miércoles, 19 de agosto de 2015

Motores Diesel, historia, funcionamiento y su mantenimiento I.

Historia:
En el año 1895 el ingeniero alemán Rudolf Diesel presento su invento, un motor que explotaba por compresión, sin bujías, este funcionaba a causa de la gran compresion de l’aire i su alta temperatura, provocando así la autoiflamación del combustible al ser inyectado. Consumía menos combustible que el de gasolina y era mas barato, también por último alcanzaba potencias mas altas.
Todo parecían ventajas para el invento que habia hecho Diesel y se impuso rápidamente en motores estáticos y navales, pero su gran inconveniente era no conseguir revoluciones altas.  Cuando se intentaba diseñar motores pequeños según las exigencias de mercado no daban los resultados esperados, a causa de problemas en la alimentación del gasoil i del aire. La bomba de aire implementada en los motores Diesel era difícil de reducir porque tenía que cumplir dos funciones, inyectar aire y combustible a presión.
Fue en 1922, cuando Robert Bosch se dedico a diseñar sistemas de inyección para motores Diesel. Tenía experiencia en sistemas de bombas de aceite i gracias a ello mejoró las bombas inyectoras de gasoil.
En 1925 el proyecto de fabricación de la bomba de inyección concluió y en el 1927 salían de fabrica las primeras bombas en serie. En esos momentos se desconocía su impacto en el mercado, pero Bosch consiguió resolver el problema de los motores Diesel y así aumentar el régimen de revoluciones.
Desde entonces la investigación y la evolución ha sido constante, vehículos diesel que han llegado a los 360 Km/h y a consumos por debajo de los 4 litros cada 100 Km, en turismos.
Funcionamiento y tecnología                           
En los motores diesel la alimentación se realiza introduciendo por separado, el aire y el combustible, los cuales se mezclan en el interior de la cámara de combustión.
El aire procedente de la atmósfera, debidamente filtrado, es introducido en los cilindros durante la fase de admisión y después comprimido a gran presión en el interior de la cámara de combustión. De esta manera alcanza la temperatura adecuada para la autoinflamación del combustible al ser éste inyectado directamente en la cámara de combustión. Para introducir el combustible en la cámara de combustión se dispone en la culata una válvula inyectora (llamada inyector de combustible), para cada uno de los cilindros. Estos inyectan el gasoil en el momento preciso para formación de la mezcla y su detonación.
La cantidad de aire en la admisión y el caudal de combustible inyectado en cada momento se controlan, desde el pedal acelerador. El pedal actúa sobre una mariposa situada en el colector del aire de admisión. La mariposa de gases, según su posición de apertura, regula la cantidad de aire que entra en los cilindros y  que actúa simultáneamente sobre el sistema de mando en la bomba inyectora, controlando el caudal de combustible en la inyección según la carga (esfuerzo) y régimen de funcionamiento del motor.
Esquema del circuito completo de alimentación del combustible.               1                                                                                           




                                  
Figura 1
1.-Depósito de combustible.
2.- Bomba de alimentación
3.-Filtro
4.-Prefiltro
5.-Filtro principal
6.-Bomba de inyección
7.-Inyector
8.-Válvula de descarga
9.-Tubería de bomba a filtro
10.-Tubería de filtro a bomba de inyección
11.-Tubo de inyección
12.-Tubería de sobrante de inyección
13.-Tubo de retorno
14.-Bomba de mano
15.-Regulador centrífugo
16.-Variador de avance de la inyección
17.-Altura máxima de aspiración

Circuito de alimentación de combustible, sin depósito, en el conjunto motor.
Figura 2
1.- Bomba de alimentación
2.-Filtro principal
3.- Bomba de inyección
4.-Porta inyectores e inyector
5.-Variador de avance de la inyección
6.- Regulador centrífugo

En los tractores antiguos se cumple bastante con este esquema genérico y con casi todos los elementos del esquema, pero existe excepciones en función del número de cilindros y de marcas de tractores. También hay que decir que los sistemas actuales de inyección son muy diferentes a lo que estamos tratando en este capítulo, como por ejemplo el sistema de inyección Diesel por acumulador Common Rail.
  Filtro de aire.
El filtrado de aire hacia los cilindros se hace mediante filtros secos a base de papel o filtros de malla metálica. También en muchos tractores antiguos, se utilizan los filtros en baño de aceite, combinando el filtro de malla metálica y un recipiente cilíndrico, con un cierto nivel de aceite, dejando que pase el aire aspirado por encima del aceite y que se queden enganchadas partículas pesadas, como polvo, hojas, paja y partículas no deseadas que pueden perjudicar a los cilindros gravemente. El filtro  trata de conseguir que entre el aire lo mas puro posible al cilindro.
Mantenimiento: Se tiene que limpiar los filtros del aire cada día o cada mes, esta operación depende del polvo generado por el trabajo que realice el tractor. Si son secos se han de soplar con aire a presión o cambiarlos. Si son en baño de aceite se tiene que cambiar el aceite y limpiar el recipiente, añadir aceite del mismo tipo que el del motor hasta la marca que tiene el recipiente, nunca sobrepasar la marca, y limpiar muy bien con gasoil la malla (núm. 10) que llevan encima del aceite estos filtros.
Depósito de combustible.
El depósito es el lugar donde se guarda el gasoil, que se irá suministrando a la bomba inyectora mediante la bomba de alimentación. Los depósitos pueden ser de chapa de acero o de latón, hoy en día se fabrican de plástico. Los depósitos pueden estar por encima de la bomba inyectora (casi todos los tractores antiguos), al mismo nivel de la bomba o por debajo de la bomba, en cuyo caso el fabricante ha colocado una bomba de alimentación que de la suficiente presión para alimentar a la bomba inyectora.
Los depósitos tienen un tapón grande, para poder llenarlo por la parte superior, ese tapón cierra el depósito, pero tiene un orificio para que respire, nunca se debe taponar herméticamente ya que no respiraría el depósito y tendería a crearse el vacio (a la bomba inyectora no llegaría gasoil). La salida de gasoil es por la parte inferior del depósito, normalmente tiene una rosca para colocar el grifo que permite cerrar el combustible en caso de necesidad.
Mantenimiento: Los depósitos y los tapones de acero tienden a oxidarse, esto es un inconveniente ya que el oxido o incluso partículas grandes de dentro del depósito se desprenden y taponan los pasos de gasoil (no se aprecia desde el exterior). El depósito se debería limpiar una vez cada dos o tres años, aunque no se saque el depósito del tractor. Si el depósito está muy deteriorado por dentro, habrà que que desmontarlo y llevarlo a reparar para limpiarlo y en su caso hacerle una ventana, restaurarlo por dentro y volverlo a tapar. Un buen consejo es dejarlo lo más lleno posible de gasoil, ya que este líquido tiene partículas de aceite que lo protegen.

El grifo del depósito, por dentro, suele llevar una malla (núm. 26) para que no se cuelen las partículas grandes, se debería revisar y limpiar de vez en cuando para conseguir un buen mantenimiento del motor Diésel.

1 comentario:

Luis de casa castilla dijo...

En estos ultimos veinte años el motor diesel ha tenido un avance espectacurar gracias , entre otros al turbo, el sistema common rail o la inyeccio directa a alta presion, estos motores son un poco distintos a los de los tractores antiguos.
Muy buen articulo, un saludo.