Motores de encendido por compresión, ciclo Diesel

Motores de encendido por compresión, ciclo Diesel

En este tipo de motor, lo que entra en la cámara inicialmente es sólo aire; el gasóleo se inyecta más o menos cerca del punto muerto superior. El denso combustible —pulverizado pero aún líquido— debe vaporizarse, mezclarse con el aire y alcanzar las condiciones de presión y temperatura apropiadas para inflamarse. El tiempo que lleva este proceso es el «retraso de autoencendido» y limita la velocidad a la que puede girar el motor y, por tanto, su potencia máxima. La carga varía modificando la cantidad de gasóleo inyectado; siempre entra la máxima cantidad que el motor admite en determinadas condiciones.

La alta temperatura de combustión en las zonas donde la mezcla es más rica provoca la asociación del oxígeno y el nitrógeno del aire dando lugar a emisiones altas de NOx. El hollín y los hidrocarburos (HC) que no han sido quemados se forman también en esas zonas y constituyen otra fuente de emisiones contaminantes.

En estos motores la mezcla de aire y combustible se realiza fuera de la cámara de combustión, con baja presión y de forma homogénea. Es decir, la mezcla se hace en el mismo lugar que en un motor de gasolina de inyección indirecta y mezcla estequiométrica. En cambio, la mezcla que aspira el motor HCCI es muy pobre en combustible.

Posteriormente, dicha mezcla entra en la cámara y es comprimida hasta que se autoinflama en combustión espontánea, cuando el pistón está próximo al punto muerto superior (como en los motores Diesel). Pero en los motores HCCI el encendido no ocurre en un punto localizado, como en el Diesel, sino casi  simultáneamente en toda la cámara. Por tanto, no hay una propagación por frente de llama, ni estratificación de la mezcla.

Como en un Diesel, no hay una válvula de mariposa para variar la carga; el flujo de aire siempre será el máximo. La carga se controla variando la cantidad de combustible.Es preciso emplear una relación de compresión elevada para prender una mezcla muy pobre, en torno al límite de inflamabilidad. Los diversos motores experimentales han trabajo con unas relaciones de compresión que varían entre 20: 1 hasta 30: 1.

En carga media y baja, el autoencendido de la mezcla no suele provocar detonaciones destructivas. La mezcla —pobre y homogénea— mantiene la temperatura máxima de los gases quemados relativamente baja y uniforme en toda la cámara. Sin embargo, a plena carga la temperatura es mayor y la mezcla más rica; pueden aparecer combustiones detonantes.

Según los experimentos realizados, los combustibles más apropiados para este tipo de combustión son: gasolina, gas natural, biogas y etanol. Pero también se han empleado otros. Un mismo motor podría emplear más de uno de estos combustibles.




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