¿De qué está hecho el diésel? El principio de funcionamiento de un motor diesel es un motor seccionado. Sistema de combustible en un motor diesel

¿Alguna vez han pensado, queridos automovilistas, por qué los europeos económicos compran con mayor frecuencia automóviles con motores diesel? Después de todo, el nivel de vida y la renta per cápita en Europa permite que la gente no piense demasiado en el coste del combustible. Pero a pesar del bienestar normal de los ciudadanos europeos, siguen comprando automóviles con motores diesel con mayor frecuencia. Y la razón aquí, por cierto, no es solo la economía de combustible. Solo por la economía, los europeos pedantes nunca comprarían automóviles diésel al por mayor. De hecho, en la propia UE, se asocia a una serie de otras ventajas que tienen estos vehículos diésel en comparación con sus homólogos de gasolina. Amigos, junto con nosotros (usted), descubramos en detalle cuáles son las ventajas, además de la economía de combustible, que tienen los motores diesel.

1. Los motores diésel son más económicos.

Como todos sabemos desde hace mucho tiempo, la ventaja más importante y significativa de cualquier motor diesel en comparación con sus contrapartes de gasolina es su tamaño más pequeño. El bajo consumo de la unidad diésel está asociado a su característica de convertir este combustible diésel en energía. Por ejemplo, una unidad de energía diesel de este tipo quema combustible (combustible) de manera más eficiente, lo que le permite recibir aproximadamente el 45 - 50% de toda la energía de un volumen de combustible quemado. Un motor de gasolina recibe aproximadamente el 30% de la energía del mismo volumen. ¡¡¡Es decir, el 70% de la gasolina se quema para nada!!!

Además, los motores diesel tienen una relación de compresión más alta que los motores de gasolina. Y dado que el tiempo de encendido del combustible afecta el grado de esta compresión, resulta que cuanto mayor sea la relación de compresión, mayor será la eficiencia del motor.

Además, todos los motores diesel modernos debido a la falta de la válvula del acelerador en el múltiple de admisión son más eficientes, lo que generalmente se usaba y se usa hoy en día en todos los autos de gasolina. Esto permite que los motores diesel eviten la pérdida de energía preciosa asociada con la entrada de aire, que es necesaria para encender el combustible en los motores de gasolina.

2. Los motores diésel son más fiables que los motores de gasolina.

Durante los últimos 50 años, los motores diésel han demostrado ser más fiables que sus homólogos de gasolina. Caracteristica principal Esta unidad diesel es la falta de un sistema de encendido en el propio coche, que funciona con alta tensión. Como resultado, resulta que en un automóvil con motor diesel no hay interferencia de radiofrecuencia de la línea de alto voltaje, que a menudo se convierte en la culpable de los problemas con la electrónica del automóvil.

También se cree que la mayoría de los componentes internos motor diesel tienen una vida útil más larga y esto es cierto. Y todo debido a la relación de compresión más alta, donde los componentes de una unidad de potencia diésel de este tipo ya son inicialmente más duraderos.

Es por esta importante razón que hay tantos carros diesel móviles con kilometraje a la redonda y no tantos con el mismo kilometraje que los coches de gasolina.

Realmente hay una desventaja significativa de los motores diesel, que solían perseguir a todos los fanáticos. coches potentes. La cuestión es que los motores diesel de la generación anterior por cada litro de volumen del motor tenían (emiten) muy poca potencia. Pero para nuestra felicidad, los ingenieros resolvieron este problema con la llegada de los automóviles con turbinas al mercado de automóviles. Como resultado, casi todos los motores diesel modernos de hoy en día están equipados con turbinas, lo que les permite igualar (ya veces incluso superar) a sus contrapartes de gasolina en potencia. En particular, con el desarrollo de nuevas tecnologías en los motores diésel modernos, los ingenieros lograron minimizar casi todas las deficiencias que han afectado a estos motores diésel durante mucho tiempo.

3. El motor diesel quema combustible automáticamente.

Otra ventaja principal de todos los motores diesel es que los automóviles diesel, por así decirlo, queman automáticamente combustible dentro de sí mismos sin gastar energía adicional para esto. Les recordamos a nuestros lectores lo siguiente, a pesar de que el motor diesel usa un ciclo de cuatro tiempos (admisión, compresión, combustión y escape), la combustión del combustible diesel ocurre como espontáneamente dentro del motor a partir de una alta relación de compresión. para la misma combustión de combustible, se necesitan (requeridas) bujías, que están constantemente bajo Alto voltaje y dar una chispa, que enciende la gasolina en la cámara de combustión.

En los motores diésel no se necesitan bujías, tampoco se necesitan cables de alta tensión, etc. componentes Por este motivo, el coste de mantenimiento de los vehículos con unidades diesel significativamente reducido en comparación con los mismos automóviles de gasolina, que periódicamente necesitan cambiar las bujías, los cables de alto voltaje y otros componentes asociados con ellos.

4. El costo del combustible diesel es comparable al costo de la misma gasolina, o incluso menor.

A pesar de que en Rusia el costo del combustible diesel está casi al mismo nivel que el precio de la gasolina, cabe señalar que el costo del combustible diesel en muchos países del mundo, incluida Europa, es notablemente más bajo en comparación con nuestro país. .que la misma gasolina. Es decir, resulta que además de reducir el consumo de combustible, los dueños de estos autos diésel en otros países del mundo gastan mucho menos dinero en combustible diésel que otros dueños de autos gasolina. Vehículo.

Pero aún con la condición de que en nuestro país el diésel cueste lo mismo que la gasolina (o incluso más caro), la ventaja en cuanto a la misma eficiencia de estos autos diésel es obvia para muchos. Después de todo, la reserva de energía de un automóvil con un tanque lleno de combustible diesel es mucho mayor que en el mismo automóvil equipado con una unidad de potencia de gasolina.

5. Menor costo de propiedad.

Con tal ventaja (ser propietario de un coche con motor de gasolina) por supuesto es difícil de discutir, ya que en ciertos casos el costo mismo Mantenimiento y la reparación de vehículos diesel puede superar significativamente el costo de mantenimiento (mantenimiento) de los vehículos de gasolina. Y esto sí que es un hecho innegable y comprobado. Pero, por otro lado, si tomamos los costos totales, entonces el costo de poseer un automóvil diesel en conjunto es mucho menor que el de la misma contraparte de gasolina. Especialmente en aquellos mercados mundiales de automóviles donde existe una mayor demanda de automóviles diésel. Expliquemos a nuestros lectores, el hecho es que en el costo de poseer un automóvil, siempre es necesario tener en cuenta en el mercado usado tanto la pérdida específica en el precio de mercado del automóvil como uso y desgaste normal todas las autopartes durante la operación del vehículo (vehículo). Por regla general, los coches diésel se deprecian mucho menos (y más lentamente) que los mismos coches de gasolina. Además, debido a la mayor durabilidad de las piezas del motor diesel, estos automóviles tienen una vida útil más larga, lo que naturalmente le permite gastar mucho menos dinero. Dinero en .

Así, podemos decir que a largo plazo (a partir de los 5 años), tener un coche diésel es más rentable que un coche con unidad de gasolina. Es cierto, amigos aquí, cabe señalar que el costo de los automóviles diésel suele ser mucho más alto que los de gasolina. Pero, si en el futuro posee un automóvil diésel de este tipo durante mucho tiempo y conduce 20,000 - 30,000 mil km al año, entonces ese pago en exceso le valdrá la pena debido a la misma economía de combustible.

6. Los coches diésel son más seguros.

A lo largo de los años, se ha demostrado que el combustible diesel es significativamente más seguro que la misma gasolina por varias razones. En primer lugar, el combustible diésel es menos susceptible a un encendido (encendido) rápido y fácil en comparación con la gasolina. Por ejemplo, el mismo combustible diesel no se enciende, por regla general, cuando se expone a una fuente de calor intenso.

En segundo lugar, el combustible diesel no emite humos peligrosos, como la misma gasolina. Como resultado, la probabilidad de ignición de los vapores de salario, que pueden causar un incendio en el automóvil, en diesel vehículos significativamente menor que en la misma gasolina.

Todos estos factores hacen que los vehículos diésel sean mucho más seguros en las carreteras de todo el mundo que los vehículos de gasolina. Por ejemplo, en caso de accidente.

7. El escape de los automóviles diésel tiene menos monóxido de carbono que la gasolina.

Desde el comienzo de la aparición de estas turbinas, los ingenieros se enfrentaron a un problema determinado, que estaba asociado con la potencia de estos turbocompresores. Por regla general, la propia rueda de la turbina gira debido a la energía recibida de gases de escape auto. Si comparamos los automóviles de gasolina y diésel entre sí, entonces las turbinas en los motores diésel funcionan de manera mucho más eficiente, ya que en un automóvil diésel la cantidad de gases de escape por volumen producido es mucho mayor que en una unidad de gasolina. Es por esta razón que los turbocompresores de un motor diésel entregan la máxima potencia mucho más rápido y antes que los automóviles de gasolina. Es decir, ya bajas revoluciones Empiece a sentir la máxima potencia de la máquina y su par motor.

9. Los motores diésel sin modificaciones adicionales pueden funcionar con combustible sintético.

Otra gran ventaja de los motores diésel es la capacidad de funcionar con combustible sintético sin cambios significativos en el diseño de la unidad de potencia. Los motores de gasolina, de hecho, también pueden funcionar con combustibles alternativos. Pero para esto necesitan cambios significativos en el diseño de la propia unidad de potencia. De lo contrario, un motor de gasolina que funciona con combustibles alternativos simplemente fallará rápidamente.

Actualmente experimentando con biobutanol (combustible), que encaja perfectamente como biocombustible sintético para todos los automóviles de gasolina. Este tipo de combustible probablemente no causará vehículos de gasolina ningún daño significativo sin hacer ningún cambio en el diseño del motor.

Como usted sabe, los motores diesel son más costosos de mantener y más aún de reparar, debido a que sus componentes y partes (bomba de combustible de alta presión o bomba de combustible de alta presión, bomba de inyección, turbocompresor, boquilla) están fabricados con los más altos precisión posible. Al mismo tiempo, por regla general, son más económicos que los de gasolina y tienen una mayor eficiencia (eficiencia), en un 10-14 por ciento. Además, los motores diesel modernos tienen más poder y excelente aceptabilidad. Y para aumentar aún más las características de potencia y tracción, los motores diésel están equipados con turbocompresor e intercooler.

El principio de funcionamiento de un motor diesel y su diferencia con su contraparte de gasolina.

Los principios de funcionamiento de los motores diesel y de gasolina, como se señaló anteriormente, son completamente diferentes.

en motores de gasolina Combustión interna(carburador, inyección), la preparación de la mezcla, por regla general, se lleva a cabo en el conducto de admisión: se alimenta una mezcla preparada al cilindro, que se enciende allí con una bujía en el momento de la compresión.

En los motores diésel todo es diferente y la formación de la mezcla se produce directamente en el cilindro. El encendedor es aire, el cual, cuando se comprime, se calienta y enciende el combustible diesel. Este combustible en sí es suministrado a la cámara de combustión por una boquilla y una bomba de combustible de alta presión (bomba inyectora) bajo alta presión.

Ahora conozcamos este proceso con más detalle, paso a paso. Por cierto, el número de estos últimos en motores diésel y gasolina es (cuatro). Echemos un vistazo a cada uno de los pasos.

El primer golpe de un motor diesel es el golpe de admisión.

Durante el primer ciclo, el pistón se mueve desde el punto muerto superior (TDC) al punto muerto inferior (BDC). En este escenario la válvula de admisión está abierta mientras que la válvula de escape está naturalmente cerrada. Cuando el pistón se mueve a Nmt, se crea un vacío y el cilindro del motor se llena de aire que, antes de ingresar al cilindro, se limpia de impurezas mecánicas en el filtro de aire.

El segundo golpe será el golpe de compresión.

En este momento, las válvulas (entrada y entrada) están cerradas y el pistón se mueve de BDC a TDC. Y dado que las válvulas están cerradas, el aire no tiene a dónde ir, por lo que se comprime, crea una alta presión y se calienta, hasta 800 grados centígrados.

El tercer ciclo es el ciclo de expansión (carrera de trabajo).

Mientras el pistón se mueve a TDC, el combustible diesel se suministra al cilindro a alta presión (de 150 a 300 bar) por medio de una boquilla y se rocía allí. En el proceso de atomización del combustible, éste se mezcla con aire caliente y, en consecuencia, su posterior encendido. Cuando la mezcla se quema, la temperatura en el cilindro aumenta rápidamente, hasta 1750 -1800 grados Celsius. Al mismo tiempo, también aumenta la presión, que alcanza los 10-12 MPa. Se forman gases que empujan el pistón de arriba hacia abajo. Moviéndose hacia abajo, el pistón realiza el trabajo que se le ha asignado. En Nmt, la presión disminuye con la temperatura.

El cuarto ciclo es el final, también es el ciclo de liberación.

El pistón se mueve hacia arriba. La válvula de escape se abre y los gases tienden a salir de la cámara de combustión a través de canales en la culata (culata) hacia el múltiple de escape. Además, los gases ingresan al silenciador, donde se limpian (los filtros de hollín se instalan en los motores diesel modernos) y al medio ambiente. En este momento, la temperatura en el cilindro disminuye a 450-540 grados y la presión cae a 10-20 bar.

Video.

La historia del diésel comienza casi con la invención del motor de gasolina. Nikolaus August Otto inventó y patentó el motor de gasolina en 1876, que utilizó el principio combustión de cuatro tiempos, también conocido en occidente como " ciclo oto", y esta es la premisa básica para la mayoría motores automotrices Hoy. Sin embargo, en sus primeras etapas, el motor de gasolina era extremadamente ineficiente en su funcionamiento, por lo que en esos días la máquina de vapor fue ampliamente utilizada durante mucho tiempo para transportar todo lo que necesitaba ser transportado. La principal desventaja en la operación de ambos motores fue que efectivamente usaron solo alrededor del 10 por ciento del combustible de todo el combustible suministrado a este tipo de motores. El resto simplemente se convirtió en calor inútil, y la gasolina salió con un escape sin quemar.

motor diesel Porsche Cayena S 2013 modelo año

Ya 2 años después, en 1878, Rudolf Diesel, mientras visitaba una escuela secundaria politécnica en Alemania (el equivalente a una universidad de ingeniería en Rusia), se enteró de la baja eficiencia de la gasolina y máquinas de vapor. Esta inquietante información lo inspiró a crear un motor que pudiera operar con mayor eficiencia, y dedicó la mayor parte de su tiempo a desarrollar una tecnología que nos permitiera utilizar los recursos naturales de nuestro planeta de manera mucho más eficiente. Y finalmente, solo en 1892 Diesel recibió una patente para lo que hoy llamamos un motor diesel.

Rudolf Diesel y el motor diesel que inventó

Pero si los motores diésel son tan eficientes, ¿por qué no los usamos más a menudo? ¿Por qué no los usamos después de todo? Puede ver las palabras "diésel", "aceite solar" y pensar en grandes camiones móviles escupiendo de un largo tubo de escape humo negro y hollín cuando los motores están en marcha y al mismo tiempo crean un ruido de traqueteo bastante fuerte. Esta imagen negativa de los camiones diésel ha hecho que el diésel sea menos atractivo para los conductores comunes en nuestro país, aunque el diésel es excelente para transportar grandes cantidades a largas distancias, casi nunca ha sido La mejor decision para carros. Sin embargo, hoy en día la situación está empezando a cambiar, e incluso las versiones cargadas de los turismos y, en ocasiones, incluso los deportivos, están equipados con un motor diésel, ya que tecnologías modernas mejoró significativamente el motor diesel, haciéndolo mucho más limpio (más verde) y menos ruidoso.

Y este es un motor diesel de un gran barco con una capacidad de unos 10.000 caballos de fuerza.

Al explicar cómo funciona un motor diésel, nos basaremos en lo que ya sabe sobre cómo funciona un motor de gasolina de cuatro tiempos. Por lo tanto, si aún no lo ha hecho, probablemente sea mejor que lea primero para obtener algunos conocimientos y conceptos básicos sobre los conceptos básicos del motor de combustión interna.

Diésel vs gasolina

En teoría, los motores diésel y de gasolina son muy similares. Ambos son motores de combustión interna diseñados para convertir la energía química del combustible en energía mecánica disponible para el movimiento posterior del automóvil. Esta energía mecánica se obtiene moviendo los pistones hacia arriba y hacia abajo dentro de los cilindros. Los pistones están conectados a cigüeñal a través de las bielas, y el cigüeñal en sí tiene la forma de un zigzag: resulta que el movimiento lineal de los pistones crea el movimiento de rotación del cigüeñal, que es necesario para girar las ruedas del automóvil y configurarlo (el automóvil ) en movimiento.

Al hacerlo, tanto los motores diésel como los de gasolina convierten el combustible en energía mecánica a través de una serie de pequeñas explosiones que empujan los pistones hacia afuera y hacen que se muevan. La principal diferencia entre un "motor" diesel y uno de gasolina es lo que provoca estas explosiones. En un motor de gasolina, el combustible se mezcla con aire, se comprime con pistones y se enciende con una chispa que sale de las bujías. Sin embargo, en un motor diesel, el pistón comprime primero el aire y solo luego se inyecta el combustible. Como el aire se calienta, cuando se comprime, el combustible se enciende.

¿Cómo funciona un motor diésel?

La animación a continuación muestra cómo funciona el motor diesel, en acción, también 4 ciclos de trabajo. Puedes compararlo con una animación de un motor de gasolina y ver las diferencias.

El motor diesel utiliza un ciclo de combustión de cuatro tiempos:

1. carrera de admisión- cuando se abre la válvula de admisión, dejando entrar aire. En este momento, el pistón se mueve hacia abajo, aspirando aire.
2. carrera de compresión- el pistón se mueve hacia arriba y comprime el aire, que no tiene a dónde ir, ya que la válvula de admisión se ha cerrado.
3. Carrera de encendido- cuando el pistón llega al tope (superior justo en el centro, TDC), el combustible se inyecta en el momento adecuado y se enciende, empujando el pistón con fuerza hacia abajo.
4. Carrera de escape- el pistón sube de nuevo, empujando los gases de escape creados por la combustión de la mezcla de aire y combustible fuera de la válvula de escape.

Aquí están los 4 ciclos de un motor diesel, pero aún más simple:

Debe recordarse que un motor diesel, a diferencia de un motor de gasolina, no tiene bujías, y también deja entrar aire en los cilindros primero y luego combustible diesel (la mezcla de aire y combustible ingresa a los cilindros de un motor de gasolina ya preparada) . Es el calor del aire comprimido lo que enciende el combustible en un motor diesel.

Un punto interesante: durante su funcionamiento, la mezcla de aire y combustible en un motor diesel se comprime mucho más que en un motor de gasolina, si un motor de gasolina comprime combustible y aire en una proporción de 8:1 a 12:1, un motor diésel comprime aire en una proporción de 14:1 a más de 25:1.

Inyector (boquillas) en un diesel

Una gran diferencia entre un motor diesel y un motor de gasolina es el proceso de inyección de combustible. La mayoría de los motores de automóviles usan un inyector para esto (o en casos raros hoy en día un carburador). El inyector inyecta combustible justo antes de la carrera de admisión (fuera del cilindro). El carburador mezcla aire y combustible mucho antes de que entre aire en el cilindro. En un motor de automóvil, por lo tanto, todo el combustible se carga en el cilindro durante la carrera de admisión y luego se comprime con el pistón. La compresión de la mezcla de aire y combustible limita la relación de compresión del motor: si se comprime demasiado aire, la mezcla de combustible y aire se encenderá espontáneamente y arruinará el motor, ya que la carrera de encendido comenzará antes de que el pistón alcance su punto máximo.

uso de motores diesel inyección directa combustible- el gasóleo se inyecta directamente en el cilindro después de que entre aire en él. Inyector o, más correctamente, inyectores de combustible en un motor diesel, es el componente más complejo y, cabe señalar, el tema de una gran cantidad de experimentos: en cada motor específico, el inyector puede ubicarse en una variedad de lugares, a veces inesperados. El inyector debe poder soportar la temperatura y la presión que se crea dentro del cilindro, y también debe poder suministrar combustible en forma de una fina niebla. Conseguir que esta niebla se distribuya uniformemente por todo el cilindro es un gran problema, por lo que varios motores diésel utilizan válvulas de inducción especiales, cámaras de precombustión u otros dispositivos para hacer girar el aire en la cámara de combustión o mejorar el proceso de encendido y incendio.

Funcionamiento del inyector de combustible

Algunos motores diesel contienen una bujía. Cuando el motor diesel está frío, es posible que el proceso de compresión no aumente lo suficiente alta temperatura aire comprimido para encender el combustible. Especial Bujía incandescente en un diesel es esencialmente un cable de calefacción eléctrica (piense en los cables calientes que vio en una tostadora) que calienta la cámara de combustión y por lo tanto eleva la temperatura del aire cuando el motor está frío para que el motor pueda arrancar.

Todas las funciones de un motor diesel moderno están controladas por una computadora y un sofisticado conjunto de sensores que miden casi todo, desde RPM hasta cigüeñal al sistema de refrigeración del motor y a la temperatura del aceite, e incluso a la posición del motor en relación con el horizonte. Las bujías incandescentes rara vez se usan hoy en día para más potentes motores. En su lugar, se utilizan otras tecnologías, la más común de las cuales es más compresión del aire (para más calefacción) y posterior inyección de combustible.

Sin embargo, en algunos motores diesel, no es posible resolver el problema del arranque en tiempo frío de la manera descrita anteriormente. Además, hay motores que no cuentan con una tecnología de control por computadora tan avanzada. Por lo tanto, el uso de bujías incandescentes para los dos casos anteriores resuelve el problema del arranque en frío.

Combustible diesel

Cualquier combustible de petróleo se origina a partir del petróleo crudo, que se extrae naturalmente de la tierra. Además, el petróleo crudo se procesa en las refinerías y se puede dividir en varios diferentes tipos combustibles, incluyendo gasolina, combustible para aviones, queroseno y, por supuesto, combustible diesel (aceite solar).

Si alguna vez ha tratado de comparar el combustible diesel y la gasolina, entonces sabe que son muy diferentes. Incluso su olor es muy diferente. El combustible diesel es más pesado y aceitoso. Se evapora mucho más lentamente que la gasolina y su punto de ebullición es más alto que el del agua. Probablemente haya escuchado a menudo que el combustible diesel se llama "aceite diesel", esto se debe a que es muy graso (existe tal sustancia, el aceite solar, y solía compararse con combustible diesel).

El combustible diesel se evapora más lentamente porque es más pesado. Contiene más átomos de carbono en cadenas largas que la gasolina (la gasolina tiende a tener fórmula química C9H20 (pero puede tener otro dependiendo de la marca, octanaje, etc.), mientras que el gasóleo suele caracterizarse por la fórmula C14H30). Se necesita menos tiempo y menos pasos de procesamiento para crear combustible diesel y, por lo tanto, debería ser más barato que la gasolina. Pero en los últimos años, sin embargo, la demanda de diésel ha aumentado varios diferentes razones, incluso debido a la mayor industrialización y construcción en nuestro país, y por ello hoy el combustible diesel es más caro que la gasolina.

El combustible diesel tiene un mayor llamado Densidad de energia que la gasolina. En promedio, 1 galón (3,8 litros) de combustible diesel contiene alrededor de 155x10 6 julios de energía, mientras que 1 galón de gasolina contiene 132x10 6 julios. Esto, combinado con la mayor eficiencia de los motores diésel debido a la mayor relación de compresión, explica por qué los motores diésel consumen mucho menos combustible que sus equivalentes a gasolina.

El combustible diesel se utiliza para impulsar una amplia gama de vehículos y otra maquinaria. Aquí, en primer lugar, es necesario incluir, por supuesto, camiones diesel, que se ve circulando por la carretera, pero el diesel también ayuda a mover los barcos, autobuses escolares, trenes, grúas, equipos y tractores agrícolas, generadores de electricidad y muchos, muchos otros equipos. Piense en lo importante que es el diesel para la economía: sin la alta eficiencia del diesel, la industria de la construcción y las empresas agrícolas sufrirían por la inversión requerida en combustibles con bajo consumo de energía y eficiencia. Alrededor del 94 por ciento de la carga mundial, ya sea enviada por camiones, trenes o barcos, se entrega a sus destinos finales utilizando combustible diesel.

Mejora del motor diesel y del combustible diesel

desde el punto de vista ambiente Diesel tiene pros y contras. Además, el diésel emite cantidades muy pequeñas de monóxido de carbono, hidrocarburos y dióxido de carbono, las emisiones que más contribuyen al calentamiento global. En el lado negativo, se liberan grandes cantidades de compuestos de nitrógeno y material particulado (hollín) durante la combustión del combustible diésel, lo que genera lluvia ácida, smog y deterioro de la salud.

Durante la gran crisis del petróleo en la década de 1970, Europa empresas automotrices comenzó a anunciar motores diésel para uso comercial como alternativa a la gasolina. Sin embargo, quienes los probaron quedaron decepcionados: los motores eran muy ruidosos y, cuando los usuarios de diésel inspeccionaban sus automóviles, podían encontrarlos cubiertos de hollín negro, el mismo hollín responsable del smog en las grandes ciudades.

Sin embargo, durante los últimos 30 a 40 años, se han realizado grandes mejoras en el rendimiento del motor diesel y la limpieza del combustible diesel. Los dispositivos de inyección directa ahora están controlados por computadoras avanzadas que controlan la combustión del combustible, aumentando la eficiencia en la reducción de emisiones. Los combustibles diesel mucho mejor refinados, como el diesel ultra bajo en azufre (ULSD), reducen las emisiones nocivas. Y actualizar los motores para hacerlos compatibles con combustibles limpios se convierte en una tarea sencilla. Otras tecnologías, como los filtros de partículas y los convertidores catalíticos, queman el hollín y reducen las emisiones de partículas, monóxido de carbono e hidrocarburos hasta en un 90 por ciento. Al mejorar constantemente los estándares para combustibles más limpios, la Unión Europea también impulsará a la industria automotriz a trabajar más para reducir las emisiones.

Es posible que también haya escuchado el término " biodiésel"¿Es lo mismo que el combustible diesel? El biodiesel es una alternativa o un aditivo al combustible diesel que se puede usar en motores diesel con poca o ninguna modificación en los motores mismos. Sin embargo, como sugiere el nombre, el biodiesel no está hecho de petróleo, sino nos llega a partir de aceites vegetales o grasas animales que han sido alterados químicamente. Dato interesante: El propio Rudolf Diesel inicialmente consideró el aceite vegetal como combustible para su invención.

El biodiésel se puede utilizar en combinación con el combustible diésel normal o solo. Puedes leer más sobre combustibles alternativos

Ligeramente diferente de los análogos de gasolina. La principal diferencia se puede considerar el encendido de la mezcla aire-combustible, que no proviene de una fuente externa (chispa de encendido), sino de una fuerte compresión y calentamiento.

En otras palabras, el autoencendido del combustible ocurre en un motor diesel. En este caso, el combustible debe suministrarse a una presión extremadamente alta, ya que es necesario rociar el combustible de la manera más eficiente posible en los cilindros de un motor diesel. En este artículo, hablaremos sobre qué sistemas de inyección diesel se utilizan activamente en la actualidad y también consideraremos su diseño y principio de funcionamiento.

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¿Cómo funciona el sistema de combustible diesel?

Como se mencionó anteriormente, en un motor diesel, se produce el autoencendido de la mezcla de trabajo de combustible y aire. En este caso, al principio solo se suministra aire al cilindro, luego este aire se comprime fuertemente y se calienta por compresión. Para encender, debe aplicar más cerca del final de la carrera de compresión.

Dado que el aire es altamente comprimible, el combustible también debe inyectarse a alta presión y atomizarse de manera eficiente. La presión de inyección puede diferir en diferentes motores diésel, partiendo, en promedio, de 100 atmósferas y terminando con una impresionante cifra de más de 2 mil atmósferas.

Para el suministro de combustible más eficiente y asegurando condiciones óptimas para el autoencendido de la carga, seguido de la combustión completa de la mezcla, la inyección de combustible se implementa a través de un inyector diesel.

Resulta que, independientemente del tipo de sistema de potencia que se utilice, siempre hay dos elementos principales en los motores diésel:

• un dispositivo para crear alta presión de combustible;

En otras palabras, en muchos motores diesel, se crea presión (bomba de combustible de alta presión) y se suministra combustible diesel a los cilindros a través de boquillas. En cuanto a las diferencias, en diferentes sistemas de suministro de combustible, la bomba puede tener uno u otro diseño, y los inyectores diésel también difieren en su diseño.

Además, los sistemas de energía pueden diferir en la ubicación de ciertos componentes, tener diferentes esquemas de control, etc. Veamos los sistemas de inyección diésel con más detalle.

Sistemas de potencia de motores diesel: una descripción general

Si dividimos los sistemas de potencia de los motores diesel que recibieron más extendida, se pueden distinguir las siguientes soluciones:

• Sistema de suministro de energía basado en bomba de inyección en línea (bomba de inyección en línea);
• Un sistema de suministro de combustible que tiene una bomba de inyección de combustible de tipo distribución;
• Soluciones con boquillas de bomba;
• inyección de combustible Carril común(acumulador de alta presión en la línea común).

Estos sistemas también cuentan con una gran cantidad de subespecies, y en cada caso uno u otro tipo es el principal.

• Entonces, comencemos con el esquema más simple, que asume la presencia de un en línea bomba de combustible. La bomba de inyección en línea es una solución conocida y probada que se ha utilizado en motores diésel durante décadas. Dicha bomba se usa activamente en equipos especiales, camiones, autobuses, etc. En comparación con otros sistemas, la bomba es bastante grande en tamaño y peso.

En pocas palabras, las bombas de inyección en línea se basan en. Su número es igual al número de cilindros del motor. El par de émbolos es un cilindro que se mueve en un "vaso" (manga). Al subir, el combustible se comprime. Luego, cuando la presión alcanza el valor requerido, se abre una válvula especial.

Como resultado, el combustible precomprimido ingresa a la boquilla, luego de lo cual ocurre la inyección. Después de que el émbolo comienza a moverse hacia abajo, se abre el canal de entrada de combustible. A través del canal, el combustible llena el espacio sobre el émbolo y luego se repite el ciclo. Para que el combustible diesel ingrese a los pares de émbolos, el sistema tiene además una bomba de refuerzo separada.

Los émbolos mismos funcionan debido al hecho de que el dispositivo de bomba tiene un árbol de levas. Este eje funciona de manera similar donde las levas "empujan" las válvulas. El propio eje de la bomba es accionado por el motor, ya que la bomba de inyección está conectada al motor mediante un embrague de avance de inyección. El embrague especificado le permite ajustar la operación y ajustar la bomba de inyección durante el funcionamiento del motor.

• El sistema de alimentación con bomba de distribución no difiere mucho del esquema con bomba de inyección en línea. La bomba de inyección de distribución es similar a la en línea en diseño, mientras que el número de pares de émbolos se reduce en ella.

En otras palabras, si en una bomba en línea se necesitan pares para cada cilindro, entonces en una bomba de distribución, 1 o 2 pares de émbolos son suficientes. El hecho es que en este caso un par es suficiente para suministrar combustible a 2, 3 o incluso 6 cilindros.

Esto fue posible debido al hecho de que el émbolo no solo podía moverse hacia arriba (compresión) y hacia abajo (entrada), sino también girar alrededor del eje. Tal rotación permitió implementar la apertura alterna de las salidas a través de las cuales se suministra combustible diesel a alta presión a las boquillas.

Un mayor desarrollo de este esquema condujo a la aparición de una bomba de inyección rotativa más moderna. En una bomba de este tipo, se utiliza un rotor en el que se instalan émbolos. Estos émbolos se mueven uno hacia el otro y el rotor gira. Así es como se comprime y distribuye el combustible diésel por los cilindros del motor.

La principal ventaja de la bomba de distribución y sus variedades es el peso reducido y la compacidad. Al mismo tiempo, es más difícil configurar este dispositivo. Por esta razón, los esquemas se utilizan adicionalmente control electrónico y ajustes.

• El sistema de suministro de energía del tipo "bomba-inyector" es un esquema en el que inicialmente no hay una bomba de combustible de alta presión separada. Para ser más precisos, la boquilla y la sección de la bomba se combinaron en una carcasa. Se basa en el ya conocido par de émbolos.

La solución tiene una serie de ventajas en comparación con los sistemas que utilizan bombas de combustible de alta presión. En primer lugar, el suministro de combustible a los cilindros individuales se puede ajustar fácilmente. Además, si una boquilla falla, el resto funcionará.

Además, el uso de boquillas de bomba le permite deshacerse de una unidad de bomba de inyección separada. Los émbolos en la boquilla de la bomba son impulsados ​​por el árbol de levas de sincronización, que está instalado en. Tales características han permitido que los motores diesel con inyectores de bomba se generalicen no solo en camiones, sino también en automóviles grandes (por ejemplo, SUV diesel).

• El sistema Common Rail es una de las soluciones más modernas en el campo de la inyección de combustible. Asimismo, este esquema de potencia le permite alcanzar la máxima eficiencia a la vez que alta. Paralelamente, también se reduce la toxicidad de los gases de escape.

El sistema fue desarrollado por la empresa alemana Bosch en los años 90. Dadas las evidentes ventajas, en poco tiempo la gran mayoría de los ICE diésel de turismos y camiones comenzaron a equiparse exclusivamente con Common Rail.

El esquema general del dispositivo se basa en el llamado acumulador de alta presión. En pocas palabras, el combustible está bajo presión constante, después de lo cual se suministra a las boquillas. En cuanto al acumulador de presión, esta batería de hecho, es una línea de combustible, donde el combustible se inyecta utilizando una bomba de combustible de alta presión separada.

El sistema Common Rail se asemeja parcialmente a la gasolina motor de inyeccion, que tiene un riel de combustible con inyectores. La gasolina se bombea al riel (riel de combustible) bajo una ligera presión de la bomba de combustible del tanque. En un motor diesel, la presión es mucho mayor, el combustible es bombeado por la bomba de inyección.

Debido al hecho de que la presión en el acumulador es constante, se ha hecho posible implementar una inyección de combustible rápida y "multicapa" a través de los inyectores. Sistemas modernos en los motores Common Rail permiten que los inyectores realicen hasta 9 inyecciones medidas.

Como resultado, un motor diesel con un sistema de suministro de energía de este tipo es económico, eficiente, funciona de manera suave, silenciosa y elástica. Además, el uso de un acumulador de presión permitió simplificar el diseño de la bomba de inyección en motores diesel.

Agregamos que la inyección de alta precisión en los motores Common Rail es completamente electrónica, ya que una unidad de control separada monitorea el funcionamiento del sistema. El sistema utiliza un grupo de sensores que permiten que el controlador determine exactamente cuánto combustible diésel debe suministrarse a los cilindros y en qué momento.

Resumiendo

Como puede verse, cada uno de los sistemas de potencia de motores diesel considerados tiene sus propias ventajas y desventajas. Si hablamos de las soluciones más sencillas con bombas de inyección en línea, su principal ventaja se puede considerar la posibilidad de reparación y la disponibilidad de mantenimiento.

En esquemas con inyectores bomba, se debe recordar que estos elementos son sensibles a la calidad del combustible y su pureza. La entrada de incluso las partículas más pequeñas puede dañar el inyector unitario, lo que resulta en un elemento costoso que requiere reemplazo.

En cuanto a los sistemas Common Rail, la principal desventaja no es solo el alto costo inicial de este tipo de soluciones, sino también la complejidad y el alto costo de las reparaciones y el mantenimiento posteriores. Por esta razón, la calidad y condición del combustible filtros de combustible necesita monitorear constantemente, así como realizar el mantenimiento programado de manera oportuna.

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A menudo asociado con camiones pesados, vehículos especiales, autobuses y vehículos comerciales. En cuanto a los automóviles de pasajeros, el diesel en tales máquinas es más raro que la norma.

Es bastante obvio que hay razones bastante importantes para esto, que inclinan a los extranjeros prudentes a comprar un automóvil diésel. En este artículo, veremos los principales pros y contras de un motor diésel, y también hablaremos sobre cuándo este tipo de motor puede o, por el contrario, no puede considerarse la mejor opción.

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La evolución del motor diésel

Como saben, al principio unidades de potencia de este tipo no podía competir adecuadamente con sus contrapartes de gasolina. El hecho es que el motor diesel siguió siendo un motor económico y de alto par durante mucho tiempo, pero se movía lentamente.

En la práctica, esto significa que un motor de combustión interna de este tipo sacó con confianza desde el fondo, pero aproximadamente altas revoluciones y, en consecuencia, no se discutieron las altas velocidades. Al mismo tiempo, la principal ventaja era bajo consumo y alta a bajas revoluciones. Para transporte comercial esta solución era óptima, pero no adecuada para vehículos de pasajeros.

Si a esto le sumamos el ruido y el aumento de las vibraciones, queda claro por qué los motores diésel no tenían demanda en los turismos. Sin embargo, en los últimos 30 años, la situación ha cambiado radicalmente. Teniendo en cuenta la reducción de las reservas de petróleo, el endurecimiento de las normas medioambientales y el aumento constante de los precios del combustible, el consumo de combustible ha pasado a primer plano.

Los fabricantes de automóviles comenzaron a introducir activamente los últimos desarrollos, el motor diesel recibió un sistema de inyección de combustible mejorado y. Como resultado, fue posible eliminar casi por completo el ruido y la vibración, así como acercar el diesel de varias maneras. indicadores de desempeño a los motores de gasolina.

Ventajas de un motor diesel

• Entonces, comencemos con los beneficios obvios. El consumo de combustible diesel suele ser un 30-35% menor que el de motores de gasolina.
• Además, el motor diésel tiene un alto par a bajas revoluciones, lo que le permite lograr una excelente dinámica de aceleración desde parado y una tracción segura.
• La unidad diésel es más respetuosa con el medio ambiente, ya que quema la carga de combustible de forma más completa y eficiente. Como resultado, la toxicidad de los gases de escape de los modernos motores diesel de combustión interna se reduce significativamente.
• más que motores de gasolina. En la práctica, una unidad de potencia de este tipo, sujeta a un mantenimiento adecuado, puede cubrir alrededor de 350-400 mil km, mientras que un motor de gasolina puede necesitar una revisión de 200 mil km.
• La ausencia de un motor diesel en el diseño elimina una serie de problemas que son inherentes a las unidades de potencia de gasolina (débil, avería, etc.). No es necesario cambiar bujías, bobinas de encendido, cables de alta tensión y otros elementos.
• Las características de diseño y el método de encendido del combustible en los cilindros por compresión le dan al motor diesel un mayor rendimiento. En otras palabras, como resultado de la quema de combustible, se convierte más energía en trabajo útil. Esto significa que la potencia de dicho motor es mayor.

Desventajas de un motor diesel

Parecería que un motor diesel moderno no solo no es inferior a la gasolina, sino que también lo supera en varios aspectos. indicadores importantes. Sin embargo, en la práctica, los motores diésel de combustión interna también presentan varios inconvenientes significativos. Por esta razón, especialmente en la CEI, muchos conductores aún eligen automóviles de gasolina. Averigüémoslo.

• En primer lugar, debe comenzar con el costo. Un automóvil diésel, en promedio, inicialmente cuesta entre un 25 y un 35 % más que sus contrapartes de gasolina (según el tipo y la clase de automóvil).

También vale la pena entender que al vender un automóvil diesel usado de más de 5 a 7 años, el precio por mercado secundario cae significativamente. En otras palabras, es bastante difícil vender un motor diesel usado por el mismo 25-30% más en unos pocos años en comparación con un modelo similar de gasolina.

• Incluso teniendo en cuenta el hecho de que los motores diésel de combustión interna se han vuelto más ingeniosos, los automóviles con dicho motor son aún menos rápidos. También debe agregar que un motor diesel es más pesado que un motor de gasolina, lo que afecta la distribución del peso de un automóvil, su características dinámicas y manejabilidad.

En los motores diesel con "mecánica", debe cambiar de marcha con más frecuencia. Si se instala una caja de cambios automática o robótica en un automóvil diésel, el recurso de la caja puede ser menor que exactamente en el mismo modelo de gasolina. La razón es que la caja de cambios debe soportar un par significativo.

. La razón es que la eficiencia del diesel es mayor, es decir, se gasta menos energía de la combustión del combustible diesel en calor. Como resultado, el motor es más eficiente, pero menos generación de calor también significa que dicha unidad está "fría" al mismo tiempo.

En la práctica, esto se manifiesta de una manera inútil. Este motor necesita calentarse en movimiento, es decir, bajo carga. Resulta que si un automóvil con un motor de combustión interna de este tipo funciona para viajes cortos por la ciudad, el motor simplemente no tendrá tiempo de alcanzar. Como resultado, se reduce el recurso de la unidad.

En cuanto a la comodidad, muchos propietarios de automóviles diésel sin calefacción adicional especial de la cabina notan un calentamiento lento del espacio interior en período de invierno.

• El problema de la operación difícil en el período invernal se refiere en gran medida a los motores diesel. En primer lugar, el combustible diésel tiende a congelarse y encerarse con el frío. Para evitar que esto suceda, con el inicio del clima frío, se agregan aditivos especiales por separado al combustible. En otras palabras, .

El propietario debe tener en cuenta esta característica y repostar combustible diésel adecuado para la temporada. Teniendo en cuenta el hecho de que la calidad del combustible en las estaciones de servicio de la CEI no es la más alta, los riesgos son obvios. También en regiones donde la temperatura baja significativamente, carro diesel debe estar equipado con sistemas separados precalentamiento. Agregamos que los propietarios de automóviles diésel deben monitorear la condición y cambiar regularmente las bujías incandescentes que calientan la cámara de combustión antes de encender el motor de combustión interna.

• Los motores diésel son más caros de mantener y reparar. Dichos motores generalmente requieren más aceite, es necesario cambiar el lubricante y los filtros con más frecuencia. Como regla general, teniendo en cuenta la calidad del combustible en el GLP y una serie de otras características de operación, intervalo de servicio para diesel reducido en un 40-50%.

Incluso teniendo en cuenta el hecho de que el motor diesel tiene a largo plazo servicio antes de la revisión, la reparación en sí es mucho más costosa en comparación con las unidades de gasolina.

• Todos los motores diesel modernos también están equipados con sofisticados sistemas de inyección de combustible de alta tecnología. Por esta razón, se plantean mayores requisitos para la calidad del lubricante y el combustible, así como para el estado general del motor de combustión interna. Es importante comprender que el combustible costoso es de mala calidad o del tipo de combustible incorrecto.

Para ser justos, notamos que para los residentes de las grandes ciudades el problema del combustible no es tan grave. Sin embargo, esto no se puede decir de aquellos automovilistas que viven en campo o repostar regularmente un coche diésel en pequeñas gasolineras a lo largo de las carreteras durante los viajes. El problema de encontrar combustible diesel de alta calidad en este caso sigue siendo bastante relevante.

• La confiabilidad de una turbina diesel y los elementos individuales del sistema de potencia (por ejemplo, o un inyector de bomba) está lejos de ser la misma que la del motor mismo. La reparación o sustitución de estas piezas es una tarea bastante costosa.

También se debe agregar que el diagnóstico y la reparación de los motores diesel modernos requieren equipos costosos y especialistas especializados. Como regla general, no todas las estaciones de servicio tienen maestros diesel calificados, y el costo de cualquier manipulación con dicho motor y sus sistemas definitivamente será mayor.

• Aumento del ruido y más nivel alto todavía se pueden notar vibraciones incluso en el motor diesel más moderno, en comparación con sus contrapartes de gasolina. Aunque la diferencia no es tan crítica, todavía está presente.

Resumiendo

Como puede verse, las ventajas de un motor diesel sobre coche de pasajeros en condiciones de funcionamiento práctico en carreteras nacionales, pueden superponerse en gran medida por las desventajas anteriores.

Es importante entender que comprar un auto con motor de combustión interna diésel le permite ahorrar en combustible, pero el beneficio puede ser parcial o totalmente compensado por mayores costos de mantenimiento y reparación para este tipo de unidad. En otras palabras, antes de comprar, debe considerar no solo las ventajas, sino también las desventajas de un motor diesel.

Por último, me gustaría añadir que si carro diesel comercial y comprado nuevo, entonces tal decisión se justifica. Si el propietario planea comprar un coche con un motor diesel, especialmente uno usado, entonces necesita estar preparado para más Altos precios, averías costosas y requisitos estrictos con respecto a la operación de dicho vehículo.

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