Motor di??sel
De Viquip??dia
El motor di??sel ??s un motor de combusti?? interna dissenyat per a que el seu cicle termodin??mic s'ajusti al cicle Di??sel.
El seu funcionament ??s molt similar a un motor de gasolina de quatre temps. Es deixa entrar aire dins d'un cilindre via una v??lvula d'admissi??(1). Un pist?? o embol comprimeix l'aire i en la m??xima compressi??(2), introdu??m carburant mitjan??ant un injector o atomitzador. De manera espont??nia es produeix una combusti??, augment de temperatura i pressi?? que empeny el pist?? (3) sent el moment on obtenim treball. Un cop finalitzada la combusti??, el pist?? torna a comprimir els gasos resultant essent expulsats del cilindre (4) per la v??lvula d'escapament. El cilindre torna a expandir-se per deixar espai o aspirar m??s aire i repetir el cicle(1). El combustible utilitzat, pot ser Gasoli o fueloil, olis tractats (biodi??sels) o pols de carb??. Han de ser combustibles que s'inflamen espont??niament al sotmetre's a grans pressions.
La caracter??stica m??s rellevant del cicle di??sel ??s que al combustionar, l'expansi?? dels gasos ??s a pressi?? constant. Aix?? s'aconsegueix amb l'addici?? de m??s combustible mentre la combusti?? s'est?? realitzant. Quan el pist?? ??s emp??s per la expansi?? dels gasos, se segueix injectant combustible fins a la meitat del recorregut.
Els motors de Gasolina, s'injecta carburant d'un sol cop i es fa explotar, gran part de l'energia s'escapa en forma de calor per les parets ja que no t?? temps de emp??nyer el pist??. En el di??sel, la combusti?? ??s mes continuada. La "pedalada" ??s m??s seguida en el recorregut, no tant brusca, millorant notablement el rendiment. Els motors de gasolina, el combustible es barreja amb l'aire avan?? d'entrar a la cambra de combusti??. La temperatura del cilindre no pot ser gaire alta, ja que la barreja s'inflamaria. Els motors di??sels no tenen aquesta limitaci?? i la temperatura de la combusti?? ??s m??s alta. Notar que el rendiment d'un motor t??rmic dep??n de la m??xima temperatura del cicle.
Tot i tenir un bon rendiment per cicle, la pot??ncia d'un motor di??sel queda limitada per les poques revolucions per minut rpm. L'expansi?? a pressi?? constant requereix un cert temps, impossibilitant que els motors vaguin m??s enll?? de les 3500 rpm.
L'altre caracter??stica que els diferencia dels motor Otto ??s la necessitat de que el combustible s'inflamen espont??niament al ser comprimit. Fet que comporta una relaci?? de compressi?? de 17 a 25 (els de gasolina uns 5). El volum confinat del cilindre es redueix 20 vegades al avan??ar el pist??. Grans relacions de compressi?? impliquen un gran esfor?? i estres en els components del motor, els quals s'han de refor??ar i sobredimensionar resultant en un increment del pes del motor.
Hist??ricament els motors di??sel s'han utilitzat en ind??stria pesant (camions, ferrocarrils, vaixells, carros blindats...). Llocs on l'estalvi en pes de combustible justifica un increment en pes de motor. Tamb?? destacar la seguretat en accidents al no ser directament inflamable i fiabilitat.
Per?? en els darrers anys han experimentat un gran creixement en el sector automobil??stic i inter??s en l'aeron??utic esportiu(<500cv). Dos aven??os tecnol??gics son responsables d'aquest canvi:
Injecci?? electr??nica: La injecci?? del combustible a la cambra de combusti?? sempre ha estat el gran problema a resoldre. Per donar una idea, hem d'injectar 200 vegades per segon, uns pocs mil??ligrams de carburant a una pressi?? de 20 atmosferes (la que obtenim a 200m per sota el mar). La quantitat de combustible ha de ser estiquiometricament precisa, amb un error de 0,01 mil??ligrams, per no generar males combustions, quantitat que dep??n de la pressi??, temperatura d'entrada, revolucions del motor etc... ??s tal la dificultat t??cnica que sovint els suposats avantatges dels motors di??sels han quedat anul??lats per l'impossibilitat d'obtenir una correcta injecci?? del combustible. Des de els anys 90 hi ha una generaci?? d'injectors gestionats electr??nicament, capa??os de complir amb m??s precisi?? i en un rang m??s ampli de condicions. De molts sistemes desenvolupats, destaquen el "common rail".
Turbocompressor: Si comprimim l'aire a l'entrada del pist??, podrem introduir m??s quantitat d'aire i cremar m??s combustible per cicle, augmentant la pot??ncia amb les mateixes rpm. ??bviament el motor ha de ser refor??at estructuralment, per?? els motors di??sels ja ho son per pr??pia necessitat. Aquest dispositius eren costosos de construir, mantenir i gestionar, sols utilitzats en motors d'altes prestacions (avions militars(WWII), cotxes esportius...). Amb la millora de materials, t??cniques i gesti?? electr??nica, s'han popularitzat. Avui en dia quasi tots els di??sels compten amb turbo-compressors, equiparant-los als motors de gasolina en la relaci?? pes/pot??ncia.
Inventat per l'enginyer Alemany Rudolf Diesel, a l'any 1892 basat en un disseny previ del "hot bulb engine"
