Mecánica Diésel
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Mecánica Diésel. La mayoría de vehículos industriales y plantas funcionan con tecnología diesel. Entre ellos están los tractores, grandes petrolíferas, excavadoras, taladradoras, equipo utilizado en la minería, grúas, máquinas excavadoras, generadores, taladros de petrolíferas y los vehículos de transporte público. El combustible diesel determina en gran parte la economía proveyendo la energía para que el transporte público, las industrias y otros medios de distribución funcionen. Estas máquinas necesitan mantenerse en un buen estado para evitar su mal funcionamiento y mantener la seguridad y fiabilidad de las mismas.
Sumario
Antecedentes históricos
El hombre desde la antigüedad necesitó evolucionar sus métodos para moverse de un lugar a otro, cazar para alimentarse, crear técnicas o aparatos de defensa y una serie de infinidad de recursos para mejorar o asegurar su existencia. La Mecánica fue una de las ciencias que poco a poco evolucionaría.
La mecánica es una ciencia que se encarga de estudiar las condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos bajo la acción de fuerzas.
No se conoce con exactitud los inicios de esta ciencia, se sabe que los orígenes de la mecánica están muy mezclados con el uso de instrumentos por medio de los cuales el hombre podía defenderse y cazar en tiempos muy remotos.
Los antepasados del hombre, al construir sus instrumentos, iniciaron el desarrollo de la mecánica. El origen de los primitivos interrogantes planteados por la mecánica surgió en las antiguas civilizaciones por su necesidad de disponer de máquinas, bélicas o pacíficas, que las liberaran de ciertos esfuerzos.
La mecánica como ciencia apareció en el periodo helenístico por medio de Arquímedes, quien describió cuantitativamente las leyes de la palanca y otras máquinas simples, las cuales con su uso dieron origen a las primeras nociones de dinámica y estática. Arquímedes estableció los fundamentos de la estática y fue el fundador de la hidrostática al enunciar su famoso principio.
Además de Arquímedes, a lo largo de los años también existieron varios estudiosos de la física que aportaron valiosos principios para el desarrollo de la mecánica entre ellos podemos citar a Tartaglia, Galileo Galilei, Isaac Newton, Euler, Albert Einstein, entre otros.
Las primeras ideas claras sobre el universo mecánico en que vivimos fueron dadas por los filósofos griegos. Uno de los más brillantes fue Pitágoras de Samos, quien vivió en el sur de Italia y fundó la Escuela Pitagórica.
Origen y evolución de la Mecánica Diésel
La historia de la Mecánica Diésel comienza en el año 1897, cuando Rudolf Diesel crea el primer motor de combustión funcional, a este inventor se debe la clasificación de esta mecánica. Este motor no fué adaptado a los vehículos de la época, ya que requería para la inyección del combustible de un compresor de aire muy voluminoso, lo que impedía su instalación sobre el vehículo.
En 1920 dicho problema es resuelto por Robert Bosch, que perfeccionó la bomba de inyección, permitiendo el uso del motor diésel en diversos vehículos, sobre todo en los de uso industrial o de transporte medio-pesado. En la década del 30 comienza a ser aplicado con fines militares, sobre todo en los carros de combate alemanes, siendo Maybach la firma que más motorizaciones desarrolló y que más éxito alcanzó. El Dr. Ferdinand Porsche diseñó un motor diésel V12 con compresor capaz de desarrollar más de 400 cv, destinado al tanque Mammut, un ingenio de 120 toneladas de peso y que afortunadamente nunca pasó de la fase de prototipo.
Tras la guerra, el motor diésel se aplicó sobre todo a los vehículos pesados, agrícolas y a los trenes. En la década de los 70, se produce una primera revolución en estas motorizaciones, que ven su tamaño y su peso reducidos, por lo que se pueden instalar en vehículos ligeros, siendo los motores Perkins y los desarrollados por Volkswagen los más usados.
Es por esta época que hace acto de presencia el Mercedes Benz C 111, un vehículo que en su variante Diésel en vez de usar un motor de pistones alternativos usa un motor Wankel trirotor, lo que le permite unas prestaciones de escándalo para un Diésel de la época y actual, como son un 0-100 km/h en 5 segundos y una velocidad punta de 260 km/h.
En los 80 los vehículos Diésel comienzan a gozar de mayor popularidad entre el público, ya que comienzan a emplearse con mayor frecuencia los turbocompresores, que dotan a estos motores de mejores prestaciones y cualidades termodinámicas.
En estos años aparecen los primeros motores con gestión electrónica, desarrollada principalmente por Bosch y que mejoran las propiedades de estas mecánicas.
Es en los 90 cuando se produce el boom de los motores Diésel, favorecido por las mecánicas de origen PSA, sobre todo los motores TDI del grupo Volkswagen, dotados del sistema bomba-inyector, que permiten unas prestaciones más que dignas a los vehículos que las equipan con unos consumos muy ajustados. También se introducen los primeros motores con sistemas de inyección directa de combustible, mediante una rampa o rail que suministra combustible a los inyectores, los comúnmente llamados common rail.
Actualmente se está produciendo una tercera revolución en los motores Diésel de la mano del grupo Fiat y su tecnología Multijet. Dicho motor es un 4 cilindros que equipa un sistema common rail de segunda generación, que alcanza presiones entorno a los 1.400 bares, un turbocompresor de geometría fija e intercooler y culata de 16 válvulas. En este motor los inyectores pueden actuar con diferentes intensidades, entre tres y cinco veces, todo ello de manera flexible y controlada. Cuentan con cinco orificios de 0,12 mm de diámetro. La entrada de combustible en el cilindro se produce con varias inyecciones pequeñas, por lo que quemando una misma cantidad de combustible se consigue una combustión más gradual y completa.
Están apareciendo nuevos sistemas para sacar más rendimiento de los motores Diésel, como el sistema desarrollado por OPC, filial deportiva de Opel, que consiste en un sistema bi-turbo acoplado al motor 1.9 de inyección directa.
Ejemplo de esto es un prototipo de Vectra firmado por OPC, en el que el motor declara 212 cv y el consumo se mantiene en los 6 litros a los 100 km de origen, consiguiendo además unas prestaciones impresionantes, a la altura de deportivos consagrados, de hecho su velocidad máxima está limitada electrónicamente a 250 Km/h.
A medida que se perfeccionan las Bombas de Inyección, los motores diésel van alcanzando mejores resultados.
Principios de funcionamiento
Existen motores diésel tanto de 4 tiempos (los más usuales en vehículos terrestres) como de 2 tiempos (grandes motores marinos y de tracción ferroviaria)
Los motores diésel de 4 tiempos basan su funcionamiento de la siguiente manera:
- Admisión: aire puro que entra al cilindro por el movimiento del pistón.
- Compresión: el pistón comprime fuertemente el aire dentro del cilindro, alcanzando este una temperatura muy elevada.
- Fuerza o carrera de trabajo: en esta etapa se inyecta el combustible en forma pulverizada, incendiándose este por la alta temperatura existente dentro del cilindro.
- Escape: el pistón empuja los gases producidos por la combustión hacia la salida de escape.
Todo este proceso encadenado a los componentes internos de los motores, aparejado a los demás componentes externos hace que estos cumplan su acometido o función para lo cuál han sido diseñados.
En un pequeño resumen podemos decir que el movimiento de los pistones, a consecuencia de la combustión de la mezcla aire-combustible dentro de la camisa o cilindro, encadenado a las bielas que sostienen los pistones, estas van apoyadas al cigüeñal, este a su vez da movimiento a otros mecanismos. Por otra parte las válvulas de admisión y de escape en su accionar junto al árbol de levas se encadenan en su movimiento a otros mecanismos. En el interior de los motores ocurre un proceso encadenado e interrelacionado entre todos sus mecanismos y agregados.
Partes componentes
El motor diésel de 4 tiempos está formado por: Segmento, Bloque del motor, Culata, Cigüeñal, Volante, Pistón, Árbol de levas, Válvulas, Cárter, Bomba de inyección, Inyectores, y otros agregados.
Fuentes
- http://html.rincondelvago.com/historia-de-la-mecanica.html
- http://html.rincondelvago.com/motor-diesel_1.html
- http://www.sabelotodo.org/inyecciondiesel.html
- http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel
- http://www.mecanicadiesel.info/index.php
- http://www.institutoaldey.com/shop/otraspaginas.asp?paginanp=65&t=MEC%C3%81NICA-DIESEL.htm
- http://www.escuelasmecanica.com/diesel/
- http://www.enunblog.com/miljav/page2/&thisy=&thism=&thisd=
