INTRODUCCIONEl ciclodeDisel,
concebidoporRudolphDiselen1892uningenieroale!n"uea#inales del siglo
$I$ dise%o el o&or "ue lle'a su nobre ( aun"ue en nues&ro
pa)s es !sconocido coo o&or de gasoil de cua&ro &iepo,
Es siilar al o&or de ignici*n por
chispae+cep&o"uere"uiereunarelaci*ndecopresi*na(or
(s*loacep&aaireduran&eelproceso de adisi*n, Debido a
es&a al&a relaci*n de copresi*n, el aire adi&ido
duran&e
laadisi*nalcan-apresi*n(&epera&uraal&asduran&elacopresi*n,
a&al pun&o"ueelcobus&ible, al ser in(ec&ado en el
cilindro, espon&!neaen&e su#re cobus&i*n sinnecesidad
de la chispa suinis&rada por la bu.)a, El ciclo puede
reali-arse en o&ores de 2 ( /&iepos, 0u #uncionaien&o
es see.an&e al "ue, de igual #ora, lle'a gasolina en los
o&ores de clico O&&o desde eldep*si&o has&a la
has&a la cuba del carburador, De igual #ora los o&ores de
ciclo O&&o, los Disel re"uierenun #il&rado
e+haus&i'o del aire "ue u&ili-an en la adisi*n,Un e.eplo
no&orio del gran poder de es&as!"uinas es cuando cuplen
dichos ciclos en &raba.os de condiciones e+&reas coo es el
caso de lascosechadoras de cereales, pre1#il&ros
cen&r)#ugos de grandes diensiones ( e#icacias, gracias a los
cualeseliina la enore can&idad de par&)culas "ue rodean a
la a"uina duran&e el &raba.o, Resea histrica EN 1892 3
Rudol# disel publica un ensa(o donde describe un o&or"ue
reali-a cobus&i*n den&ro de unos cilindros, 4ue
elnaciien&o de la cobus&i*n in&erna 3 Disel crea un
o&or de cobus&i*n in&erna, "ue casi lecues&a la
'ida al e+plo&ar duran&e la priera prueba,3 Disel
con&inuo con su &raba.o ( su #aa epie-a acrecer,EN 18923
Disel pa&en&i-a su descubriien&o, ( deues&ra
porpriera 'e- "ue es posible encender el cobus&ible sinencender
una chispa,EN 18953 Rudol# reali-a la priera prueba de es&e
o&or 3 6resen&a el in'en&o al undo cien&)#ico en la
7sablea8eneral de Ingenieros 7leanes, el cual consu)a ucho enos (
alcan-aba uchas po&encias u( superiores,EN 18983 El gobierno le
concede la pa&en&e ( con cuaren&a a%os disel (a era
illonario,EN 19223 Rober& 9osch dise%a la boba de in(ecci*n
para proporcionar al o&or disel la 'elocidad auen&ada,
auen&ando su +i&oCiclo diselEl ciclo disel es un motor que
usa el proceso de combustin interna para convertir la energa
almacenada en los encales qumicos del combustible en energa mecnica
til. Esto ocurre en dos pasos. Primero, el combustible reacciona
qumicamente (combustiona)libera energa en !orma de calor. "egundo,
el calor causa que los gases atrapados en el cilindro se
e#pandan,los gases en e#pansin deben despla$ar el pistn para
e#pandirse. El movimiento alternante del pistn es convertido en
movimiento rotacional por elcig%e&al.Para convertir la energa
qumica del combustible en energa mecnica til todos los motores de
combustin interna deben pasar por cuatro eventos' aspiracin,
compresin, e#pansinescape. (omo se sincroni$an estos eventoscomo
ocurren di!erencia los distintos tipos de motores. )os motores
disel estn en una de dos categoras' motor con ciclo de cuatro
tiempos o dos tiempos. En el caso de un motor con ciclo de cuatro
tiempos, el motor requiere cuatro carreras del pistn para completar
un ciclo completo (aspiracin, compresin, e#pansinescape). Por lo
tanto requiere de dos rotaciones del cig%e&al (*+,-) para
completar un ciclo. En un motor con ciclo de dos tiempos, los
eventos ocurren en solo una rotacin del cig%e&al (./,-).En el
ciclo disel el aire se comprime adiabticamente con una ra$n de
compresin entre 01+,. Esta compresin eleva la temperatura a la
temperatura de in2amacin de la me$cla de combustible, la cual se
!orma en elmomento en que el combustible es inectado en el aire
comprimido.Unmotor disel puedemodelarseconel cicloideal formadopor
seispasosreversibles, segn se indica en la figura. Pruebe que el
rendimiento de este cicloviene dado por la expresin:Siendor : VA ;
VB la razn de compresin rc :VC ; VB la relacin decombustin. !l
mtodo para obtener este resultado es an"logo al empleado parael
ciclo #tto.Ciclo Diesel TericoCiclo Diesel Terico$ En este primer
tiempo el pistn e!ecta su primera carrera o despla$amiento desde el
P3" al P34, aspirando slo aire de la atms!era.$ El aire pasa por el
colectorla vlvula de admisin, que se 5a abierto instantneamente,
permaneciendo abierta, a 6n de llenar todo el volumen del cilindro.
$ )a mu&equilla del cig%e&al gira 07,8. $ 9l llegar al P34
se supone que la vlvula de admisin se cierra instantneamente )a
admisin puede ser representada por una isbara pues se supone que el
aire ingresa sin ro$amiento por los conductos de admisin, por lo
que se puede considerar a la presin constante e igual a la presin
atmos!rica. . Compresin$ En este segundo tiempo todas las vlvulas
estn cerradasel pistn se mueve 5acia arriba en el cilindro
comprimiendo el aire. $ 9 medida que se que comprimen las molculas
de aire, aumenta la temperatura considerablemente por encima de los
/,,:(. $ )a mu&equilla del cig%e&al gira otros 07,8completa
la primera vuelta del rbol motor.;urante esta carrera el aire es
comprimido 5asta ocupar el volumen correspondiente a la cmara de
combustinalcan$a presiones elevadas. "e supone que por 5acerse mu
rpidamente no 5a que considerar prdidas de calor, por lo que esta
trans!ormacin puede considerarse adiabtica.Combustin:$ 9l 6nal de
la compresin con el pistn en el P3" se inecta el combustible en el
interior del cilindro con la bomba de ineccin a una presin elevada.
$ El combustible, debido a la alta presin de ineccin sale
pulveri$ado, sein2ama en contacto con el aire caliente,
producindose la combustin del mismo. $ ;urante este tiempo el pistn
e!ecta su tercer recorridola mu&equilladel cig%e&al gira
otros 07,8.;urante el tiempo que dura la ineccin, el pistn inicia
su descenso, pero la presin del interior del cilindro se supone que
se mantiene constante, debido a que el combustible que entra se
quema progresivamente a medida que entra en el cilindro,
compensando el aumento de volumen que genera el despla$amiento del
pistn. Esto se conoce como retraso de combustin.. Expansin:$ "lo en
esta carrera se produce traba