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MOTOR DIESEL

CICLO IDEAL PARA
LAS MAQUINAS DE
 ENCENDIDO POR
  COMBUSTIÓN
Fue inventado y patentado por
Rudolf Diesel en 1892, del cual
deriva su nombre. Fue diseñado    Rudolf Diesel
inicialmente y presentado en la
feria internacional de 1900 en
París como el primer motor para
"biocombustible" como aceite
puro de palma o de coco
El biodiesel es un carburante de
características similares al gasóleo, pero
que a diferencia de éste, se obtiene de
aceites vegetales, vírgenes o reciclados.
1. Funciona en cualquier motor diesel
 convencional sin necesidad de ninguna
 modificación.
2. Puede ser usado solo o mezclado con
 gasóleo petrolífero.
3. No es peligroso de manejar ni de
 transportar, ya que es tan biodegradable
 como el azúcar, menos tóxico que la sal
 de mesa y su temperatura de
 inflamación es de 150ºC mientras que el
 diesel de petróleo es de 50ºC.
El motor Diésel es un
 motor térmico de
 combustión interna
 en el cual el
 encendido se logra
 por la temperatura
 elevada que produce
 la compresión del
 aire en el interior del
 cilindro..
CONSTITUCIÓN
El motor diésel de 4T está formado básicamente de
las mismas piezas que un motor de gasolina,
algunas de las cuales son:
Aro de pistón
Bloque
Culata
Cigüeñal
Volante
Pistón
Árbol de levas
Válvulas
Cárter
Mientras que las siguientes son
características del motor Diesel:
Bomba inyectora
Ductos
Inyectores
Bomba de transferencia
Toberas
Bujías de Precalentamiento
SISTEMA DE ALIMENTACIÓN EN LOS MOTORES
DIESEL.
Es el encargado de suministrar el combustible necesario para
el funcionamiento del motor, pudiéndose diferenciar dos
apartados fundamentales:
a). Circuito de alta presión, encargado de impulsar el
combustible a una presión determinada para ser introducido
en las cámaras de combustión.
b). Circuito de baja presión, encargado de enviar el
combustible desde el depósito en que se encuentra
almacenado a la bomba de inyección.
El circuito quedaría formado así:
•Depósito de combustible.
•Bomba de alimentación.
•Filtro.
•Bomba de inyección        -Inyectores.
•.
EL FILTRADO DEL COMBUSTIBLE.
-El petróleo bruto contiene una gran cantidad de impurezas
que no se eliminan por completo en el proceso de destilación.
Dichas impurezas suelen estar constituidas principalmente por
azufre, asfaltos y silicatos.
-Por otra parte, y debido al uso y al paso del tiempo, el
depósito de combustible puede almacenar polvo, arenas o
partículas metálicas.
Por ello es esencial eliminar dichas suciedades
He aquí la necesidad de una escrupulosa limpieza del
combustible hasta conseguir separar todas las impurezas que
lleva consigo, al menos las que sean superiores a una
milésima de milímetro.
Los encargados de cumplir esta misión son los filtros de
combustible, que se emplazan entre la bomba de alimentación
y la de inyección.
El elemento filtrante suele estar constituido por una especie
de cartucho de papel poroso de celulosa especial o fieltro,
SISTEMA DE INYECCIÓN.
-Para realizar la combustión es necesario inyectar una
determinada cantidad de combustible finamente pulverizado
en la cámara de combustión, en la cual se encuentra el aire
comprimido y caliente. Dicha misión está encomendada a
los inyectores, que reciben el combustible de la bomba de
inyección.
-El combustible debe ser inyectado en la cámara de
combustión en forma bien definida, pues el correcto
funcionamiento de un motor Diesel depende en gran parte
de una inyección correcta. Las condiciones esenciales son:
-Iniciar la inyección en el momento preciso, de forma que la
combustión se realice de forma correcta y por completo,
variando el punto de inyección a medida que el régimen de
giro del motor y las condiciones de carga varían
-Pulverizar el combustible, de forma que se reparta en
minúsculas gotas para facilitar su inflamación.
-Dar a esas gotas la suficiente capacidad de penetración en
TIPOS DE MOTORES DIÉSEL


     Existen motores diesel tanto de 4
tiempos (los más usuales en vehículos
terrestres por carretera) como de 2 tiempos
(grandes motores marinos y de tracción
ferroviaria
Ciclo diesel
Es el ciclo ideal para las maquinas de encendido
 por comprensión, (conocidos como motores
 diesel), esto se debe a la mezcla de aire y de
 combustible que se comprimen hasta tener una
 temperatura inferior a la temperatura de auto-
 encendido del combustible, y el proceso de
 combustión se inicia al encender una bujía.
 Admisión E→A El pistón baja con la válvula de admisión
  abierta, aumentando la cantidad de aire en la cámara. Esto se
  modela como una expansión a presión constante (ya que al
  estar la válvula abierta la presión es igual a la exterior). En el
  diagrama PV aparece como una recta horizontal.
 Compresión A→B El pistón sube comprimiendo el aire. Dada la
  velocidad del proceso se supone que el aire no tiene posibilidad
  de intercambiar calor con el ambiente, por lo que el proceso es
  adiabático. Se modela como la curva adiabática reversible A→B,
  aunque en realidad no lo es por la presencia de factores
  irreversibles como la fricción.
 Combustión B→C Un poco antes de que el pistón llegue a su
  punto más alto y continuando hasta un poco después de que
  empiece a bajar, el inyector introduce el combustible en la
  cámara. Al ser de mayor duración que la combustión en el ciclo
  Otto, este paso se modela como una adición de calor a presión
  constante. Éste es el único paso en el que el ciclo Diesel se
  diferencia del Otto.
 Expansión C→D La alta temperatura del gas empuja al
 pistón hacia abajo, realizando trabajo sobre él. De nuevo,
 por ser un proceso muy rápido se aproxima por una curva
 adiabática reversible.
 Escape D→A y A→E Se abre la válvula de escape y el gas
 sale al exterior, empujado por el pistón a una temperatura
 mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma
 cantidad de mezcla fría en la siguiente admisión. El
 sistema es realmente abierto, pues intercambia masa con
 el exterior. No obstante, dado que la cantidad de aire que
 sale y la que entra es la misma podemos, para el balance
 energético, suponer que es el mismo aire, que se ha
 enfriado. Este enfriamiento ocurre en dos fases. Cuando
 el pistón está en su punto más bajo, el volumen
 permanece aproximadamente constante y tenemos la
 isócora D→A. Cuando el pistón empuja el aire hacia el
 exterior, con la válvula abierta, empleamos la isobara
 A→E, cerrando el ciclo.
1. TIEMPO (ASPIRACIÓN):
                          Aire puro entra en el cilindro por
                          el movimiento retrocediente del
                          pistón.

2. TIEMPO (COMPRESIÓN):
                          El pistón comprime el aire muy
                          fuerte y éste alcanza una
                          temperatura muy elevada.

3. TIEMPO (CARRERA DE
TRABAJO):                 Se inyecta el gasoil, y éste se
                          enciende inmediatamente por
                          causa de la alta temperatura

4. TIEMPO (CARRERA DE     El pistón empuja los gases de
ESCAPE):                  combustión hacia el tubo de
Isobara Q23>0

                Adiabática



  Adiabática
                          Q41<0
                      Isocora




 Adiabática  Isobara Adiabática Isócora
Consta de las siguientes fases:
1-2 Compresión adiabática:
      Para este ciclo existe una relación de compresión en
 el proceso      y se representa por medio de:
                                                1→ 2

      Para calcular el trabajo por medio de la primera ley
                                   V2
 de la termodinámica:         rp =
                                   V        1




          { Q} + {W } = ∆U       { Q} = 0
          ∆U = mCV ∆t

         {W } = CV ∆t
         {W } = CV ( T2 − T1 )
2-3 Isobárico (expansión: transmisión de calor al
 sistema a presión constante)
      También existe una relación de combustión en el
 proceso     de y esta queda representada por:
                          2→3
     Para calcular el calor por medio de la primera ley de la
                              V V
 termodinámica:           r =  =   c
                                        3    3
                                       V2   V2




      { Q} + {W } = ∆U                 {W } = 0
       ∆U = C P ∆t
      { Q} = CV ∆t
      2 { Q} 3 = C P ( T3 − T2 )
                    2
3-4 Expansión adiabática

   { Q} + {W } = ∆U              { Q} = 0
    ∆U = mCV ∆t
    {W } = CV ∆t
    {W } = CV ( T4 − T3 )
 4-1 Isométrica (transmisión de calor
 al medio ambiente a volumen constante):
   { Q} + {W } = ∆U              {W } = 0
    ∆U = C P ∆t
     {W } = CV ∆t
     4 {W } 1 = CV ( T1 − T4 )
                   4
Eficiencia:


        Qentrada − Qsalida   (C P (T3 − T1) ) − ( CV (T1 − T4 ))
     η=                    =
             Qentrada                  C P (T3 − T1 )


  Factor de relación ( r )
      Donde: rv es la relación de compresión y rc es la
      relación de corte
                 P2
            rP =    ⇒ Re lacion Pr esiones
                 P1
                 V1
            rV =    ⇒ Re lacion Volumenes
                 V2
W
P2 = P3
 P4

 P1
               W


          V2       V3          V1 = V4
                            Q p = Calor suministrado
                             Q o = Calor disipado
Consta de las siguientes fases:
1-2 Compresión adiabática:
      Para este ciclo existe una relación de compresión en
 el proceso      y se representa por medio de:
                                                1→ 2

      Para calcular el trabajo por medio de la primera ley
                                   V2
 de la termodinámica:         rp =
                                   V        1




          { Q} + {W } = ∆U       { Q} = 0
          ∆U = mCV ∆t

         {W } = CV ∆t
         {W } = CV ( T2 − T1 )
2-3 Isobárico (expansión: transmisión de calor al
 sistema a presión constante)
      También existe una relación de combustión en el
 proceso     de y esta queda representada por:
                          2→3
     Para calcular el calor por medio de la primera ley de la
                              V V
 termodinámica:           r =  =   c
                                        3    3
                                       V2   V2




      { Q} + {W } = ∆U                 {W } = 0
       ∆U = C P ∆t
      { Q} = CV ∆t
      2 { Q} 3 = C P ( T3 − T2 )
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3-4 Expansión adiabática

   { Q} + {W } = ∆U              { Q} = 0
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    {W } = CV ∆t
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 4-1 Isométrica (transmisión de calor
 al medio ambiente a volumen constante):
   { Q} + {W } = ∆U              {W } = 0
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     {W } = CV ∆t
     4 {W } 1 = CV ( T1 − T4 )
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        Qentrada − Qsalida   (C P (T3 − T1) ) − ( CV (T1 − T4 ))
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      Donde: rv es la relación de compresión y rc es la
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                 P1
                 V1
            rV =    ⇒ Re lacion Volumenes
                 V2
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS MOTORES DIESEL CON RESPECTO A LOS
DE CICLO OTTO:


VENTAJAS:
 
-Mayor rendimiento térmico con mayor potencia
útil.
- Menor        consumo         de   combustible
(aproximadamente el 30% menos).
- Empleo de combustible más económico.
-  Menor contaminación atmosférica.
- No existe peligro de incendio.
-Motor más robusto y apto para trabajos duros,
con una mayor duración de uso.
- 
-   Mayor rentabilidad.
 
INCONVENIENTES:
 
•- Mayor peso del motor.
•- Necesitan soportes más fuertes.
•- Elementos de suspensión de mayor
      capacidad.
•-  Costo más elevado del motor.
•-  Menor régimen de revoluciones.
•-  Motor más ruidoso y con mayores
vibraciones.
•-  Reparaciones más costosas.
•-  Arranque más difícil.
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engrase.
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  • 1. MOTOR DIESEL CICLO IDEAL PARA LAS MAQUINAS DE ENCENDIDO POR COMBUSTIÓN
  • 2. Fue inventado y patentado por Rudolf Diesel en 1892, del cual deriva su nombre. Fue diseñado Rudolf Diesel inicialmente y presentado en la feria internacional de 1900 en París como el primer motor para "biocombustible" como aceite puro de palma o de coco
  • 3. El biodiesel es un carburante de características similares al gasóleo, pero que a diferencia de éste, se obtiene de aceites vegetales, vírgenes o reciclados.
  • 4. 1. Funciona en cualquier motor diesel convencional sin necesidad de ninguna modificación. 2. Puede ser usado solo o mezclado con gasóleo petrolífero. 3. No es peligroso de manejar ni de transportar, ya que es tan biodegradable como el azúcar, menos tóxico que la sal de mesa y su temperatura de inflamación es de 150ºC mientras que el diesel de petróleo es de 50ºC.
  • 5. El motor Diésel es un motor térmico de combustión interna en el cual el encendido se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro..
  • 6. CONSTITUCIÓN El motor diésel de 4T está formado básicamente de las mismas piezas que un motor de gasolina, algunas de las cuales son: Aro de pistón Bloque Culata Cigüeñal Volante Pistón Árbol de levas Válvulas Cárter
  • 7. Mientras que las siguientes son características del motor Diesel: Bomba inyectora Ductos Inyectores Bomba de transferencia Toberas Bujías de Precalentamiento
  • 8. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN EN LOS MOTORES DIESEL. Es el encargado de suministrar el combustible necesario para el funcionamiento del motor, pudiéndose diferenciar dos apartados fundamentales: a). Circuito de alta presión, encargado de impulsar el combustible a una presión determinada para ser introducido en las cámaras de combustión. b). Circuito de baja presión, encargado de enviar el combustible desde el depósito en que se encuentra almacenado a la bomba de inyección. El circuito quedaría formado así: •Depósito de combustible. •Bomba de alimentación. •Filtro. •Bomba de inyección -Inyectores. •.
  • 9. EL FILTRADO DEL COMBUSTIBLE. -El petróleo bruto contiene una gran cantidad de impurezas que no se eliminan por completo en el proceso de destilación. Dichas impurezas suelen estar constituidas principalmente por azufre, asfaltos y silicatos. -Por otra parte, y debido al uso y al paso del tiempo, el depósito de combustible puede almacenar polvo, arenas o partículas metálicas. Por ello es esencial eliminar dichas suciedades He aquí la necesidad de una escrupulosa limpieza del combustible hasta conseguir separar todas las impurezas que lleva consigo, al menos las que sean superiores a una milésima de milímetro. Los encargados de cumplir esta misión son los filtros de combustible, que se emplazan entre la bomba de alimentación y la de inyección. El elemento filtrante suele estar constituido por una especie de cartucho de papel poroso de celulosa especial o fieltro,
  • 10. SISTEMA DE INYECCIÓN. -Para realizar la combustión es necesario inyectar una determinada cantidad de combustible finamente pulverizado en la cámara de combustión, en la cual se encuentra el aire comprimido y caliente. Dicha misión está encomendada a los inyectores, que reciben el combustible de la bomba de inyección. -El combustible debe ser inyectado en la cámara de combustión en forma bien definida, pues el correcto funcionamiento de un motor Diesel depende en gran parte de una inyección correcta. Las condiciones esenciales son: -Iniciar la inyección en el momento preciso, de forma que la combustión se realice de forma correcta y por completo, variando el punto de inyección a medida que el régimen de giro del motor y las condiciones de carga varían -Pulverizar el combustible, de forma que se reparta en minúsculas gotas para facilitar su inflamación. -Dar a esas gotas la suficiente capacidad de penetración en
  • 11. TIPOS DE MOTORES DIÉSEL Existen motores diesel tanto de 4 tiempos (los más usuales en vehículos terrestres por carretera) como de 2 tiempos (grandes motores marinos y de tracción ferroviaria
  • 13. Es el ciclo ideal para las maquinas de encendido por comprensión, (conocidos como motores diesel), esto se debe a la mezcla de aire y de combustible que se comprimen hasta tener una temperatura inferior a la temperatura de auto- encendido del combustible, y el proceso de combustión se inicia al encender una bujía.
  • 14.  Admisión E→A El pistón baja con la válvula de admisión abierta, aumentando la cantidad de aire en la cámara. Esto se modela como una expansión a presión constante (ya que al estar la válvula abierta la presión es igual a la exterior). En el diagrama PV aparece como una recta horizontal.  Compresión A→B El pistón sube comprimiendo el aire. Dada la velocidad del proceso se supone que el aire no tiene posibilidad de intercambiar calor con el ambiente, por lo que el proceso es adiabático. Se modela como la curva adiabática reversible A→B, aunque en realidad no lo es por la presencia de factores irreversibles como la fricción.  Combustión B→C Un poco antes de que el pistón llegue a su punto más alto y continuando hasta un poco después de que empiece a bajar, el inyector introduce el combustible en la cámara. Al ser de mayor duración que la combustión en el ciclo Otto, este paso se modela como una adición de calor a presión constante. Éste es el único paso en el que el ciclo Diesel se diferencia del Otto.
  • 15.  Expansión C→D La alta temperatura del gas empuja al pistón hacia abajo, realizando trabajo sobre él. De nuevo, por ser un proceso muy rápido se aproxima por una curva adiabática reversible.  Escape D→A y A→E Se abre la válvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistón a una temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla fría en la siguiente admisión. El sistema es realmente abierto, pues intercambia masa con el exterior. No obstante, dado que la cantidad de aire que sale y la que entra es la misma podemos, para el balance energético, suponer que es el mismo aire, que se ha enfriado. Este enfriamiento ocurre en dos fases. Cuando el pistón está en su punto más bajo, el volumen permanece aproximadamente constante y tenemos la isócora D→A. Cuando el pistón empuja el aire hacia el exterior, con la válvula abierta, empleamos la isobara A→E, cerrando el ciclo.
  • 16. 1. TIEMPO (ASPIRACIÓN): Aire puro entra en el cilindro por el movimiento retrocediente del pistón. 2. TIEMPO (COMPRESIÓN): El pistón comprime el aire muy fuerte y éste alcanza una temperatura muy elevada. 3. TIEMPO (CARRERA DE TRABAJO): Se inyecta el gasoil, y éste se enciende inmediatamente por causa de la alta temperatura 4. TIEMPO (CARRERA DE El pistón empuja los gases de ESCAPE): combustión hacia el tubo de
  • 17. Isobara Q23>0 Adiabática Adiabática Q41<0 Isocora Adiabática  Isobara Adiabática Isócora
  • 18. Consta de las siguientes fases: 1-2 Compresión adiabática: Para este ciclo existe una relación de compresión en el proceso y se representa por medio de: 1→ 2 Para calcular el trabajo por medio de la primera ley V2 de la termodinámica: rp = V 1 { Q} + {W } = ∆U { Q} = 0 ∆U = mCV ∆t {W } = CV ∆t {W } = CV ( T2 − T1 )
  • 19. 2-3 Isobárico (expansión: transmisión de calor al sistema a presión constante) También existe una relación de combustión en el proceso de y esta queda representada por: 2→3 Para calcular el calor por medio de la primera ley de la V V termodinámica: r = = c 3 3 V2 V2 { Q} + {W } = ∆U {W } = 0 ∆U = C P ∆t { Q} = CV ∆t 2 { Q} 3 = C P ( T3 − T2 ) 2
  • 20. 3-4 Expansión adiabática { Q} + {W } = ∆U { Q} = 0 ∆U = mCV ∆t {W } = CV ∆t {W } = CV ( T4 − T3 ) 4-1 Isométrica (transmisión de calor al medio ambiente a volumen constante): { Q} + {W } = ∆U {W } = 0 ∆U = C P ∆t {W } = CV ∆t 4 {W } 1 = CV ( T1 − T4 ) 4
  • 21. Eficiencia: Qentrada − Qsalida (C P (T3 − T1) ) − ( CV (T1 − T4 )) η= = Qentrada C P (T3 − T1 ) Factor de relación ( r ) Donde: rv es la relación de compresión y rc es la relación de corte P2 rP = ⇒ Re lacion Pr esiones P1 V1 rV = ⇒ Re lacion Volumenes V2
  • 22. W P2 = P3 P4 P1 W V2 V3 V1 = V4 Q p = Calor suministrado Q o = Calor disipado
  • 23. Consta de las siguientes fases: 1-2 Compresión adiabática: Para este ciclo existe una relación de compresión en el proceso y se representa por medio de: 1→ 2 Para calcular el trabajo por medio de la primera ley V2 de la termodinámica: rp = V 1 { Q} + {W } = ∆U { Q} = 0 ∆U = mCV ∆t {W } = CV ∆t {W } = CV ( T2 − T1 )
  • 24. 2-3 Isobárico (expansión: transmisión de calor al sistema a presión constante) También existe una relación de combustión en el proceso de y esta queda representada por: 2→3 Para calcular el calor por medio de la primera ley de la V V termodinámica: r = = c 3 3 V2 V2 { Q} + {W } = ∆U {W } = 0 ∆U = C P ∆t { Q} = CV ∆t 2 { Q} 3 = C P ( T3 − T2 ) 2
  • 25. 3-4 Expansión adiabática { Q} + {W } = ∆U { Q} = 0 ∆U = mCV ∆t {W } = CV ∆t {W } = CV ( T4 − T3 ) 4-1 Isométrica (transmisión de calor al medio ambiente a volumen constante): { Q} + {W } = ∆U {W } = 0 ∆U = C P ∆t {W } = CV ∆t 4 {W } 1 = CV ( T1 − T4 ) 4
  • 26. Eficiencia: Qentrada − Qsalida (C P (T3 − T1) ) − ( CV (T1 − T4 )) η= = Qentrada C P (T3 − T1 ) Factor de relación ( r ) Donde: rv es la relación de compresión y rc es la relación de corte P2 rP = ⇒ Re lacion Pr esiones P1 V1 rV = ⇒ Re lacion Volumenes V2
  • 27. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS MOTORES DIESEL CON RESPECTO A LOS DE CICLO OTTO: VENTAJAS:   -Mayor rendimiento térmico con mayor potencia útil. - Menor consumo de combustible (aproximadamente el 30% menos). - Empleo de combustible más económico. -  Menor contaminación atmosférica. - No existe peligro de incendio. -Motor más robusto y apto para trabajos duros, con una mayor duración de uso. -  -   Mayor rentabilidad.  
  • 28. INCONVENIENTES:   •- Mayor peso del motor. •- Necesitan soportes más fuertes. •- Elementos de suspensión de mayor capacidad. •-  Costo más elevado del motor. •-  Menor régimen de revoluciones. •-  Motor más ruidoso y con mayores vibraciones. •-  Reparaciones más costosas. •-  Arranque más difícil. •-  Requieren mayor calidad en los aceites de engrase.