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Motores de gasoil. Ciclo diésel.

Tema en 'Mecánica' iniciado por doctaton, 14 Nov 2011.

  1. doctaton

    doctaton
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    Buenas!

    En esta ocasión, pago lo prometido, y me propongo explicar de manera sencilla y didáctica, el funcionamiento de un motor diésel y las diferencias que tiene éste con los motores de gasolina clásicos.

    Como ya sabéis, no soy mecánico ni experto en motores, y todo lo que escribo es pasible de ser modificado y corregido por gente que entienda más que yo. El post no pretende ser una clase maestra, ni mucho menos, simplemente, lo que se busca, es que tod@s conozcamos un poco más acerca de cómo funcionan nuestros motores.

    Además, he preferido sacrificar detalles técnicos engorrosos, para lograr una comprensión clara y sencilla del funcionamiento de estos motores, que es mucho más complicado de lo que aquí se comenta. Para los entendidos, pido disculpas anticipadas por lo básico del post que, seguramente, encontrará insuficiente más de uno.

    Igual que hemos hecho con el post de motores gasolina, inicio nuevo hilo para chincheta, así se puede consultar cuando se necesite.

    Dejaré para un segundo post, las diferencias con los distintos gasóleos del mercado para no hacer al hilo, directamente infumable... :eek:

    Comenzaré por explicar, al igual que en el post de los motores de gasolina, los distintos tiempos de un motor de diésel, pero antes de meternos en el tema, os propongo un poco de historia (fuente wikipedia y otras muchas páginas) para situarnos en la evolución de estos motores. A los ansiosos, esto se puede evitar... :rolleyes:

    Comenzamos.
    A finales del año 1890, un ingeniero alemán llamado Rudolph Diesel, pone a prueba un motor que se diferenciaba de los motores fabricado hasta entonces, con ciclo de Otto, en que la combustión se producía por compresión de los gases y no por una chispa eléctrica. Este motor, durante su funcionamiento inicial, explotó y Rudolph Diesel salvó milagrosamente su vida.


    Cuál es el principio de este motor?
    El principio en que se basaba Rudolph Diesel, era que todo combustible, puede detonar de manera espontánea, cuando las condiciones de la cámara de combustión, le son propicias, por lo tanto, se puede aprovechar la energía de esta detonación, sin necesidad de una chispa eléctrica para producir la explosión.

    Y cuáles son esas condiciones?
    Básicamente la temperatura.

    El principio teórico fundamental que planteó Diesel es el siguiente. Cuando un gas, es sometido a una compresión rápida, aumenta bruscamente su temperatura. Por ello, cuando el pistón sube y comprime el aire de la cámara de combustión, este aumenta su temperatura. Este aumento de temperatura, es mayor, cuanto más se comprime el gas y, en el caso de los motores de alta compresión, puede alcanzar fácilmente los 500º.
    En esas condiciones, la inyección de un combustible, en este caso el gasoil, provocará su encendido espontáneo, logrando la energía cinética necesaria para mover un motor.

    Rudolph Diésel, sin embargo, menospreció la magnitud de la energía que produciría este demonio y, como consecuencia, su primer motor explotó de manera tan brutal que casi lo mata.

    Aquí comprendío, que el primer obstáculo para la producción de su motor, era la robustez, que debía ser bastante superior a la de los motores de gasolina, porque la magnitud de la explosión de este motor, es muy superior a la lograda en los motores con ciclo de Otto.

    La consecuencia de lo anterior, añadía un segundo problema: el peso de los motores. Esto, sumado al ruido exagerado que producía este tipo de combustión, junto al inconveniente de mover piezas de estas magnitudes, produjo cierto desencanto por parte del mundo motor de entonces, pero no desanimó a Rudolph Diesel.

    En 1897, Diesel logra contrarrestar todos estos inconvenientes, y presenta su invento al mundo científico en la Asamblea General de Ingenieros Alemanes celebrada en la ciudad de Kassel. Este motor que, como ya comentamos, presentaba la novedad de tener encendido por compresión, era un armatoste gigantesco y ruidoso, que presentaba una eficiencia energética de sólo un 10%, por lo tanto, no extrañó que no haya generado grandes expectativas ni buenas críticas en el mundo motor de entonces.

    Las contras que presentaba, en comparación con el ya acreditado motor a explosión Otto, era su peso, muy superior en el caso del motor de Diesel, la robustez necesaria para que aguantase compresiones tan elevadas y la potencia de las combustiones del gasoil, lo que aumentaba su coste de producción, y el ruido que producía que, en el caso del motor del ingeniero alemán, era muy superior al motor de gasolina.

    Por contra, el motor de Diesel tenía las ventajas de consumir mucho menos y de poder funcionar con un combustible relativamente barato, siendo posible además alcanzar potencias muy superiores. Además, si se lograba aprovechar al energía de la combustión, prometía ser un motor mucho más eficiente.

    El invento de Diesel, basándose en lo anterior, se impuso muy rápidamente, y pronto dejó de tener competencia en el campo de los motores navales y rurales.

    Sin embargo, el motor diésel tenía el gran inconveniente de que le resultaba imposible alcanzar regímenes de revoluciones elevados. Eso, sumado al peso, al ruido y a la brusquedad de su funcionamiento, lo hacían inaprovechable en el campo automotriz.

    El mayor obstáculo para el motor Diesel de alta velocidad lo representa la alimentación de combustible. A finales de 1922, el técnico alemán Robert Bosch (1861-1942) decidió desarrollar su propio sistema de inyección para motores diésel. En 1927 salieron las primeras bombas producidas en serie, que proporcionaron al motor de Rudolf Diesel la velocidad deseada.

    La evolución del motor diésel y del sistema de inyección continuó desde entonces y hasta hoy incesantemente.


    Ciclo de Diesel.
    Veamos el funcionamiento con más detalles.
    En los motores de cuatro tiempos de diésel, como nuestros ASX 180 o 200 DI-D, el ciclo se realiza de la siguiente manera:

    1º tiempo: Admisión.
    Aquí las válvulas de admisión se abren y dejan pasar a los cilindros, aire que viene directamente del sistema de admisión. Notar la primera diferencia con los motores de gasolina. Mientras que en estos últimos, la adminsión da paso a una mezcla de aire-combustible a la cámara de combustión, aquí, la válvula de admisión deja paso solamente al aire ambiental. En estos momentos, el pistón está descendiendo dentro del cilindro y las válvulas de admisión, obviamente, están abiertas.
    Cuando el aire, se mete a presión dentro del cilindro, hablamos de motores turboalimentados. El turbo, mete más aire al cilindro y lo calienta, con lo que logra producir una combustión más completa y más potente que en los motores atmosféricos.

    2º tiempo: Compresión.
    Aquí las válvulas de admisión se cierran y el pistón comienza su recorrido ascendente comprimiendo el aire que ingresó en el primer tiempo en la cámara de combustión. Este es el principio fundamentale en el que Rudolph Diesel basa el funcionamiento de sus motores. El aire que ha ingresado al cilindro, en el tiempo anterior, al subir el pistón y encontrar las válvulas de admisión y escape cerradas, ocupan cada vez un espacio menor, comprimiéndose, lo que aumenta considerablemente su presión y temperatura (hasta 500º). La mayor compresión se logra cuando el pistón está en el punto muerto superior, momento en el cual, finaliza este tiempo. Antes que el pistón, llegue al punto superior, algunos motores inyectan una mínima cantidad de gasoil, llamada "preinyección" que se enciende en la cámara antes que llegue el momento de la inyección. Esta "preinyección", tiene la finalidad de calentar la cámara de combustión, para que el encendido del diésel en el próximo tiempo sea completo y más potente, reduciendo el consumo y las vibraciones del motor.

    3º tiempo: Inyección y encendido.
    En este momento, con el pistón arriba de todo y el aire comprimido al máximo, se produce la inyección del gasoil a altísima presión y velocidad (puede alcanzar los 2500 km por hora). Este combustible, encuentra al aire comprimido en el cilindro en el tiempo anterior a altísimas temperaturas, recordemos que pueden alcanzar alrededor de 500º, más si ha existido "preinyección", con lo que se produce el encendido de la mezcla. En este tiempo, toda la energía de la combustión, provoca el descenso rápido del pistón dentro del cilindro que transmite este movimiento, a las bielas, y de allí al cigüeñal, haciéndolo girar. Al llegar el pistón al punto muerto inferior, se acaba este tiempo.

    4º tiempo: Escape.
    Aquí, las válvulas de escape se abren y el piston al subir libera los gases del combustible quemados y comienza nuevamente otro ciclo. Este tiempo es igual a los motores de gasolina.

    En estos dibujos, pueden apreciarse bien, los 4 tiempos:


    [​IMG]


    [​IMG]



    En este vídeo, se aprecia el funcionamiento de un motor diésel de 16 válvulas como los 180 DI-D y 200 DI-D del ASX.






    Ahora bien, ya que hemos visto las diferencias entre un motor gasolina y uno diésel, podemos resumir las ventajas e inconvenientes de este último en unos puntos muy sencillos:

    Ventajas:
    -Mayor rendimiento térmico
    -Menor consumo
    -Mayor duración con menor coste de mantenimiento
    -Mayor potencia y par motor


    Inconvenientes:
    -Mayor peso, funcionamiento más brusco y más ruidoso
    -Más caro (mayor coste de fabricación)
    -Más dificultades en el arranque en frío (sólo en los motores de inyección indirecta donde son necesarias las bujías de precalentamiento. En la inyección directa su función es la anticontaminación)
    -Mayor contaminación


    Saludo a tod@s y gracias!
     
    Última edición por un moderador: 3 Abr 2016
  2. Huesi

    Huesi Forero Activo Socio

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    Buen articulo, no obstante discrepo en una cosa:

    Ventajas: Mayor duracion con menor coste de mantenimiento.

    En este caso no pienso igual, es por muchos sabido, que los motores diesel son mucho mas complejos de reparar que un motor gasolina, ademas de que el coste de mantenimiento es superior, asi que deberia de ser:

    Inconvenientes: Mayor coste de mantenimiento y reparaciones mas costosas.

    Saludos.
     
  3. doctaton

    doctaton
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    No.
    El artículo está basado en muchas publicaciones de expertos en motores.
    El motor diésel es muy robusto y resistente. Un motor diésel requiere mínimo mantenimiento y resiste muchos más km que un gasolina. Eso es indudable.
    No tomes en cuenta las revisiones de los primeros años de funcionamiento, que es un timo en toda regla.
    El agregarle turbo, DPF y válvulas EFG puede acortar su vida, pero la robustez y durabilidad de estos motores, está en su ADN y, a día de hoy, siguen siendo motores robustos y duraderos.
    Es cierto que son más complejos y difícil de reparar, pero se rompen muy raramente... Un motor diésel (no se los actuales) puede hacer 500000 km sin visitar el taller más que para el cambio de aceite.
    Eso en un gasolina es inimaginable...
    Si cuidas bien un motor diésel, le meterás cientos de miles de km y no tendrá que visitar al taller para otra cosa que no sea el mantenimiento habitual, cosa impensable en un gasolina.
    Sin embargo, hay que ver si con los engendros actuales, esto sigue siendo así.
    De todos modos, lo escrito acerca de las ventajas e inconvenientes del motor diésel, no es opinión mía, sino conocimiento general de expertos en motores.
    Otra cosa. Es opinión extendida, que los motores diésel, contaminan menos que los gasolina, con las tecnologías actuales. Pero no he querido escribir eso, para no generar discusiones.
    Un saludo!
     
  4. Huesi

    Huesi Forero Activo Socio

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    Perdona Doc, pero discrepo, imagino que esos maravillosos motores indestructibles diesel a los que te refieres son los antiguos motores diesel con bomba y sin turbo, esos que ya no existen, todos los motores diesel de ahora son muy distintos a los de antes, y son muuuuchisimo mas propensos a averias que los indestructibles motores gasolina japoneses, no obstante, eso mejor que no te lo diga yo, a ver si hay algun mecanico por la sala y que te comente, no obstante, no creo que ninguno de los presentes vayamos a tener el coche 500.000km, por lo menos no esta dentro de mis aspiraciones, ya que le hago 10.000km al año a lo sumo, jejeje.

    Pues eso, que creo que te confundes, los motores mas faciles de reparar y menos costosos de mantener son los Gasolina, no te fies de los "Expertos" que escriben/escribimos en internet.

    Saludos.
     
  5. doctaton

    doctaton
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    Estoy completamente de acuerdo contigo, Huesi!
    Las nuevas tecnologías, las bombas de altísima presión y otros inventos tales como las EFG o el DPF, acortan sin duda la vida de estos motores y aumentan su complejidad.
    Habrá que ver cuanto duran...
    Sin embargo, no te olvides que el post hace referencia a los motores diésel en general, y sus características más elementales.
    Un saludo y gracias por el aporte!
     
    Última edición: 14 Nov 2011
  6. Huesi

    Huesi Forero Activo Socio

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    Gracias a ti por el tiempo que dedicas para ilustrarnos a todos :)
     
  7. Manu_Huelva

    Manu_Huelva Forero Experto

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    Gracias doctaton, muy buen trabajo, como el de gasolina ;-)

    Ya he leido que en otro hilo hablarás sobre los diferentes tipos de diesel, esperaré.

    ...Pero puedes hablar en éste sobre los turbos, sobre todo los que montan nuestros coches. Yo nunca he tenido coche de gasoil, ni con turbo. Mantenimiento, cuidados, función, cuando entran en funcionamiento, etc.

    Cuando hagas el de los diferentes tipos de combustible diesel, podrías abrir uno con los COMBUSTIBLES BIODIESEL y si podemos aprovecharlos en nuestros motores.

    Muchas gracias, saludos :)
     
    Última edición: 14 Nov 2011
  8. doctaton

    doctaton
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    Buenas Manu!
    Gracias por tus palabras.
    Respecto a los turbos, poco puedo aportar, ya que como te he dicho, no soy mecánico y, a pesar que me gusta el tema, no creo que pueda ser de mucha utilidad lo que pueda yo decir.
    Acerca del biodiesel, sí puedo anticiparte que el biodiésel no es apto para nuestros motores. De hecho, Mitsubishi desaconseja la utilización del biodiesel ya que debido a su poder deterente-solvente, se dañarían elementos muy delicados del sistema de inyección y bomba de gasoil de nuestros coches.
    Un saludo!
     
    Última edición: 14 Nov 2011
  9. Manu_Huelva

    Manu_Huelva Forero Experto

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    Enterado, gracias
     
  10. Finntroll

    Finntroll Forero Activo

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    A ver si esos enjendros de inventos no son indispensables para los motores diesel, para qué lo hacen?. Pienso que se hace para hacer más complejo el tema y ganar más pasta.
    Joer con el lobby diesel y el rollo anticintaminación.....pasta, pasta, capitalismo.....:mad:.
    Un saludo.
     
  11. heman

    heman Nuevo Forero

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    Gracias Doc, por hacernos entender mejor el funcionamiento de motor diesel y eso que no entiendes de mecánica, joeeerr si llegas a entender..
    UN SALUDO.
     
  12. JOTASX

    JOTASX Forero Experto Socio

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    Gracias por tu esfuerzo, Doc. Te ha quedado un post muy educativo ...
    Sin duda, para "achinchetarlo" junto al del ciclo de los motores de gasolina.!!.
    Un abrazo.;)
     
  13. rul

    rul Nuevo Forero Socio

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    doc tio te explicas mejor que mis profesores de mecanica del instituto jejeje
     
  14. Manu_Huelva

    Manu_Huelva Forero Experto

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    Alguien sabe cuando entra en funcionamiento el turbo, supongo que es a ciertas RPM del motor... y si puede que explique un poquito del funcionamiento del mismo. Seguro que hay compis que saben sobre el tema ;)

    Gracias, saludos :D
     
  15. wylon

    wylon
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    ...alguien me puede pasar una chinche??? gracias!!!!:cool:
     
  16. doctaton

    doctaton
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    Ponme la chincheta como corresponde, wylon!
     
  17. CarlosMN

    CarlosMN Nuevo Forero

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    El gran problema de los motores de gasolina antiguos era el sistema eléctrico y el carburador. Cuando el encendido no era electrónico se usaba un sistema mecánico para secuenciar el encendido que se desgastaba o ensuciaba con facilidad, provocando un mal funcionamiento que podía generar desgastes en el motor. Por otro lado, el carburador también requería un mantenimiento constante y también afectaba al funcionamiento del motor y a su vida útil. Al desaparecer esos dos elementos la mecánica del motor de gasolina se simplificó mucho y como eran los elementos mecánicos con más fallos, también se ha reducido mucho el mantenimiento.

    Por otro lado, el "infarto" de los motores de gasolina era el "gripado", algo que con la gestión electrónica de los motores, es muy difícil que pase actualmente.

    En cuanto a los problemas que traen los nuevos motores de gasolina, principalmente suelen ser electrónicos (básicamente fallos en la centralita) o los generados por el catalizador, sobre todo a partir de los 150-200 mil kilómetros y suelen ser reparaciones costosas.

    La simplificación mecánica de los motores de gasolina ha coincidido con una complicación mecánica en los motores diesel: compresores, intercoolers, turbos, nuevos tipos de inyectores y un aligeramiento significativo en los bloques del motor: antes sólo había motoracos de paredes bien gordas y ahora hay motorcillos de 1.5 litros con la misma robustez que un equivalente en gasolina.

    A mi me parece que hay cosas que se repite y repiten de generación en generación y se convierten en verdades incuestionables, pero la realidad cambia...
     
  18. BRUJO

    BRUJO Forero Activo

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    Viendo los consumos del diesel y del gasolina, estoy arrepentido de no habérmelo comprado gasolina.

    El problema que me encontré era que en gasolina el equipamiento era muy limitado ....
     
  19. doctaton

    doctaton
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    Ni hablar!!!

    El consumo es menor, pero eso es lo de menos. Cada vez que lo piso en marchas largas, me enamoro mas de tener un diesel: )

    Eso no te lo da, ni por asomo un gasolina atmosférico, menos el MPI...
     
  20. erpintaor

    erpintaor Forero Experto Socio

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    jajajaja este es mi doc :p
     

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