Tema 12 - Motor Diésel 4 Tiempos PDF

GRADO EN INGENIERÍA AGROALIMENTARIA MOTORES DIESEL 4 TIEMPOS Profesor: Alberto Santiago Aliste CONSTITUCIÓN MOTOR DIESEL CONSTITUCIÓN MOTOR DIESEL CARACTERÍSTICAS  CARACTERÍSTICAS COMBUSTIBLE Generalmente es gasóleo,...

GRADO EN INGENIERÍA AGROALIMENTARIA MOTORES DIESEL 4 TIEMPOS Profesor: Alberto Santiago Aliste CONSTITUCIÓN MOTOR DIESEL CONSTITUCIÓN MOTOR DIESEL CARACTERÍSTICAS  CARACTERÍSTICAS COMBUSTIBLE Generalmente es gasóleo, cuyas características principales son: Es un destilado del petróleo. Su capacidad para inflamarse se mide por el índice cetano. A menos de -25 ºC se parafina. Su densidad es de 0,82 Kg/l. y su poder calorífico de unos 42000 Kj/Kg. Actualmente se está incrementando el uso de biodiésel como combustible. Se obtiene de aceites vegetales.  CARACTERÍSTICAS CARGA DEL CILINDRO. RETARDO DIÉSEL. Carga del cilindro: En la admisión solo introducimos aire en el cilindro. Al final de la compresión comienza la inyección. La mezcla aire-combustible siempre se hace con exceso de aire. No hay mariposa en el colector de admisión. La carga se regula variando la duración de la inyección. Retardo Diésel: Al final de la compresión la temperatura del aire en el cilindro ronda los 500 ºC. En ese momento se inyecta el combustible. Desde el momento de la inyección, hasta á inflamación de la mezcla se da el retardo diésel, que se compensa con el avance de la inyección.  CARACTERÍSTICAS DIFERENCIAS ENTRE EL MOTOR DE CICLO OTTO Y EL DE CICLO DIÉSEL: Motor Otto: Motor Diésel: Mezcla de aire-combustible con Trabajo siempre en exceso de una cierta proporción. aire. Regulación de la carga por Regulación de la carga mariposa. mediante la inyección. Rc entre 8 y 11. Rc entre 14 y 22. Encendido por chispa.. Inflamación de la mezcla por la temperatura elevada. Combustión a volumen casi constante y muy rápida. La combustión dura entre 20 y 40º de giro del cigüeñal. Presión máxima de combustión Presión máxima de combustión de 40 bares. de 90 bares. N. Colado 8  CARACTERÍSTICAS INYECCIÓN DIRECTA FRENTE A INYECCIÓN INDIRECTA Motores de inyección directa: la Motores de inyección indirecta: la inyección a alta presión se hace inyección se hace en una precámara directamente dentro del cilindro. tallada en la culata. CARACTERÍSTICAS INYECCIÓN INDIRECTA: La inyección se hace en una cámara auxiliar. Iniciada la combustión, esta avanza a través de unos conductos hasta la cabeza del pistón. Los inyectores son de un solo orificio y las presiones de inyección van de los 100 a los 140 bares. CARACTERÍSTICAS INYECCIÓN DIRECTA: La inyección se hace dentro del propio cilindro mediante inyectores de varios orificios. Permite que se realicen pre y postinyecciones. Las presiones de inyección pueden superar los 1800 bares.  CICLO DE TRABAJO TEÓRICO DIESEL 4 TIEMPOS  CICLO TEÓRICO DIESEL El ciclo de trabajo del motor Diésel lento tiene las siguientes cuatro fases: Admisión. Compresión. Combustion-expansión. Escape. CICLO TEÓRICO DIESEL ADMISIÓN (1-2): Se abre la válvula de admisión y comienza del descenso del pistón desde el PMS hacia el PMI. La presión en el interior del cilindro se supone que es la atmosférica.  CICLO TEÓRICO DIESEL Compresión (2-3): Con ambas válvulas cerradas comienza el ascenso del pistón hacia el PMS. Al final la Rc alcanza valores entre 14 y 22 y la T es de entre 600 y 650 ºC  CICLO TEÓRICO DIESEL COMBUSTIÓN-EXPANSIÓN (3-4 Y 4-5): La inyección de combustible provoca la inflamación, que dura lo que dure la inyección. En una primera fase el pistón avanza a P cte. (3-4) Terminada la inyección, el pistón sigue bajando por la expansión de los gases (4-5) CICLO TEÓRICO DIESEL Escape (5-6 y 6-1): Al abrir la válvula de escape se da un repentina salida de gases por efecto de la presión (5-6) Posteriormente el ascenso del pistón arrastra los gases residuales del cilindro (6-1)  CICLO TEÓRICO DIESEL 1-2: admisión a presión atmosférica (isobara) 2-3: compresión (adiabática) 3-4: combustión (isobara). 4-5: expansión (adiabática). 5-2: escape (isócoro). 2-1: escape (isobara). Resumen del ciclo teórico del motor Diésel lento y las suposiciones que hacemos para dibujarlo así.  CICLO TRABAJO TEÓRICO SABATHE CICLO TEÓRICO SABATHÉ Es más adecuado para los motores Diésel rápidos que se usan en automoción. Su principal diferencia con el ciclo teórico es que el proceso de aportación de calor se hace en dos partes: La inyección (3) provoca una combustión a volumen constante (3-4) (isócora). Hay una segunda parte de la combustión a presión constante (4-5) (isobara). Este pequeño recorrido del pistón (4- 5) permite que el régimen de giro de estos motores sea mayor. CICLO TRABAJO REAL DIESEL  CICLO REAL DIESEL EL CICLO REAL DEL MOTOR DIÉSEL RÁPIDO ADOPTA ESTA FORMA: N. Colado 22 DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN  DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN ADMISION: Si comienza en el PMS, se DIAGRAMA TEÓRICO provocaría una fuerte depresión en el cilindro y aumento de perdida de bombeo. Si termina el PMI, la presión dentro del cilindro sería inferior a la atmosférica. Si retrasamos el cierre, seguiría cargándose el cilindro a causa de la inercia del flujo en el conducto de admisión. COMPRESION: El cierre y/o apertura de la válvula de admisión origina sobrepresiones y/o presiones, cuya onda se propaga por el conducto de admisión, denominado golpe de ariete. Pero también favorece una sobrepresión para el llenado del cilindro. COMBUSTION: Comienza antes de terminar la segunda carrera y principio de la tercera. EXPANSION: Si la válvula escape comenzara a abrirse al final de la tercera carrera, la presión interior se mantendría alta durante un buen recorrido de la cuarta, y el trabajo sería menor que si comenzamos antes su apertura. ESCAPE: Con el retraso se aprovecha la inercia del flujo en el conducto de escape, limpieza de humos y mayor carga  DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN DIAGRAMA REAL Las cotas de la distribución se diseñan para favorecer el intercambio de gases del cilindro aprovechando la inercia de estos. En los motores Diésel sobrealimentados, el cruce de válvulas es menor debido a que la entrada de aire en el cilindro es forzada, por lo que las inercias de los gases son menos importantes. SOBREALIMENTACIÓN  SOBREALIMENTACIÓN La sobrealimentación aumenta el consumo de aire de los motores Diésel, con lo que se eleva el rendimiento. Mediante algún mecanismo (generalmente un turbocompresor), subimos la presión en el colector de admisión, con lo que se puede aumentar la carga. Las ventajas son: Aumenta el rendimiento del motor. Se mejora el intercambio de gases. En estos motores hay que rebajar la Rc.  SOBREALIMENTACIÓN El sistema más común de sobrealimentación es el turbocompresor, en el que aprovechamos la velocidad de salida de los gases de escape para mover una turbina que tiene acoplado un compresor centrífugo.. A menudo se instala un intercambiador de calor en el conducto de admisión para enfriar los gases que vienen del compresor.