Motor diésel para niños

Datos para niños Motor diésel
Un motor V8 Duramax de General Motors
Producción	1893-presente
Tipo de combustible	Diésel

El motor diésel es un tipo de motor térmico que funciona quemando combustible dentro de sí mismo. Lo especial de este motor es que el combustible se enciende solo, sin necesidad de una chispa. Esto ocurre porque el aire dentro del motor se calienta mucho al ser comprimido.

Estos motores pueden usar diferentes tipos de combustible, como el gasóleo (el diésel más común), aceites más pesados o incluso algunos aceites vegetales, como el de girasol. Son muy eficientes, lo que significa que aprovechan muy bien la energía del combustible. Los motores diésel más avanzados pueden convertir entre el 50% y el 60% de la energía del combustible en movimiento. Por eso, se usan mucho en la industria y el transporte.

Historia del motor diésel

Un antiguo motor diésel estacionario de un solo cilindro.

El motor diésel fue inventado en 1893 por un ingeniero alemán llamado Rudolf Diesel. Él trabajaba para la empresa MAN SE, que ya fabricaba motores y vehículos grandes.

Rudolf Diesel quería crear motores más eficientes que las antiguas máquinas de vapor, que eran pesadas, caras y no aprovechaban bien la energía. Buscaba usar combustibles diferentes a la gasolina. Su trabajo fue arriesgado; en una ocasión, un motor experimental explotó, causándole heridas a él y a sus ayudantes.

Después de años de investigación, en 1897, MAN SE fabricó el primer motor basado en las ideas de Rudolf Diesel. Este motor usaba un combustible menos volátil, que en esa época se conocía como aceite liviano o fueloil, usado para las lámparas de la calle.

¿Cómo funciona un motor diésel?

Ciclo diésel de 4 tiempos.

El motor diésel funciona de una manera muy interesante. El combustible se enciende solo cuando se inyecta en una cámara llena de aire muy caliente y a alta presión. A este proceso se le llama autoinflamación.

Fases del ciclo diésel

El motor diésel de cuatro tiempos sigue un ciclo con varias fases:

• Compresión: Primero, el motor aspira aire y lo comprime dentro de un espacio llamado cámara de combustión. Esta compresión es muy fuerte y hace que el aire se caliente muchísimo.
• Inyección de combustible: Luego, el combustible diésel se rocía en la cámara de combustión a mucha presión. Como el aire ya está muy caliente, el combustible se mezcla con él y se convierte en pequeñas gotas.
• Autoinflamación: A diferencia de los motores de gasolina que necesitan una chispa, en el motor diésel, la mezcla de aire y combustible se enciende sola debido a la alta temperatura. Esto hace que el combustible se queme de forma rápida y espontánea.
• Expansión: La quema del combustible crea una gran presión que empuja un pistón hacia abajo. Este movimiento es muy potente.
• Transmisión de energía: El pistón está conectado a una pieza llamada biela, que a su vez mueve el cigüeñal. El cigüeñal convierte el movimiento de arriba y abajo del pistón en un movimiento de giro, que es lo que finalmente impulsa el vehículo o la máquina.

Para que el combustible se encienda solo, el aire debe alcanzar una temperatura muy alta. En climas fríos, a veces se necesita precalentar el diésel o usar bujías especiales para ayudar a que el motor arranque.

Partes principales de un motor diésel

Bomba inyectora en línea.

Bomba inyectora rotativa.

Un motor diésel de cuatro tiempos tiene muchas piezas, algunas de ellas son similares a las de un motor de gasolina:

• Árbol de levas: Controla cuándo se abren y cierran las válvulas.
• Culata: Es la parte superior del motor que cubre los cilindros y contiene las válvulas.
• Válvulas: Regulan la entrada de aire y la salida de los gases de escape.
• Bloque del motor: Es la estructura principal del motor donde están los cilindros.
• Segmentos: Anillos que sellan los pistones para que no se escape la presión.
• Pistón: Se mueve dentro del cilindro, generando la fuerza.
• Bielas: Conectan los pistones con el cigüeñal.
• Cigüeñal: Transforma el movimiento del pistón en un giro.
• Volante: Ayuda a que el giro del cigüeñal sea suave.
• Cárter: Contiene el aceite del motor.

Además, los motores diésel tienen piezas específicas:

• Bomba inyectora: Envía el combustible a los cilindros en el momento justo.
• Inyectores: Rocían el combustible en la cámara de combustión en forma de gotas muy finas.
• Bomba de transferencia: Mueve el combustible desde el tanque hasta el sistema de inyección.
• Toberas: Ayudan a que el combustible se rocíe bien antes de inyectarse.
• Bujía de precalentamiento: Calientan el aire antes de la compresión, especialmente cuando hace frío.
• Filtro de partículas: Reduce las partículas contaminantes que salen del motor.

Todas estas piezas trabajan juntas para que el motor diésel funcione de forma eficiente y genere la potencia necesaria.

Operación en grandes vehículos y barcos

Para arrancar un motor diésel grande, como los de los barcos, se necesita una preparación especial. Primero, se revisan los sistemas de refrigeración y lubricación y sus niveles. También se enciende un generador eléctrico y se limpian los filtros de agua, combustible y aceite.

Es importante hacer girar el motor lentamente con los grifos abiertos para limpiar los cilindros y revisar el nivel de agua. Si el combustible es muy espeso, se debe calentar antes de usarlo. Una vez que todo está listo, el motor se pone en marcha siguiendo las indicaciones del puente de mando del barco, que indica la velocidad deseada.

Ventajas y desventajas del motor diésel

Beneficios del motor diésel

• Ahorro de combustible: Los motores diésel son muy eficientes y consumen menos combustible que otros tipos de motores.
• Mayor fuerza (torque): Ofrecen más fuerza de giro, lo que los hace ideales para mover cargas pesadas.
• Durabilidad: Son motores muy resistentes y confiables, diseñados para durar mucho tiempo.
• Versatilidad de combustibles: Pueden usar diferentes tipos de combustible, incluyendo algunos biocombustibles.
• Capacidad de carga: Soportan mejor las cargas pesadas sin sufrir tanto desgaste.

Desafíos del motor diésel

• Costo de fabricación: Suelen ser más caros de fabricar debido a su diseño robusto y sistemas complejos.
• Tratamiento de emisiones: Cumplir con las normas ambientales puede ser complicado, ya que necesitan sistemas especiales para limpiar los gases de escape.
• Emisiones de partículas: Pueden producir más partículas pequeñas que afectan la calidad del aire.
• Mayor peso: Son más pesados que los motores de gasolina, lo que puede influir en el peso total del vehículo.
• Más ruidosos: Generalmente, los motores diésel hacen más ruido que los de gasolina.

En los últimos años, ha habido preocupaciones sobre las emisiones de los motores diésel en las ciudades, especialmente las partículas y los óxidos de nitrógeno. Esto ha llevado a que algunas ciudades implementen regulaciones para reducir el uso de vehículos diésel. Sin embargo, los fabricantes están desarrollando tecnologías avanzadas, como las de Bosch, para hacer que los motores diésel sean mucho más limpios y reduzcan sus emisiones.

Usos del motor diésel

Sección de un diésel de dos tiempos, con las válvulas de escape y el compresor mecánico para las lumbreras de admisión.

Los motores diésel se utilizan en una gran variedad de aplicaciones:

• Maquinaria pesada y agrícola, como tractores y excavadoras.
• Camiones de carga y autobuses.
• Automóviles y vehículos de carreras.
• Trenes.
• Barcos de diferentes tamaños.
• Vehículos con tractor oruga, como tanques o bulldozers.
• Generadores de energía eléctrica, tanto para centrales como para emergencias.
• Maquinaria industrial, como bombas y compresores.
• Algunos aviones pequeños de uso privado.

Véase también

En inglés: Diesel engine Facts for Kids

• Biodiésel
• Hidrobiodiésel