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Motores diesel

 

 

 

El cometido de cualquier motor es el de producir trabajo mecánico a partir de la energía suministrada. Los motores diesel lo hacen de forma muy eficaz y segura quemando combustible, generalmente petróleo o gasoil que es menos peligroso, volátil  y explosivo que la gasolina.

En un motor diesel el combustible entra en el cilindro a presión cuando el aire ya ha sido comprimido y por tanto está muy caliente a unos 600ºc. El combustible se inflama inmediatamente y por tanto la presión de la combustión desplaza el pistón.

Rudolf Diesel (1858-1913), recibió su educación en la Universidad de Munich, en donde comenzó sus investigaciones sobre la posibilidad de hacer un motor según el ciclo termodinámico de Carnot que obtuviera el máximo rendimiento energético. Con el paso del tiempo llegó a la conclusión de que no era factible llevar a la práctica el ciclo de Carnot, pero tuvo éxito al inventar el motor de autoencendido (sin bujías).

En 1.893 obtuvo su patente y después de algunas dificultades financieras construyó un motor que explotó al producirse la primera inyección de combustible. Rudolf se salvó milagrosamente de la muerte. Tras cuatro años de experimentos consiguió fabricar un motor para ser comercializado. Durante una tormenta en 1.913 cae trágicamente al mar desde un barco que cruzaba el Canal de la Mancha, desapareciendo para siempre.

La principal ventaja del motor Diesel es su alto rendimiento de combustible, frente a otros motores como son el de gasolina o las turbinas de gas. En los 100 años que han trascurrido desde su invención, se han producido impresionantes avances tecnológicos haciéndolo más económico, ecológico, más potente, seguro, duradero, ligero y silencioso. Además, este tipo de motor ha demostrado ser capaz de funcionar con una gran variedad de combustibles, como los bio-diesel, haciéndolo sumamente versátil.

 

Se empezaron a utilizar en centrales eléctricas y fábricas ya que el enorme peso de las primeras versiones no permitía que fuera utilizado en barcos, coches o trenes. Hoy resulta imposible imaginar barcos y coches sin motores diesel.

 

 

La primera aplicación en propulsión marina tuvo lugar en Francia, en la barcaza "Petit Pierre" allá por el año 1903 con una potencia total de 30 Cvs. Poco después llegó la locomotora diesel construida por Maschinenfabrik Esslingen la cual demostró su alta eficiencia. Los motores ya llegaban a 1.000 CVs, impulsando el convoy a 50 Km/hora. 

Cualquier motor diesel comprime el aire inyectado en el interior del cilindro antes de la inyección del combustible que penetra en el cilindro pulverizado a muchísima presión (más de 1.000 atmósferas). Como el aire está muy caliente, la mezcla gaseosa se inflama inmediatamente lo cual genera una gran cantidad de calor y de gases expandidos por la alta temperatura. Este aumento de la presión es la que empuja el pistón que transmite la fuerza mecánica al cigüeñal a través de la biela.

 

 

 

 

En que se parece y se diferencia

un motor diesel de uno de gasolina

 

Los dos motores son de combustión interna y utilizan combustibles muy parecidos. De hecho hay motores de 4 tiempos que queman gasoil de la misma manera que podríamos diseñar un motor diesel que quemara gasolina.

Pero el motor diesel carece de un sistema auxiliar de encendido, es decir de bujías, bobinas, delcos, distribuidores, encendidos electrónicos etc, ya que el combustible se inflama de forma natural al ser inyectado en un cilindro lleno de aire a muy alta temperatura como consecuencia de haber sido comprimido. Esta es realmente la diferencia básica que define a un motor diesel respecto a los demás.

 

Los motores diesel trabajan con una compresión muy elevada  y por esta razón son capaces de poder quemar combustibles menos volátiles como por ejemplo el petróleo o el aceite de palma (bio-diesel).

Los motores de 2 y 4 tiempos clásicos tenían carburadores en los que se mezclaba el aire y la gasolina pulverizada la cual pasaba al cilindro ya mezclada. Tenían válvulas de admisión y escape o transfers en el caso de los 2 tiempos y por tanto contrastes muy significativas respecto a los motores diesel.  Pero 2 y 4 tiempos no define ninguna diferenciación frente a los diesel ya que es posible encontrar diesel que trabajen en 2 tiempos o también en 4 tiempos.

De hecho las fronteras nunca fueron totalmente nítidas. Por ejemplo el motor diesel tipo Hesselmann trabaja con una relación de compresión 9, mucho más baja que en los otros motores diesel, por lo que el calentamiento de la compresión no es capaz de inflamar el combustible, y por ello se recurre a la chispa de una bujía corriente alimentada con todo un sistema de encendido tradicional. Es un motor mixto entre el diesel y el explosión precursor de los actuales motores de inyección de 4 tiempos.  

Ahora los motores de 4 y 2 tiempos de gasolina también tienen inyectores de alta presión que introducen la mezcla con el aire ya comprimido en el cilindro. Las diferencias son mucho más difusas… La mayoría de los actuales motores de gasolina ya no tienen carburadores, hay motores de 2 tiempos que inyectan el combustible directamente en el cilindro como lo hacen de toda la vida los diesel. La diferencias son más sutiles y las prestaciones y rendimientos más parecidos. Los diesel ya no son motores de vibraciones espantosas, con bloques sumamente pesados. Los motores de 2 tiempos ya no contaminan más que los de 4 tiempos. La tecnología ha puesto las definiciones totalmente  “patas arriba”.

 

La mayoría de los motores marinos son diesel tanto para la náutica de recreo como en propulsión de barcos de pasajeros, lanchas rápidas, transbordadores, remolcadores, barcos de guerra o rompehielos. Pero en barcos verdaderamente grandes las turbinas de gas son más beneficiosas ya que para grandes potencias a partir de algunos miles de caballos, el peso de motor con turbinas es del orden de la mitad que el de las motorizaciones con diesel.

Existen motores diesel de hasta 24 cilindros normalmente dispuestos en V a 60º o a 90º.  En motores pequeños de hasta 1000 Cvs la inyección es directa pero en los grandes motores de mercantes esta se produce en una precámara que está conectada con el cilindro. Las relaciones de compresión normalmente utilizadas oscilan entre 10:1 y 20:1, con o sin turbocompresores.

 

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