Actividad 8 “Motor de encendido por compresión y su balance térmico”

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Nava Arsola Diego Alberto

Actividad 8

“Motor de encendido por compresión y su balance térmico”

Laboratorio de máquinas térmicas

Grupo 8

20 de abril del 2017

1. Sistema de alimentación de combustible.

El sistema de alimentación tiene la función de suministrar el combustible al motor. Se compone de una etapa de baja presión y una de alta presión, en la que se encuentra la bomba inyectora; ésta genera la presión de inyección requerida y suministra el combustible al circuito de alta presión.

Al mismo tiempo, la bomba inyectora es alimentada a través del sistema de baja presión, que se encarga de transportar el combustible desde el depósito y filtrarlo para garantizar que esté libre de humedad y otros tipos de impurezas.

El sistema  de baja presión, también llamado etapa de suministro está compuesto en general por los siguientes componentes, aunque esto puede variar según el tipo de sistema:

• Depósito de combustible
• Filtro preliminar  
• Filtro principal de combustible
• Bomba de alimentación de combustible  
• Válvula limitadora de presión  
• Conductos de baja presión  
• Unidad de control  

El sistema de alta presión o etapa de inyección está compuesto ´principalmente de una bomba de inyección.

Las variantes del sistema de alimentación son:

• Sistema de bomba individual o unitaria: Estos pueden ser con bomba PF o con la unidad bomba-inyector UIS.

1. No tienen árbol de levas propio, sino uno común a todas se encuentra sobre el árbol de levas correspondiente al control de válvulas del motor. Por este motivo no es posible la variación del avance mediante un giro del árbol de levas. Sus aplicaciones se dan en motores pequeños, locomotoras diésel, motores navales, maquinaria de construcción, etc.
2. La bomba de inyección y el inyector son una única pieza. Al igual que las bombas de inyección individuales son accionadas por un árbol de levas montado sobre el bloque del motor. Pueden conseguir una presión de inyección de hasta 2000 bar por lo que es posible mejorar el proceso de combustión, reduciendo el consumo de combustible y por ende las emisiones contaminantes del motor.

• Sistema de inyección en línea: El elemento principal de bombeo de este tipo de bombas se compone de un cilindro y un émbolo que se encarga de comprimir el combustible para que sea inyectado a una determinada presión.

La bomba tiene tantos elementos de bombeo como cilindros el motor. Los elementos de bombeo están acomodados en línea dentro de la bomba. Su carrera no puede variar, por lo que necesitan un sistema que varíe la cantidad de combustible bombeado. Para ello el émbolo tiene una serie de ranuras inclinadas y mediante un mecanismo que lo hace girar, permite la variación de la carrera útil en función de la carga y el número de revoluciones del motor.

Existen dos tipos:

1. Bomba PE estándar: El comienzo de la inyección está determinado por una lumbrera de admisión situada en la parte inferior del cilindro, que es cerrada por el émbolo cuando este empieza a subir. La ranura del émbolo y su ángulo de giro determinan el fin de la carrera útil y, por tanto, el caudal de inyección.
2. Bomba con válvula de corredera: Tiene una corredera que se desliza sobre el émbolo de la bomba mediante un eje actuador, con lo que puede modificarse la carrera, y con ello también el comienzo de la inyección.

• Sistema de conducto común o “common rail”: Este sistema tiene un acumulador común para todas las líneas de inyección. En él se acumula el combustible suministrado por la bomba de alta presión. Esta presión es independiente del régimen de giro del motor y del caudal de inyección.

El momento y el caudal de inyección se calculan en la unidad de control electrónica ECU y se realizan por el inyector en cada cilindro del motor, mediante el control de una electroválvula.

El control de la inyección, consigue reducir notablemente el consumo de combustible y las emisiones contaminantes.

2. Alternativas de cogeneración.

La cogeneración es la generación simultánea de dos o más tipos de energía, normalmente energía térmica y eléctrica. Dado que estas energías se producen simultáneamente, entonces pueden ser utilizadas simultáneamente debido a la proximidad de la planta generadora a los equipos que van a consumir esta energía. Si además de producir calor y electricidad, se produce frio entonces se está hablando de trigeneración.

Los sistemas utilizados en cogeneración pueden ser: sistemas con turbina de vapor, con turbina de gas, con motores de combustión interna y pueden ser una combinación de estos.

En general se suelen utilizar sistemas combinados. En las grandes industrias se utilizan sistemas combinados con turnas de gas y turbinas de vapor aunque una alternativa es la utilización de sistemas con motores de combustión interna (motores de encendido por chispa o motores Diésel) y turbina de vapor.

En los sistemas con motor Diésel, la cogeneración se da al aprovechar el calor residual de los gases de combustión en el escape del motor mediante un sistema de recuperación de calor que no se trata de otra cosa que una caldera (pirotubular o acuotubular) que calienta agua con el calor de estos gases para producir vapor, el cual se hace expansionar en una turbina de vapor para generar más electricidad.

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Si el lugar donde se instala el sistema de cogeneración requiriese también producción de energía térmica en forma de frio se puede hacer trigeneración utilizando sistemas de refrigeración por compresión (ya sea de gas o de algún tipo de refrigerante) que consuman la energía eléctrica producida por los generadores eléctricos.

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Si bien la cogeneración y trigeneración con sistemas con motor Diésel es eficiente, estos presentan el problema del combustible, que se trata en general del fuelóleo. Se utiliza fuelóleo porque es el que mejor compite en precio con otros combustibles como el gas natural, sin embargo presenta una considerable cantidad de azufre y otro tipos de impurezas que además de disminuir la eficiencia del motor, también libera una gran cantidad de sustancias contaminantes al medio ambiente.

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