Ciclo De Funcionamiento Motor Diesel

Ciclo de funcionamiento del motor diesel de 4 tiempos

Motores Diesel de 4 tiempos

Ciclo Teórico:

En admisión el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible en los motores de encendido provocado o el aire en motores de encendido por compresión. La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer tiempo el cigüeñal da 180º y el árbol de levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es descendente.

Al llegar al final de carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente.

Al no poder llegar al final de carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado, salta la chispa en la bujía, provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diésel, se inyecta con jeringa el combustible que se auto inflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal da 180º mientras que el árbol de levas da 240º, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente.

En esta fase el pistón empuja cuidadosamente, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º y su carrera es ascendente

Ciclo practico de los motores diesel de 4 tiempos

ADMISIÓN

Corresponde a este tiempo o proceso este tiempo la carrera descendente delpistón, la válvula del pistón, la válvula de admisión se abre unos 15º antes deque el eje cigüeñal llegue al PMS.

COMPRESIÓN

Se produce este proceso durante la carrera ascendente del pistón. Esta fase comienza realmente cuando se cierra la válvula de admisión y finaliza al llegar el pistón al PMS .

COMBUSTION Y EXPANSION

Se realiza este proceso durante la carrera descendente del pistón. Durante el tiempo tiene lugar la combustión y la expansión, la temperatura eleva a unos 3,27ºF (1,800ºC) y la presión a unos 146 lb./pulgadas (50 Kg./centímetros cuadrados) , El Aumento de presión obliga al pistón a descender con cierta violencia , a la vez que la gran cantidad de gases generados por la combustión se expansionan por el aumento de volumen creado por el descenso del pistón.

ESCAPE

Antes de terminar la carrera motriz se abre la válvula de escape con objeto de dar mayor facilidad de salida a los gases quemados, y evitar en lo posible la contrapresión en la carrera ascendente del pistón.

Generalmente:

Las Válvulas de admisión se abren entre 10 y 25 grados de giro del eje cigüeñal antes del P.M.S .

Se cierran de 20 a 45 grados de giro después del P.M.I

La inyección del combustible comienza alrededor de 7 a 26 grados antes del P.M.S

Las Válvulas de escape se comienzan a abrir de 30 a 60 grados antes del P.M.I para poder expulsar los gases de escape al tiempo correcto.

Se cierran de 10 a 20 grados después del P.M.S

Presiones y temperatura de funcionamiento en cada ciclo

0-1.-Admision (Isibora): Durante la admisión se supone que el cilindro se llena totalmente de aire que circula sin rozamiento por los conductos de admisión, por lo que se puede considerar que la presión se mantiene constante e igual a la presión atmosférica. Es por lo que esta carrera puede ser representada por una transformación isobara (P=K)

1-2.-Compresion (Adiabatica): Durante esta carrera el aire es comprimido hasta ocupar el volumen correspondiente a la cámara de combustión y alcanza presiones del orden de 50kp/〖cm〗^2. Se supone que por hacerse muy rápidamente no hay que considerar perdidas de calor, por lo que esta transformación puede considerarse adiabática. La temperatura alcanzada al finalizar la compresión supera los 600°C, que es la temperatura necesaria para producir la auto inflamación del combustible sin necesidad de chispa eléctrica.

2.3.-Inyeccion y combustión (Isobara): durante el tiempo que dura la inyección, el pistón inicia su descenso, pero la presión del interior del cilindro se supone que se mantiene constante, transformación isobara, debido a que el combustible que entra se quema progresivamente a medida que entra en el cilindro, compensando el aumento de volumen que genera el desplazamiento del pistón. Esto se conoce como retraso de combustión.

3-4.- Termina la inyección se supone una expansión (3-4). La cual como la compresión supone que se realiza sin intercambio de calor con el medio exterior, por lo que se considera una transformación adiabática. La presión interna desciende a medida que el cilindro aumenta de volumen

4-1.-Primera fase del escape (Isocora): En el punto 4 se supone que se abre instantáneamente la válvula de escape y se supone que los gases quemados salen tan rápidamente al exterior, que el pistón no se mueve, por lo que se puede considerar que la transformación que experimentan es una isocora. La presión en el cilindro baja hasta la presión atmosférica y una cantidad de calor Q2 no transformado en trabajo es cedido a la atmosfera.

1-0.-segunda fase del escape (Isobara): Los gases residuales que quedan en el interior del cilindro son expulsados al exterior por el pistón durante su recorrido (1-0) hasta el PMS. Al llegar a el se supone que de forma instantánea se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión para iniciar un nuevo ciclo. Como se supone que no hay perdida de carga debida al rozamiento de los gases quemados al circular por los conductos de escape, la transformación (-0) puede ser considerada como isobara.

Estructura básica del motor diesel de 4 tiempos

La figura 1 muestra los componentes más importantes de un motor Diesel. Algunos de los sistemas más importantes, responsables de un funcionamiento sincronizado, son el de válvulas, el cigüeñal y el sistema de inyección. En este caso el mecanismo de válvulas consta de un árbol de levas y válvulas. Estos están albergados en la tapa de cilindros y cerrados por la tapa de la misma en la parte superior. La tapa de cilindros contiene asimismo los inyectores y los conductos para la aspiración

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