Capítulo: Motor de combustión interna de combustión a presión constante - Ciclo Diesel.

Los motores EC o encendido compresión (combustión a presión constante) fueron realizados por Rudolph Diesel en 1892. Las transformaciones del fluido en el interior del motor se realizan de acuerdo a un ciclo cerrado, utiliza aire a presión atmosférica o a una mayor presión en los sistemas sobrealimentados y la inyección de un combustible líquido el cual se enciende por la alta temperatura del aire lograda después de la compresión del aire. Las transformaciones del fluido son las siguientes:

En la carrera descendente del pistón, aspira un volumen de aire, que ingresa en una cámara, cuando el pistón sube comprime el aire que cuando alcanza el punto muerto superior se encuentra a alta temperatura, en ese momento se inyecta finamente pulverizada una cierta cantidad de combustible líquido, que a medida que ingresa, se enciende y produce una combustión a presión constante (teórico), para luego expandirse realizando la carrera útil, en cuyo transcurso entrega trabajo, luego en la carrera ascendente se eliminan los gases de la combustión y el ciclo se inicia nuevamente al igual que en el ciclo Otto. 

El ciclo ideal difiere del real por las mismas razones del ciclo Otto con la diferencia que el homólogo del avance al encendido es el avance de la inyección y el fenómeno de detonación tiene su homólogo llamado "picado".

Similitudes y diferencias entre ciclo Otto y ciclo diesel :

En el motor encendido a chispa, para evitar la detonación, se procura que en ningún momento de la carga tenga lugar el encendido por compresión, en el motor Diesel, por el contrario, se trata de producirla, lo antes posible, para evitar que durante el período de retraso se verifiquen condiciones que favorezcan la detonación. Por ello los métodos para reducir la detonación son totalmente opuestos.

En el motor encendido a chispa el aumento de la relación de compresión acerca el peligro de la detonación, en los motores Diesel, la disminuye, porque aumentando la temperatura al final de la compresión, disminuye el retraso al encendido. El aumento de la relación de compresión requiere para los carburantes un aumento del número de octano, mientras que en el gasoil permite un descenso del número de cetano.

En la práctica las relaciones de compresión para motores Diesel, no son inferiores a 14:1 o 17:1 para asegurar un satisfactorio arranque. Debido a las mayores presiones alcanzadas los motores Diesel son más pesados y robustos, sus elementos serán de mayor dimensión.

Los motores Diesel requieren mayor cantidad de aire para la combustión para compensar las malas condiciones de la mezcla y como dentro de ciertos límites la combustión es mejor cuanto mayor es el exceso de aire carburante, no es necesario regular la entrada de aire al variar el régimen y la carga, por lo tanto la variación de la carga se hace sólo sobre el combustible. Se tiene así la ventaja que a las cargas bajas, disminuyendo la resistencia a la entrada del aire por falta de la mariposa, aumenta el rendimiento por disminución de las pérdidas por bombeo. El motor suministra para cada regulación un par casi constante al variar el número de revoluciones.

Capítulo: Alimentación de combustible gaseoso.

Alimentación de combustible gaseoso:

El sistema de alimentación de combustible gaseoso es una instalación que adecua la provisión de gas a las necesidades y especificaciones del motor a gas.

Es de vital importancia para el buen funcionamiento del motor, ya que elimina fluidos en estado líquido, asegura la presión de alimentación y quita impurezas sólidas que puede arrastrar el gas.

Este sistema toma el gas provisto por la red de distribución, separa los compuestos que llegan en estado líquido, regula la presión de línea a una adecuada a la alimentación del regulador del motor

Consta de un separador gas-líquido, un regulador de gas y un filtro de gas. El separador de líquido consta simplemente de un recipiente cilíndrico con placas en su interior donde choca el gas de entrada, haciendo coalescer las gotas de líquido que arrastra el gas, depositándolas en su interior, esta acción se favorece aumentando el tiempo de residencia del fluido e incluyendo cambios en la dirección del flujo. La separación de líquido la realiza por expansión y cambio de dirección del flujo en un recipiente, haciendo disminuir la energía cinética del fluido cuando choca con placas en su camino, dejando el gas bajo la acción de la gravedad el mayor tiempo posible. Este camino tortuoso y el tiempo de residencia, hace que las gotas de líquido queden en estas placas y decanten por acción de la gravedad. La purga del líquido separado sale por la parte inferior y puede ser manual o automática. El regulador de gas consta de una membrana expuesta por un lado a una presión de referencia (generalmente la presión atmosférica) y a la acción de un resorte cuya tensión se puede ajustar desde el exterior girando un tapón roscado y por el otro a la presión aguas arriba, a través de un orificio. El gas cuya presión se quiere regular, ingresa por un orificio calibrado, acorde al caudal que va a proporcionar, y sobre el que actúa un obturador conectado por una palanca a la membrana.

El funcionamiento del regulador de presión puede resumirse en lo siguiente: si la presión de gas aguas arriba del regulador aumenta, esta se transmite a través de un orificio  a la membrana, empujándola hacia arriba, con esta acción y a través de su sistema de palanca, el obturador cierra el paso de gas, con lo cual disminuye la presión de gas, la presión del resorte sobre la membrana, reacciona empujándola hacia abajo restituyendo el equilibrio y abriendo nuevamente el orificio, con estas acciones se logra mantener la presión del gas constante. El regulador mediante un sistema mecánico de membrana, resorte antagónico y obturador, mantiene, aumenta o reduce la presión de entrada, acondicionándola a la requerida por el carburador del motor. Si la presión de alimentación es muy alta, se pueden utilizar dos reguladores de presión de diferente rango, conectados en serie, según la aplicación, antes de ingresar al carburador .

El sistema funciona bien si el gas a la salida del mismo, no presenta arrastre de líquido y tiene la presión requerida para el paso siguiente.

Para poner en régimen este sistema, debo asegurarme que la válvula de ingreso de gas al mismo esté abierta, que el separador de líquido esté bien purgado y que el regulador de gas esté regulado a la presión de salida requerida.

Si el sistema no funciona correctamente podremos observar a la salida del separador un gas húmedo con fuerte arrastre de líquido o al tomar la presión de salida del regulador su valor está fuera del rango especificado para el mismo.

Para eliminar el líquido introducido en el sistema: se debe purgar el mismo, drenando todos los fluidos acumulados en el fondo del separador.

Regulación de la presión de gas: los reguladores se pueden ajustar a la presión deseada colocando un manómetro a la salida para realizar una lectura continua, a la vez que se regula la presión ajustando la tensión del resorte que actúa sobre la membrana.

Una falla frecuente en los reguladores de presión es la rotura de su membrana.

Las precauciones de seguridad se deberán extremar ya que el sistema  contiene un combustible, por lo tanto para realizar cualquier trabajo en alguno de sus componentes se deberá aislar de la fuente de provisión de gas, ventear la presión del gas de su interior y drenar los líquidos acumulados, además por ninguna causa se deberán realizar trabajos en caliente en cualquier parte de este circuito. En cuanto al ambiente, tendremos cuidado de recolectar todos los drenajes de líquido y tratar que los venteos se recirculen a otros circuitos de tratamiento de gas.

Capítulo: Alimentación de combustible líquido.

El sistema de alimentación de combustible líquido es una instalación que adecua la provisión de nafta o gasoil a las necesidades y especificaciones del sistema de inyección o del carburador del motor.

Es de vital importancia para el buen funcionamiento del motor, ya que bombea el combustible cargado en el depósito o tanque de combustible hasta la bomba de inyección propiamente dicha en los motores diesel o hasta los inyectores en la inyección electrónica de gasolina, regula  la presión de alimentación y retiene las impurezas sólidas que puede arrastrar,.

Este sistema, mediante una bomba ubicada en el interior o en el exterior del depósito de combustible lo envía con presión regulada, pasando por un filtro que retiene las partículas sólidas que pudiera contener el líquido, hasta otra bomba de mayor presión de salida (motores Diesel) o hasta los inyectores propiamente dichos (inyección electrónica de combustible).

Consta de una bomba centrífuga, a engranajes, a diafragma, a leva, émbolo o lobular, de un regulador de presión, conducto de circulación, y un filtro.

El sistema toma el combustible líquido desde su depósito y la bomba lo hace circular, previa regulación de presión, por el conducto que lo introduce en un filtro, el cual retiene las partículas sólidas en suspensión, para luego alimentar otro sistema.

El sistema funciona bien si el suministro de combustible se realiza en forma limpia, sin interrupciones y sin variaciones de presión, lo cual se puede verificar con un manómetro adecuado colocado en la línea de conducción.

Para mantener en buenas condiciones de funcionamiento este sistema, es necesario dos precauciones fundamentales, una es la de mantener siempre un cierto nivel en  el depósito de combustible, evitando que se vacíe completamente, la otra es la de realizar el recambio periódico del filtro, de acuerdo a frecuencia indicada por el fabricante.

La detección de una falla en sistema se determina por medición de la presión en el sistema o visualmente por la ausencia de combustible en el sistema que alimenta.

Si este sistema falla, verificar si el filtro no está tapado, si no hay fugas en los conductos por los que circula y finalmente si funciona la bomba.

Respecto a las condiciones de seguridad, éstas se deberán extremar, ya que el sistema  manipula un combustible, por lo tanto para realizar cualquier trabajo en alguno de sus componentes se deberá purgar todo el combustible, además por ninguna razón se deberán realizar trabajos en caliente si no se está seguro que no se han formado gases combustibles, producto de la evaporación del líquido. En cuanto al ambiente, tendremos cuidado de recolectar todos los drenajes de combustible y de disponerlos adecuadamente.