 Motor Diésel 2
kfz-tech.de/PDM11
¿Qué es lo que realmente caracteriza a un motor diésel cuando el motor de gasolina se ha acercado tanto en términos de proceso? La respuesta superficial, si se abre el capó y se quita la tapa del motor,
sería la falta de un sistema de encendido eléctrico. Hasta aquí todo bien, pero si intentas acceder a los secretos de los fabricantes, es posible que te encuentres con motores que tienen un sistema de
encendido y que sin embargo funcionan según el principio del diésel.
Este principio hace hincapié en el autoencendido sin interrupción, es decir, la inyección del combustible de mayor resolución posible directamente en la cámara de combustión, llena de aire caliente debido a
la alta presión. En realidad, podrías y deberías preguntarte si el sistema de encendido está estrictamente desconectado cuando se produce el autoencendido. A esta pregunta habría que responder con un 'sí'
rotundo. Este es el caso del concepto algo más antiguo de Daimler-Benz, pero no del Mazda SPCCI.
No se sabe nada más del concepto de Daimler-Benz. En vista de transición hacia los vehículos eléctricos, esto ya no es de esperarse. Era interesante porque en el F700 era posible a veces ajustar todos los
parámetros responsables de la combustión, incluida la carga, de tal forma que era posible el autoencendido controlado, es decir, un control del encendido comparable al encendido eléctrico.
Sorprendentemente, los intentos de Daimler y Maybach del siglo antepasado estaban de vuelta.
Daimler desconecta el encendido en funcionamiento diésel. Mazda permite que el encendido continúe incluso entonces, según la explicación del fabricante, cuando se inicia el autoencendido. Según esto, el
encendido eléctrico sólo sirve para el control y una cierta preparación de una situación favorable para el autoencendido. Desafortunadamente no es verificable y aún no ha sido suficientemente comprobado por
observadores independientes.
Entonces ahora descartamos las soluciones especiales y podemos dedicarnos por fin a la norma, que establece que el requisito previo para la combustión en un motor diésel es el autoencendido. Esto
significa que se alcanza una temperatura mediante alta compresión más sobrealimentación que enciende un combustible diésel inyectado en todas las circunstancias que se dan en la práctica. Aquí hay un
experimento para ilustrar las posibles dificultades para lograr la autoignición de manera segura, que Daimler también pudo haber tenido:
Se colocan decenas de trampas para ratones en una habitación. Cada una de ellas está tensada y, si se activa, libera una pelota de ping-pong sobre el grupo. Si ahora se lanza una más al grupo desde un
lateral, en el mejor de los casos debería producirse una reacción en cadena que ayudara a disparar todas las trampas para ratones. En el caso ideal de combustión, ninguna molécula sería la misma que
antes. En realidad, habrá trampas para ratones a las que no se haya llegado, tal vez en algún lugar al borde.
Sin embargo, este experimento describe la situación antes y durante una inyección directa. Porque las moléculas no sólo tienen que encontrar una cierta proximidad. Su llamado 'nivel de energía' también es
decisivo. ¿Qué significa esto? La energía de las moléculas, como el calor, se reconoce por su movimiento. Cuanto más calor hace, más fuerte vibran. Más allá de los límites de los estados de la materia,
vuelven a cambiar adicionalmente su distancia entre sí.
Esto también significa que en la cámara de combustión no sólo hay combustible líquido en forma más disuelta, sino también combustible gaseoso. El combustible está compuesto casi en su totalidad por
carbono e hidrógeno, y el aire por casi un 80% de nitrógeno y un 20% de oxígeno. En la mayoría de las condiciones de funcionamiento, hay presente el doble o más de estos dos últimos elementos de lo que
sería necesario para la reacción. La principal reacción a tener en cuenta durante la combustión es la del carbono con el oxígeno, por lo que también se denomina 'oxidación'.
Por cierto, esto es diferente con el motor de gasolina. Allí, la proporción entre el contenido de aire y el de combustible es bastante exacta e incluso se controla constantemente mediante el sistema de control
lambda. El nitrógeno también permanece allí, pero no hay oxígeno libre porque prefiere formar un enlace con el carbono. Incluso a partir de estas condiciones básicas, en el motor diésel se forman
compuestos más nocivos de nitrógeno y oxígeno, NO2 y NO3.
Ahora ya tenemos la alta temperatura y la proporción de mezcla que es realmente favorable para la combustión, porque prácticamente hay mucho más oxígeno disponible que en el
motor de gasolina. Los átomos de carbono que sólo encuentran un átomo de oxígeno (CO) son, por lo tanto, casi inexistentes en el motor diésel. Pero aún hay un problema. ¿Qué
ocurre si el carbono encuentra sus dos átomos de oxígeno (CO2), pero la reacción no se lleva a cabo por muchas moléculas de aire adicionales, es decir, el contenido de la cámara de
combustión no se 'enciende' realmente?
kfz-tech.de/PDM12
Aquí hay un componente que puede ayudar con el problema de la distribución desigual de combustible y aire. Se trata de una culata monocilíndrica. En un camión, éstas se colocan en
los cilindros uno detrás de otro, independientemente de si se trata de motores en línea o en V. La particularidad de ésta es el giro de las válvulas de admisión o escape respecto al eje
longitudinal, lo que también complica algo su funcionamiento.
La razón de este giro es crear remolinos. Se trata de aportar movimiento a la columna de gas entrante y mejorar así la mezcla posterior. Esta no es la única forma de crear remolino o
movimiento. En el pasado, se soldaban pequeñas placas a la válvula de entrada. También está el pistón, que debido a su cavidad tiene que acercarse mucho a la culata, para seguir
garantizando una alta compresión.
Aunque no se habla de puntos de pinzamiento en el motor diésel, sin duda hay más movimiento del aire en la cámara de combustión como resultado. De este modo, es más probable
que el carbono y el oxígeno, los principales portadores de la combustión, y cada núcleo de ignición se encuentren entre sí. Por supuesto, la velocidad no es insignificante, porque sólo lo
que ocurre al principio del ciclo de trabajo tiene el mejor efecto sobre el rendimiento, el consumo y quizás también los gases de escape.
Y entonces llega el momento de la inyección. Ahora todo tiene que suceder especialmente rápido, la mezcla, el encendido continuo, la combustión y el aumento de presión. Ese es el
núcleo de la llamada "formación de la mezcla interna". Para ello, por supuesto, la inyección es particularmente importante. En los bordes de la nube de inyección, el combustible ya se
quema directamente cuando sale del inyector. Sin embargo, sólo el proceso continuo produce los efectos deseados. Al igual que en el motor de gasolina, no debe haber zonas de
combustible sin quemar. El carbón que no se quema da lugar al hollín.
Los contaminantes se crean o se pueden descomponer de manera específica. Hay un umbral muy claramente definido en el tratamiento de contaminantes, el canal de escape. Hasta
entonces se denominan 'emisiones brutas'. Lo que se ha conseguido hasta este punto no tiene que ser reelaborado con medidas complejas. En el caso de un camión con Euro 6, los
componentes adjuntos son casi del tamaño de un motor de automóvil.
kfz-tech.de/PDM13
| 
