes cantidades en camiones y furgonetas, y en los años 70, después de un fuerte aumento en los precios del combustible, los fabricantes mundiales le prestaron mucha atención. de turismos pequeños de bajo coste.

Principios de trabajo:
Ciclo de cuatro tiempos.
En primera barra(carrera de admisión, descenso del pistón) El aire fresco entra en el cilindro a través de la abertura válvula de entrada.
En segunda medida(carrera de compresión, pistón subiendo) las válvulas de admisión y escape están cerradas el aire se comprime en volumen unas 17 veces (de 14:1 a 24:1), es decir, el volumen se vuelve 17 veces menor que el volumen total del cilindro , y el aire se vuelve muy caliente.
Justo antes del comienzo tercera barra(carrera carrera, el pistón baja) el combustible se inyecta en la cámara de combustión a través de la boquilla del inyector. Durante la inyección, el combustible se atomiza en partículas finas, que se mezclan uniformemente con aire comprimido para crear una mezcla autoinflamable. La energía se libera durante la combustión cuando el pistón comienza su movimiento en la carrera de la carrera de potencia.
La válvula de escape se abre cuando cuarta medida(carrera de escape, el pistón sube) y los gases de escape pasan a través de la válvula de escape.

Ciclo dúplex.
El pistón está en el punto muerto inferior y el cilindro está lleno de aire. Durante la carrera ascendente del pistón, el aire se comprime; cerca del punto muerto superior, se inyecta combustible, que se enciende espontáneamente. Luego hay una carrera de trabajo: los productos de combustión se expanden y transfieren energía al pistón, que se mueve hacia abajo. Cerca del punto muerto inferior, se produce una purga: los productos de combustión se reemplazan por aire fresco. El ciclo termina.
Para llevar a cabo la purga, se disponen ventanas de purga en la parte inferior del cilindro. Cuando el pistón está abajo, las ventanas están abiertas. Cuando el pistón sube, cierra las ventanas.

Dado que los golpes son el doble de frecuentes en un ciclo de dos tiempos, puede esperar un aumento del doble en la potencia en comparación con un ciclo de cuatro tiempos. En la práctica, esto no se puede realizar, y un motor diésel de dos tiempos es más potente que un diésel de cuatro tiempos del mismo volumen en un máximo de 1,6 a 1,7 veces.
En la actualidad, los motores diésel de dos tiempos se utilizan ampliamente solo en grandes embarcaciones marinas con propulsión de hélice directa (sin engranajes). Si es imposible aumentar la velocidad ciclo de vaivén resulta rentable; tales motores diésel de baja velocidad tienen una potencia de hasta 100.000 hp.

Ventajas y desventajas.
Un motor de gasolina es bastante ineficiente y solo es capaz de convertir alrededor del 20-30% de la energía del combustible en trabajo útil. Sin embargo, un motor diésel estándar suele tener una eficiencia del 30-40 %, los diésel con turbocompresor e intercooler superan el 50 % (p. ej., el MAN S80ME-C7 consume solo 155 g por kW, logrando una eficiencia del 54,4 %). El motor diesel, debido al uso de inyección de alta presión, no impone requisitos sobre la volatilidad del combustible, lo que permite el uso de aceites pesados ​​​​de baja calidad en él.
El motor diesel no puede desarrollar altas revoluciones- la mezcla no tiene tiempo de quemarse en los cilindros. Esto conduce a una disminución de la potencia específica del motor por 1 litro de volumen y, por lo tanto, a una disminución de la potencia específica por 1 kg de peso del motor.
El motor diesel no tiene válvula de mariposa, el control de potencia se realiza regulando la cantidad de combustible inyectado. Esto da como resultado que no se reduzca la presión en los cilindros a bajas velocidades. Esta es la razón por la cual un diésel produce un alto par motor a bajas revoluciones, lo que hace que un automóvil con motor diésel tenga más "respuesta" en movimiento que el mismo automóvil con motor diésel. motor de gasolina. Por esta razón, la mayoría de los camiones ahora están equipados con motores diesel.
Las desventajas obvias de los motores diesel son la necesidad de utilizar un arrancador de alta potencia, la turbidez y solidificación del combustible diesel de verano a bajas temperaturas, la dificultad en la reparación de equipos de combustible, ya que las bombas de alta presión son dispositivos fabricados con alta precisión. Además, los motores diesel son extremadamente sensibles a la contaminación del combustible con partículas mecánicas y agua. Dichos contaminantes inhabilitan muy rápidamente el equipo de combustible. La reparación de motores diesel, por regla general, es mucho más costosa que la reparación de motores de gasolina de una clase similar. La producción de litros de los motores diesel también es generalmente inferior a la de los motores de gasolina, aunque los motores diesel tienen un par más uniforme en su rango operativo. El desempeño ambiental de los motores diesel fue significativamente inferior al de los motores de gasolina hasta hace poco tiempo. En los motores diesel clásicos con inyección controlada mecánicamente, solo es posible instalar convertidores de gases de escape oxidantes ("catalizadores" en el lenguaje común), que funcionan a temperaturas de gases de escape superiores a 300 ° C, que oxidan solo CO y CH a dióxido de carbono (CO2) inofensivo para los humanos y el agua. Además, estos convertidores solían fallar debido al envenenamiento con compuestos de azufre (la cantidad de compuestos de azufre en los gases de escape depende directamente de la cantidad de azufre en el combustible diesel) y la deposición de partículas de hollín en la superficie del catalizador. La situación comenzó a cambiar solo en los últimos años en relación con la introducción de motores diesel del llamado sistema "Common-rail". En este tipo de motores diesel, la inyección de combustible se realiza mediante boquillas controladas eléctricamente. El suministro de un impulso eléctrico de control se realiza mediante una unidad de control electrónico que recibe señales de un conjunto de sensores. Los sensores monitorean varios parámetros del motor que afectan la duración y el tiempo del pulso de combustible. Por lo tanto, en términos de complejidad, un motor diesel moderno, y tan ecológico como un motor de gasolina, no es inferior a su contraparte de gasolina, y en una serie de parámetros de complejidad lo supera significativamente. Así, por ejemplo, si la presión de combustible en los inyectores de un motor diesel convencional con inyección mecánica es de 100 a 400 bar, entonces en últimos sistemas"Common-rail" está en el rango de 1000 a 2500 bar, lo que conlleva problemas considerables. Además, el sistema catalítico de los motores diésel de transporte modernos es mucho más complicado que los motores de gasolina, ya que el catalizador debe "poder" funcionar en condiciones de composición inestable de los gases de escape y, en algunos casos, la introducción de los llamados " filtro particular". Un "filtro de partículas" es una estructura similar a un convertidor catalítico convencional instalada entre un colector de escape diésel y un catalizador en la corriente de escape. Se desarrolla una alta temperatura en el filtro de partículas, a la cual las partículas de hollín pueden oxidarse por el oxígeno residual contenido en los gases de escape. Sin embargo, parte del hollín no siempre se oxida y permanece en el "filtro de partículas", por lo que el programa de la unidad de control cambia periódicamente el motor al modo de limpieza del "filtro de partículas" por la llamada "post-inyección", es decir, la inyección de combustible adicional en los cilindros al final de la fase de combustión para elevar la temperatura de los gases y, en consecuencia, limpiar el filtro quemando el hollín acumulado. El estándar de facto en el diseño de motores diésel de transporte se ha convertido en la presencia de un turbocompresor y, en los últimos años, el llamado "intercooler", es decir, un dispositivo que enfría el aire comprimido por un turbocompresor. El sobrealimentador permitió elevar las características específicas de potencia de los motores diesel masivos, ya que permite que pase más aire a través de los cilindros durante el ciclo de trabajo.

Y por último, lo más interesante. MITOS sobre los motores diesel.

El motor diesel es demasiado lento.
Los motores diésel turboalimentados modernos son mucho más eficientes que sus predecesores y, a veces, superan a sus homólogos de gasolina de aspiración natural (no turboalimentados) con el mismo tamaño de motor. Esto se evidencia con el prototipo diesel Audi R10, que ganó la carrera de 24 horas en Le Mans, y los nuevos motores BMW, que no son inferiores en potencia a la gasolina de aspiración natural (no turbo) y al mismo tiempo tienen un par enorme. .

El motor diesel es demasiado ruidoso.
Un motor diésel ajustado correctamente es solo un poco más "ruidoso" que uno de gasolina, lo que se nota solo en ralentí. Prácticamente no hay diferencia en los modos de funcionamiento. Un motor en marcha fuerte indica un funcionamiento inadecuado y posibles fallos de funcionamiento. De hecho, los antiguos diésel con inyección mecánica realmente tienen un trabajo muy duro. Solo con la llegada de las baterías. sistemas de combustible Los motores diesel de alta presión ("Common-rail") lograron reducir significativamente el ruido, principalmente debido a la división de un pulso de inyección en varios (típicamente, de 2 a 5 pulsos).

El motor diesel es mucho más económico.
Los tiempos en que el diésel era tres veces más barato que la gasolina quedaron atrás. Ahora, la diferencia es solo del 10 al 30% en términos de precios del combustible. A pesar de que el calor específico de combustión del combustible diesel (42,7 MJ/kg) es menor que el de la gasolina (44-47 MJ/kg), la principal eficiencia se debe a la mayor eficiencia del motor diesel. De media, un diésel moderno consume hasta un 30 % menos de combustible. La vida útil de un motor diesel es mucho más larga que la de un motor de gasolina y puede alcanzar los 400-600 mil kilómetros [fuente no especificada 211 días] Las piezas de repuesto para motores diesel también son algo más caras, al igual que el costo de las reparaciones. A pesar de todas las razones anteriores, el costo de operar un motor diesel, si se mantiene adecuadamente, no será mucho menor que el de un motor de gasolina [fuente no especificada 211 días]

El motor diesel no arranca bien en climas fríos.
Con un funcionamiento adecuado y preparación para el invierno, no habrá problemas con el motor. Por ejemplo, el motor diesel VW-Audi 1.9 TDI (77 kW / 105 hp) está equipado con un sistema de arranque rápido: las bujías incandescentes se calientan a 1000 grados en 2 segundos. El sistema le permite arrancar el motor en cualquier condición climática sin precalentamiento.

Un motor diesel no se puede convertir para usar gas más barato como combustible.
Los primeros ejemplos de motores diesel que funcionan con combustible más barato, gas, fueron satisfechos en 2005 por empresas italianas de tuning que usaban metano como combustible. En la actualidad, las opciones para el uso de motores diésel de gas propano han demostrado su eficacia, así como soluciones cardinales para convertir un motor diésel en un motor de gas, que tiene una ventaja sobre un motor similar convertido de gasolina debido a una relación de compresión inicialmente más alta. .

¿Qué pasa con un motor diesel?

La historia del diésel comienza casi con la invención del motor de gasolina. Nikolaus August Otto inventó y patentó el motor de gasolina en 1876, que utilizaba el principio de combustión de cuatro tiempos, también conocido en occidente como " ciclo oto", y esta es la premisa básica para la mayoría motores automotrices hoy dia. Sin embargo, en sus primeras etapas, el motor de gasolina era extremadamente ineficiente en su funcionamiento, por lo que en esos días la máquina de vapor fue ampliamente utilizada durante mucho tiempo para transportar todo lo que necesitaba ser transportado. La principal desventaja en la operación de ambos motores fue que efectivamente usaron solo alrededor del 10 por ciento del combustible de todo el combustible suministrado a este tipo de motores. El resto simplemente se convirtió en calor inútil, y la gasolina salió con un escape sin quemar.

motor diesel Porsche Cayena S 2013 modelo año

Ya 2 años después, en 1878, Rudolf Diesel, mientras visitaba una escuela secundaria politécnica en Alemania (el equivalente a una universidad de ingeniería en Rusia), se enteró de la baja eficiencia de la gasolina y máquinas de vapor. Esta inquietante información lo inspiró a crear un motor que pudiera operar con mayor eficiencia, y dedicó la mayor parte de su tiempo a desarrollar una tecnología que nos permitiera utilizar los recursos naturales de nuestro planeta de manera mucho más eficiente. Y finalmente, solo en 1892, Diesel recibió una patente para lo que hoy llamamos un motor diesel.

Rudolf Diesel y el motor diesel que inventó

Pero si los motores diésel son tan eficientes, ¿por qué no los usamos más a menudo? ¿Por qué no los usamos después de todo? Es posible que vea las palabras "diésel", "solar" y piense en camiones pesados ​​que arrojan humo negro y humeante de sus largos tubos de escape mientras hacen funcionar sus motores y hacen un ruido de traqueteo bastante fuerte al hacerlo. Esta imagen negativa de los camiones diésel ha hecho que el diésel sea menos atractivo para los conductores comunes en nuestro país, aunque el diésel es excelente para transportar grandes cantidades a largas distancias, casi nunca ha sido La mejor decision para carros. Sin embargo, hoy en día la situación está comenzando a cambiar, e incluso las versiones cargadas de automóviles de pasajeros y, en ocasiones, incluso los automóviles deportivos están equipados con un motor diésel, ya que las tecnologías modernas han mejorado significativamente el motor diésel, haciéndolo mucho más limpio (más ecológico) y menos ruidoso.

Y este es un motor diesel de un gran barco con una capacidad de unos 10.000 caballos de fuerza.

Al explicar cómo funciona un motor diésel, nos basaremos en lo que ya sabe sobre cómo funciona un motor de gasolina de cuatro tiempos. Por lo tanto, si aún no lo ha hecho, probablemente sea mejor que lea primero para obtener algunos conocimientos y conceptos básicos sobre los conceptos básicos del motor de combustión interna.

Diésel vs gasolina

En teoría, los motores diésel y de gasolina son muy similares. Ambos son motores de combustión interna diseñados para convertir la energía química del combustible en energía mecánica disponible para el movimiento posterior del automóvil. Esta energía mecánica se obtiene moviendo los pistones hacia arriba y hacia abajo dentro de los cilindros. Los pistones están conectados al cigüeñal a través de bielas, y el cigüeñal en sí tiene forma de zigzag; resulta que el movimiento lineal de los pistones crea el movimiento de rotación del cigüeñal, que es necesario para girar las ruedas del automóvil y ajustar él (coche) en movimiento.

Al hacerlo, tanto los motores diésel como los de gasolina convierten el combustible en energía mecánica a través de una serie de pequeñas explosiones que empujan los pistones hacia afuera y hacen que se muevan. La principal diferencia entre un "motor" diesel y uno de gasolina es lo que provoca estas explosiones. En un motor de gasolina, el combustible se mezcla con aire, se comprime con pistones y se enciende con una chispa que sale de las bujías. Sin embargo, en un motor diesel, el pistón comprime primero el aire y solo luego se inyecta el combustible. Como el aire se calienta, cuando se comprime, el combustible se enciende.

¿Cómo funciona un motor diésel?

La animación a continuación muestra cómo funciona el motor diesel, en acción, también 4 ciclos de trabajo. Puedes compararlo con una animación de un motor de gasolina y ver las diferencias.

El motor diesel utiliza un ciclo de combustión de cuatro tiempos:

1. carrera de admisión- cuando se abre la válvula de admisión, dejando entrar aire. En este momento, el pistón se mueve hacia abajo, aspirando aire.
2. carrera de compresión- el pistón se mueve hacia arriba y comprime el aire, que no tiene a dónde ir, ya que la válvula de admisión se ha cerrado.
3. Carrera de encendido Cuando el pistón alcanza su parte superior (punto muerto superior, TDC), el combustible se inyecta en el momento adecuado y se enciende, empujando el pistón con fuerza hacia abajo.
4. Carrera de escape- el pistón sube de nuevo, empujando los gases de escape creados por la combustión de la mezcla de aire y combustible fuera de la válvula de escape.

Aquí están los 4 ciclos de un motor diesel, pero aún más simples:

Debe recordarse que un motor diesel, a diferencia de un motor de gasolina, no tiene bujías, y también deja entrar aire en los cilindros primero y luego combustible diesel (la mezcla de combustible y aire ingresa a los cilindros de un motor de gasolina ya preparada) . Es el calor del aire comprimido lo que enciende el combustible en un motor diesel.

Un punto interesante: durante su funcionamiento, la mezcla de aire y combustible en un motor diesel se comprime mucho más que en un motor de gasolina, si un motor de gasolina comprime combustible y aire en una proporción de 8:1 a 12:1, un motor diésel comprime aire en una proporción de 14:1 a más de 25:1.

Inyector (boquillas) en un diesel

Una gran diferencia entre un motor diesel y un motor de gasolina es el proceso de inyección de combustible. La mayoría de los motores de automóviles usan un inyector para esto (o en casos raros hoy en día un carburador). El inyector inyecta combustible justo antes de la carrera de admisión (fuera del cilindro). El carburador mezcla aire y combustible mucho antes de que entre aire en el cilindro. En un motor de automóvil, por lo tanto, todo el combustible se carga en el cilindro durante la carrera de admisión y luego se comprime con el pistón. La compresión de la mezcla de aire y combustible limita la relación de compresión del motor; si se comprime demasiado aire, la mezcla de combustible y aire se encenderá espontáneamente y arruinará el motor, ya que la carrera de encendido comenzará antes de que el pistón alcance su punto máximo.

uso de motores diesel inyección directa Gasolina- el gasóleo se inyecta directamente en el cilindro después de que entre aire en él. Inyector o, más correctamente, inyectores de combustible en un motor diesel, es el componente más complejo y, cabe señalar, el tema de una gran cantidad de experimentos: en cada motor específico, el inyector puede ubicarse en una variedad de lugares, a veces inesperados. El inyector debe poder soportar la temperatura y la presión que se crea dentro del cilindro, y también debe poder suministrar combustible en forma de una fina niebla. Conseguir que esta niebla se distribuya uniformemente por todo el cilindro es un gran problema, por lo que varios motores diésel utilizan válvulas de inducción especiales, cámaras de precombustión u otros dispositivos para hacer girar el aire en la cámara de combustión o mejorar el proceso de encendido y incendio.

Funcionamiento del inyector de combustible

Algunos motores diesel contienen una bujía. Cuando un motor diesel está frío, es posible que el proceso de compresión no eleve la temperatura del aire comprimido a una temperatura lo suficientemente alta como para encender el combustible. Especial Bujía incandescente en un diesel es esencialmente un cable de calefacción eléctrica (piense en los cables calientes que vio en una tostadora) que calienta la cámara de combustión y por lo tanto eleva la temperatura del aire cuando el motor está frío para que el motor pueda arrancar.

Todas las funciones en un motor diesel moderno están controladas por una computadora y un sofisticado conjunto de sensores que miden casi todo, desde la velocidad del cigüeñal hasta el sistema de enfriamiento del motor y la temperatura del aceite, e incluso la posición del motor en relación con el horizonte. Las bujías incandescentes rara vez se usan hoy en día para más potentes motores. En su lugar, se utilizan otras tecnologías, la más común de las cuales es más compresión del aire (para más calefacción) y posterior inyección de combustible.

Sin embargo, en algunos motores diesel, no es posible resolver el problema del arranque en tiempo frío de la manera descrita anteriormente. Además, hay motores que no cuentan con una tecnología de control por computadora tan avanzada. Por lo tanto, el uso de bujías incandescentes para los dos casos anteriores resuelve el problema del arranque en frío.

Combustible diesel

Cualquier combustible de petróleo se origina a partir del petróleo crudo, que se extrae naturalmente de la tierra. Además, el petróleo crudo se procesa en las refinerías y se puede dividir en varios diferentes tipos combustibles, incluyendo gasolina, combustible para aviones, queroseno y, por supuesto, combustible diesel (aceite solar).

Si alguna vez ha tratado de comparar el combustible diesel y la gasolina, entonces sabe que son muy diferentes. Incluso su olor es muy diferente. El combustible diesel es más pesado y aceitoso. Se evapora mucho más lentamente que la gasolina y su punto de ebullición es más alto que el del agua. Probablemente haya escuchado a menudo que el combustible diesel se llama "aceite solar"; esto se debe a que es muy graso (existe tal sustancia: el aceite solar, y en el pasado a menudo se comparaba con el combustible diesel).

El combustible diesel se evapora más lentamente porque es más pesado. Contiene más átomos de carbono de cadena larga que la gasolina (la gasolina suele tener la fórmula química C9H20 (pero puede variar según la marca, el octanaje, etc.), mientras que el combustible diésel normalmente se caracteriza por la fórmula C14H30). Se necesita menos tiempo y menos pasos de procesamiento para crear combustible diesel y, por lo tanto, debería ser más barato que la gasolina. Pero en los últimos años, sin embargo, la demanda de diesel ha aumentado por varias razones diferentes, entre ellas debido a una mayor industrialización y construcción en nuestro país, y por lo tanto hoy en día el combustible diesel es más caro que la gasolina.

El combustible diesel tiene un mayor llamado Densidad de energia que la gasolina. En promedio, 1 galón (3,8 litros) de combustible diesel contiene alrededor de 155x10 6 julios de energía, mientras que 1 galón de gasolina contiene 132x10 6 julios. Esto, combinado con la mayor eficiencia de los motores diésel debido a la mayor relación de compresión, explica por qué los motores diésel consumen mucho menos combustible que sus equivalentes a gasolina.

El combustible diesel se utiliza para impulsar una amplia gama de vehículos y otra maquinaria. Esto incluye, por supuesto, los camiones diésel que se ven circulando por la carretera, pero el diésel también impulsa barcos, autobuses escolares, trenes, grúas, maquinaria agrícola y tractores, generadores de electricidad y muchos, muchos otros vehículos. Piense en lo importante que es el diesel para la economía: sin la alta eficiencia del combustible diesel, la industria de la construcción y las empresas agrícolas sufrirían por la inversión requerida en combustibles con bajo consumo de energía y eficiencia. Alrededor del 94 por ciento de la carga mundial, ya sea enviada por camiones, trenes o barcos, se entrega a sus destinos finales utilizando combustible diésel.

Mejora del motor diesel y del combustible diesel

Desde un punto de vista medioambiental, el diésel tiene ventajas y desventajas. Además, el diésel emite cantidades muy pequeñas de monóxido de carbono, hidrocarburos y dióxido de carbono, las emisiones que más contribuyen al calentamiento global. En el lado negativo, se liberan grandes cantidades de compuestos de nitrógeno y material particulado (hollín) durante la combustión del combustible diésel, lo que genera lluvia ácida, smog y deterioro de la salud.

Durante la gran crisis del petróleo en la década de 1970, las empresas automotrices europeas comenzaron a promocionar motores diésel para uso comercial como alternativa a la gasolina. Sin embargo, quienes los probaron quedaron decepcionados: los motores eran muy ruidosos y, cuando los usuarios de diésel inspeccionaban sus automóviles, podían encontrarlos cubiertos de hollín negro, el mismo hollín responsable del smog en las grandes ciudades.

Sin embargo, durante los últimos 30 a 40 años, se han realizado grandes mejoras en el rendimiento del motor diesel y la limpieza del combustible diesel. Los dispositivos de inyección directa ahora están controlados por computadoras avanzadas que controlan la combustión del combustible, aumentando la eficiencia en la reducción de emisiones. Los combustibles diesel mucho mejor refinados, como el diesel ultra bajo en azufre (ULSD), reducen las emisiones nocivas. Y actualizar los motores para hacerlos compatibles con combustibles limpios se convierte en una tarea sencilla. Otras tecnologías, como los filtros de partículas y los convertidores catalíticos, queman el hollín y reducen las emisiones de partículas, monóxido de carbono e hidrocarburos hasta en un 90 por ciento. Al mejorar constantemente los estándares para combustibles más limpios, la Unión Europea también impulsará a la industria automotriz a trabajar más para reducir las emisiones.

Es posible que también haya escuchado el término " biodiésel". ¿Es lo mismo que el combustible diesel? El biodiesel es una alternativa o aditivo al combustible diesel que se puede usar en motores diesel con poca o ninguna modificación en los motores mismos. Sin embargo, como su nombre indica, el biodiesel no está hecho de petróleo, en cambio, nos llega a partir de aceites vegetales o grasas animales que han sido alterados químicamente. Hecho interesante: El propio Rudolf Diesel inicialmente consideró el aceite vegetal como combustible para su invención.

El biodiésel se puede utilizar en combinación con el combustible diésel normal o solo. Puedes leer más sobre combustibles alternativos

El motor diesel es un motor de combustión interna inventado por Rudolf Diesel en 1897. El diseño del motor diesel de esos años hizo posible el uso de aceite, aceite de colza y tipos sólidos de sustancias combustibles como combustible. Por ejemplo, polvo de carbón.

El principio de funcionamiento del motor diesel moderno no ha cambiado. Sin embargo, los motores se han vuelto más avanzados tecnológicamente y más exigentes con la calidad del combustible. Hoy en día, solo se utiliza combustible diésel de alta calidad en los motores diésel.

Los motores de tipo diésel se distinguen por la eficiencia del combustible y la buena tracción a bajas velocidades del cigüeñal, por lo que se utilizan ampliamente en camiones, barcos y trenes.

Dado que la solución del problema de las altas velocidades (los viejos motores diesel, con un uso frecuente a altas velocidades, fallaban rápidamente), los motores en cuestión a menudo se instalaban en carros pasajeros. Los diésel diseñados para conducir a alta velocidad recibieron un sistema de turboalimentación.

Principio de funcionamiento del motor diésel

El principio de funcionamiento de un motor diésel es diferente al de los motores de gasolina. No hay bujías y el combustible se suministra a los cilindros por separado del aire.

El ciclo de operación de dicha unidad de potencia se puede representar de la siguiente manera:

• una porción de aire se suministra a la cámara de combustión diesel;
• el pistón sube comprimiendo el aire;
• por compresión, el aire se calienta hasta una temperatura de unos 800˚C;
• se inyecta combustible en el cilindro;
• DT se enciende, lo que conduce a la bajada del pistón y la ejecución de la carrera;
• los productos de combustión se eliminan soplando a través de los puertos de escape.

La eficiencia de un motor diesel depende de cómo funciona. Una unidad saludable usa una mezcla pobre, lo que ahorra la cantidad de combustible en el tanque.

Cómo funciona un motor diésel

La principal diferencia entre el diseño de un motor diesel y los motores de gasolina es la presencia de una bomba de combustible de alta presión, inyectores diesel y la ausencia de bujías.

La disposición general de estos dos tipos de unidades de potencia no difiere. Ambos tienen cigüeñal, bielas, pistones. Al mismo tiempo, en un motor diesel, todos los elementos están reforzados, ya que las cargas sobre ellos son mayores.

Nota: algunos motores diesel tienen bujías incandescentes, que los automovilistas confunden con un análogo de las bujías. En realidad, no lo es. Las bujías incandescentes se utilizan para calentar el aire de los cilindros en climas fríos.

Esto hace que el motor diésel sea más fácil de arrancar. Las bujías en los motores de gasolina se utilizan para encender la mezcla de aire y combustible mientras el motor está en marcha.

El sistema de inyección en los motores diésel es directo, cuando el combustible entra directamente en la cámara, o indirecto, cuando el encendido se produce en la precámara (cámara de vórtice, cámara delantera). Esta es una pequeña cavidad encima de la cámara de combustión, con uno o más agujeros por los que entra aire.

Tal sistema contribuye a una mejor formación de la mezcla, un aumento uniforme de la presión en los cilindros. A menudo, es en las cámaras de vórtice donde se utilizan bujías incandescentes para facilitar el arranque en frío. Cuando se gira el interruptor de encendido, el proceso de calentamiento de las velas comienza automáticamente.

Pros y contras de un motor diesel

Como cualquier otro tipo de unidad de potencia, un motor diesel tiene características positivas y negativas. Las "ventajas" de un diesel moderno incluyen:

• rentabilidad;
• buena tracción en un amplio rango de revoluciones;
• un recurso mayor que el de un análogo de gasolina;
• emisiones menos nocivas.

Diesel no está exento de inconvenientes:

• los motores que no están equipados con bujías incandescentes no arrancan bien en climas fríos;
• el diésel es más caro y más difícil de mantener;
• altos requisitos de calidad y puntualidad del servicio;
• requisitos de alta calidad para consumibles;
• mayor que el de los motores de gasolina, el ruido de funcionamiento.

Motor diésel turboalimentado

El principio de funcionamiento de la turbina en un motor diesel es prácticamente el mismo que en los motores de gasolina. La conclusión es bombear aire adicional a los cilindros, lo que naturalmente aumenta la cantidad de combustible entrante. Debido a esto, hay un aumento significativo en la potencia del motor.

El dispositivo de la turbina del motor diesel tampoco tiene diferencias significativas con la contraparte de gasolina. El dispositivo consta de dos impulsores, rígidamente interconectados, y un cuerpo que parece un caracol. Hay 2 entradas y 2 salidas en la carcasa del turbocargador. Una parte del mecanismo está integrada en el colector de escape, la segunda en el colector de admisión.

El esquema de trabajo es simple: los gases que salen del motor en marcha hacen girar el primer impulsor, que hace girar al segundo. El segundo impulsor, montado en el colector de admisión, bombea aire atmosférico a los cilindros. Un aumento en el suministro de aire conduce a un aumento en el suministro de combustible y un aumento en la potencia. Esto permite que el motor aumente la velocidad más rápido incluso a bajas velocidades.

Turboyama

Durante el funcionamiento, la turbina puede realizar hasta 200 mil revoluciones por minuto. Es inmediatamente imposible hacerlo girar hasta la velocidad de rotación requerida. Esto conduce a la aparición de los llamados. turbo lag, cuando pasa algún tiempo (1-2 segundos) desde el momento en que presiona el pedal del acelerador hasta el inicio de la aceleración intensiva.

El problema se resuelve finalizando el mecanismo de la turbina e instalando varios impulsores. diferentes tamaños. Al mismo tiempo, pequeños impulsores giran instantáneamente, después de lo cual los grandes elementos los alcanzan. Este enfoque permite eliminar casi por completo el retraso del turbo.

También se produjeron turbinas de geometría variable, VNT (Variable Nozzle Turbine), diseñadas para solucionar los mismos problemas. Actualmente, hay una gran cantidad de modificaciones de este tipo de turbinas. La corrección de geometría también hace frente con éxito a la situación inversa, cuando hay demasiadas revoluciones y aire y es necesario reducir la velocidad de las revoluciones del impulsor.

Se ha observado que si se utiliza aire frío en la carburación, la eficiencia del motor aumenta hasta en un 20%. Este descubrimiento condujo a la aparición de un intercooler, un elemento adicional de las turbinas que aumenta la eficiencia.

Detrás de la turbina coche moderno necesita ser atendido adecuadamente. El mecanismo es extremadamente sensible a la calidad. aceite de motor y sobrecalentamiento. Es por eso lubricante se recomienda cambiar al menos después de 5-7 mil kilómetros.

Además, después de detener la máquina, debe dejar encendido el motor de combustión interna durante 1-2 minutos. Esto permite que la turbina se enfríe (se sobrecalienta cuando la circulación de aceite se detiene abruptamente). Desafortunadamente, incluso con un funcionamiento adecuado, el recurso del compresor rara vez supera los 150 mil kilómetros.

Nota: la solución óptima al problema del sobrecalentamiento de la turbina en motores diesel es la instalación de un temporizador turbo. El dispositivo mantiene el motor en marcha durante el tiempo necesario después de desconectar el encendido. Después del final del período requerido, la electrónica misma apaga la unidad de potencia.

La estructura y el principio de funcionamiento de un motor diésel lo convierten en una unidad indispensable para vehículos pesados ​​que necesitan una buena tracción "en la parte inferior". Los motores diesel modernos funcionan igual de bien en carros, cuyo requisito principal: respuesta del acelerador y tiempo de aceleración.

El cuidado diésel difícil se compensa con durabilidad, economía y confiabilidad en todas las situaciones.