Temperatura de funcionamiento del motor diésel: ¿cómo alcanzarla y controlarla?
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¿Cuál es la temperatura de funcionamiento de los motores diésel y cuáles son sus características? Estas preguntas, y muchas otras, serán discutidas a continuación.
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- 1 Características del motor diesel
- 2 Ventajas y desventajas de un motor diesel.
- 3 Los principales parámetros de las unidades diesel.
- 4 Fases de combustión del combustible y naturaleza de los gases de escape
- 5 Temperatura de funcionamiento del motor en invierno: ¿cómo arrancar correctamente?
Características del motor diesel
Entonces, antes de tocar cualquier parámetro específico, debe decidir qué es, en general, un motor diesel. La historia de este tipo de motor comienza allá por 1824, cuando un famoso físico francés planteó la teoría de que es posible calentar un cuerpo a la temperatura requerida cambiando su volumen. En otras palabras, realizando una compresión rápida.
Sin embargo, este principio encontró aplicación práctica varias décadas después, y en 1897 se produjo el primer motor diesel del mundo, su desarrollador es el ingeniero alemán Rudolf Diesel. Por lo tanto, el principio de funcionamiento de dicho motor es el autoencendido del combustible atomizado que interactúa con el aire calentado durante la compresión. El alcance de un motor de este tipo es bastante extenso, desde automóviles estándar, camiones, maquinaria agrícola y terminando con tanques y construcción naval.
Ventajas y desventajas de un motor diesel.
Ahora se deben decir algunas palabras sobre todos los pros y los contras de tales estructuras. Comencemos con los aspectos positivos. Los motores de este tipo funcionan con casi cualquier combustible, por lo tanto, no se imponen requisitos serios sobre la calidad de este último, además, con un aumento en su masa y contenido de átomos de carbono, aumenta el poder calorífico del motor y, en consecuencia, su eficiencia. Su eficiencia a veces supera el 50%.
Los automóviles con tales motores son más "sensibles", y todo gracias al alto valor del par a bajas revoluciones.. Por lo tanto, una unidad de este tipo es bienvenida en los modelos de autos deportivos, donde es imposible no salir del corazón. Por cierto, fue este factor el que contribuyó al uso generalizado de este tipo de motor en camiones grandes. Y la cantidad de CO en los gases de escape de los motores diésel es muy inferior a la de los motores de gasolina, lo que también es una indudable ventaja. Además, son mucho más económicos, e incluso antes el costo del combustible era mucho más bajo que la gasolina, aunque hoy en día sus precios son casi iguales.
En cuanto a las deficiencias, son las siguientes. Debido al hecho de que durante el proceso de trabajo hay una gran tensión mecánica, las piezas del motor diesel deben ser más potentes y de alta calidad y, por lo tanto, más caras. Además, esto también afecta la potencia desarrollada, y no desde el mejor lado. El lado ambiental del problema es muy importante hoy en día, por lo tanto, para reducir las emisiones de escape, la sociedad está dispuesta a pagar por motores más limpios y desarrollar esta dirección en los laboratorios de investigación.
Otra desventaja significativa es la probabilidad de que el combustible se solidifique en la estación fría, por lo que si vive en una región donde prevalecen temperaturas bastante bajas, entonces un automóvil diésel no es la mejor opción. Se dijo anteriormente que no existen requisitos serios para la calidad del combustible, pero esto solo se aplica a las impurezas del aceite, pero con las impurezas mecánicas, la situación es mucho más grave. Las piezas de la unidad son muy sensibles a dichos aditivos, además, fallan rápidamente y las reparaciones son bastante complicadas y costosas.
Los principales parámetros de las unidades diesel.
Antes de responder a la pregunta de cuál es la temperatura de funcionamiento de un motor diésel, vale la pena prestar un poco de atención a sus principales parámetros. Estos incluyen el tipo de unidad, dependiendo del número de ciclos, puede haber motores de cuatro y dos tiempos. También de considerable importancia es el número de cilindros con su ubicación y orden de operación. La potencia del vehículo también se ve significativamente afectada por el par.
Ahora consideremos directamente la influencia del grado de compresión de la mezcla de gas y combustible que, de hecho, determina la temperatura de funcionamiento en los cilindros de un motor diesel. Como se mencionó al principio, el motor funciona encendiendo los vapores de combustible cuando interactúan con el aire caliente. Así, se produce la expansión volumétrica, el pistón sube y, a su vez, empuja al cigüeñal.
Cuanto mayor es la compresión (también aumenta la temperatura), más intenso se produce el proceso descrito anteriormente y, en consecuencia, aumenta el valor del trabajo útil. La cantidad de combustible permanece sin cambios.
Sin embargo, tenga en cuenta que para el funcionamiento más eficiente del motor, la mezcla de aire y combustible debe arder uniformemente y no explotar. Si hace que la relación de compresión sea muy alta, esto conducirá a un resultado no deseado: encendido incontrolado. Además, tal situación no solo contribuye a un funcionamiento insuficientemente eficiente de la unidad, sino que también provoca un sobrecalentamiento y un mayor desgaste de los elementos del grupo de pistones.
Fases de combustión del combustible y naturaleza de los gases de escape
¿Cómo se lleva a cabo el proceso de combustión de la mezcla aire-combustible en los motores diésel y cuál es la temperatura en la cámara? Entonces, todo el proceso de operación del motor se puede dividir en cuatro etapas principales. En la primera etapa, se inyecta combustible en la cámara de combustión, lo que ocurre a alta presión, que es el comienzo de todo el proceso. La mezcla bien rociada luego se enciende espontáneamente (segunda fase) y se quema. Es cierto que el combustible en todo su volumen está lejos de estar siempre lo suficientemente bien mezclado con el aire, también hay zonas que tienen una estructura irregular, comienzan a quemarse con cierto retraso. En esta etapa, es probable que ocurra una onda de choque, pero no es terrible, ya que no conduce a la detonación. La temperatura en la cámara de combustión alcanza los 1700 K.
Durante la tercera fase, se forman gotitas a partir de la mezcla cruda y, a temperaturas elevadas, se convierten en hollín. Este proceso, a su vez, conduce a un alto grado de contaminación de los gases de escape. Durante este período, la temperatura aumenta aún más hasta 500 K y alcanza un valor de 2200 K, mientras que la presión, por el contrario, disminuye gradualmente.
En la última etapa, los restos de la mezcla de combustible se queman para que no salga como parte de los gases de escape, contaminando significativamente la atmósfera y las carreteras. Esta etapa se caracteriza por la falta de oxígeno, esto se debe a que la mayor parte ya se ha quemado en las fases anteriores. Si calculamos la cantidad total de energía gastada, será alrededor del 95%, mientras que el 5% restante se pierde debido a la combustión incompleta del combustible.
Al ajustar la relación de compresión, o más bien, al llevarla al valor máximo permitido, puede reducir ligeramente el consumo de combustible. En este caso, la temperatura de los gases de escape del motor diesel estará en el rango de 600 a 700 °C. Pero en motores de carburador similares, su valor puede alcanzar hasta 1100 ° C. Por lo tanto, resulta que en el segundo caso se pierde mucho más calor y parece haber más gases de escape.
Temperatura de funcionamiento del motor en invierno: ¿cómo arrancar correctamente?
Seguramente no solo los propietarios de vehículos con motor diesel saben que el automóvil debe calentarse durante varios minutos antes de conducir, esto es especialmente cierto en la estación fría.. Entonces, veamos las características de este proceso. Los pistones son los primeros en calentarse, y solo luego el bloque de cilindros. Por lo tanto, las dilataciones térmicas de estas partes son diferentes, y el aceite que no se ha calentado a la temperatura deseada tiene una consistencia espesa y no fluye en la cantidad requerida. Por lo tanto, si comienza a echar gasolina en un automóvil que no se ha calentado lo suficiente, esto afectará negativamente la junta de goma ubicada entre las partes anteriores y los elementos del motor.
Sin embargo, un calentamiento demasiado largo del motor también es peligroso, porque en este momento todas las piezas funcionan, por así decirlo, por desgaste. Y, en consecuencia, su vida útil se reduce. ¿Cómo realizar correctamente este procedimiento? Primero, es necesario llevar la temperatura del líquido a 50 ° C al ralentí y luego comenzar a moverse, pero solo en una marcha baja, que no exceda las 2500 rpm. Después de que el aceite se haya calentado hasta la marca cuando la temperatura de funcionamiento sea de 80 ° C, puede agregar la velocidad del motor.
• el sistema de refrigeración está defectuoso;
• la compresión en los cilindros es baja.
Si la planta de energía diesel no se ha calentado a la temperatura de funcionamiento, entonces el combustible diesel no se quema completamente mientras se conduce bajo carga, como resultado, se forman depósitos de carbón, los inyectores de combustible se obstruyen, el filtro de partículas falla rápidamente, varios elementos del diesel desgaste del motor y esta no es una lista completa de consecuencias.
Por ejemplo, si los inyectores de combustible se obstruyen, el combustible diesel no se rociará, pero en el mejor de los casos se verterá en las cámaras de combustión, respectivamente, el combustible no se puede quemar por completo, primero se forman depósitos de carbón en los pistones y luego debido al sobrecalentamiento del la superficie puede simplemente quemarse. Si la válvula de escape se quema, la compresión en el cilindro caerá, la presión de compresión no será suficiente para encender la mezcla de combustible. En consecuencia, se excluirá la temperatura de funcionamiento de dicho motor, el arranque será el mismo
Todos estos métodos ayudarán a salvar el motor si aún funciona en invierno, pero ¿y si se niega a responder a sus acciones? Es difícil aconsejar algo ya sobre el hecho del problema, es más fácil prevenirlo. Esto fue posible gracias a un nuevo invento de los fabricantes de combustible: aditivos que ayudan a que la composición no se encere. Además de la capacidad de agregarlos usted mismo, puede comprar combustible diesel listo para usar con las proporciones óptimas de estos aditivos. En la mayoría de las regiones con bajas temperaturas invernales, aparece en las estaciones de servicio ya en las primeras heladas leves, a menudo denominadas DT-Arktika.
