El motor Diésel
Funcionamiento
Los motores diésel son del tipo de autoencendido, es decir: el carburante inyectado se enciende sin que se necesite una chispa de encendido. El funcionamiento se realiza en tres fases:
1. Primero se aspira aire puro.
2. Este aire se comprime a 30-55 bar, calentándose a 700-900 °C.
3. El carburante diésel se inyecta en la cámara de combustión.
Debido a la elevada temperatura del aire comprimido, se activa el autoencendido, la presión interior se incrementa fuertemente y el motor empieza a trabajar.
En comparación con los motores Gasolina, los motores de auto-encendido requieren unos sistemas de inyección y unos diseños de motor más costosos. Los primeros con motores diesel no eran especialmente confortables ni de Mucho repris. Debido al duro proceso de combustión, eran muy ruidosos cuando estaban fríos. Se caracterizaban por una mayor relación potencia/peso, un menor rendimiento por litro de cilindrada, así como por un peor comportamiento de aceleración. Mediante una mejora continua de la técnica de inyección y de los calentadores, ha sido posible eliminar todas estas desventajas. En la actualidad, el diesel está considerado como un motor equivalente o incluso de mejor calidad que los de gasolina.
ARRANQUE EN FRIO
Por arranque en frío se entienden todos los procesos de arranque, en los que el motor y los medios no están a temperatura de trabajo. Cuanto más baja es la temperatura, tanto peor son las condiciones para un encendido rápido y una combustión completa y ecológica. Para que el arranque no sea demasiado largo o casi imposible con temperaturas bajas, se utilizan medios auxiliares para ayudar el arranque en frío. Estos compensan las adversas condiciones de arranque e inician el encendido a tiempo uniformemente, para una combustión estable. Un componente de ayuda para el arranque en frío es el calentador. Mediante energía térmica eléctricamente producida y aportada dentro de la cámara de combustión, se crean las condiciones de encendido ideales para el carburante inyectado. Para los motores con cámara de combustión dividida esta es imprescindible para asegurar el arranque en temperaturas de 10-30 °C.
Debido al considerable empeoramiento de la calidad de arranque por debajo del punto de congelación, el calentador se emplea también como ayuda para el arranque en frío del motor diesel de inyección directa.
Requisitos para un calentador moderno
Tiempo de calentamiento corto
Reducida necesidad de espacio
Hasta la fecha, los motores diesel de turismos trabajan principalmente como inyectores directores con 2 válvulas y ofrecen suficiente espacio para las boquillas de inyección y los calentadores. En los modernos motores diesel con sistemas de inyección Common Rail o bomba – inyectores y la técnica de 4 válvulas, estas condiciones de espacio están muy limitados. Esto significa: hay que reducir el espacio para el calentador, lo que lleva a una forma muy delgada y larga. En la actualidad, ya se están utilizando calentadores Beru con un diámetro del tubo de incandescencia reducido a 3 mm.
Adaptación exacta a la zona de combustión
En el caso idóneo, la varilla calentadora se sitúa exactamente en el borde de la turbulencia de la mezcla, pero tiene que penetrar lo suficiente en la zona de combustión o en la precámara. Solamente así podrá aportar el calor con una precisión adecuada. Tampoco debe penetrar demasiado en la cámara de combustión, ya que perturbaría la preparación del carburante inyectado y con ello la formación de una mezcla de carburante – aire apta para la combustión. La consecuencia sería mayores emisiones de gas de escape.
Suficiente volumen de incandescencia
Aparte del calentador, es muy importante el sistema de inyección en el arranque en frío del motor. Solamente un sistema optimizado en el momento y la cantidad de la inyección, así como en la formación de la mezcla para el arranque en frío, junto con la correcta posición y la correcta temperatura del calentador proporcionará un buen comportamiento en el arranque en frío. Ni siquiera después del arranque del motor, el calentador debe enfriarse por el mayor movimiento del aire en la cámara de combustión.
Especialmente en los motores de precámara o de cámara de turbulencia reinan unas velocidades de aire muy elevadas en la punta del calentador. En este entorno el calentador únicamente funcionará, cuando tenga las suficientes reservas, es decir cuando exista el suficiente volumen incandescente para poder proporcionar inmediatamente calor a la zona enfriada por el aire.
Estructura y funcionamiento
El calentador cilíndrico Beru está compuesto esencialmente por el cuerpo del calentador, la varilla calentadora con espiral calentadora y reguladora, así como el bulón de conexión. La varilla incandescente está presionada a prueba de gas dentro de la carcasa. Adicionalmente se aísla el calentador con una junta tórica o una pieza de plástico en el elemento de conexión. El calentador recibe la energía eléctrica de la batería. Un equipo electrónico controla el tiempo de incandescencia.
Espiral calentadora y reguladora
Mediante los distintos materiales, longitudes, diámetros y espesores de los hilos de las espirales calentadoras y reguladoras se pueden modificar los tiempos de calentamiento y de incandescencia del calentador y adaptarse a los requisitos del correspondiente tipo de motor.
Funcionamiento
En el precalentamiento fluye al principio corriente intensa a través del bulón de conexión y la espiral reguladora a la espiral calentadora. Esta se calienta rápidamente y transmite la incandescencia a la zona de calentamiento. La incandescencia se extiende de inmediato – y al cabo de 2-5 segundos, la varilla calentadora está incandescente hasta cerca del cuerpo del calentador. De esta forma se incrementa adicionalmente la temperatura de la espiral reguladora ya calentada mediante la corriente. Por ello se incrementa su resistencia eléctrica y la corriente se reduce hasta tal punto que no se pueda dañar la varilla incandescente. Por ello no es posible que se sobrecaliente el calentador. Si no se produce ningún arranque, el calentador es desconectado
después de un cierto tiempo de disponibilidad a través del equipo de control del tiempo de incandescencia.
Protección ante el Sobrecalentamiento
Los calentadores cilíndricos de autorregulación se protegen del sobrecalentamiento al limitarse la corriente de la batería hacia el calentador con la subida de la temperatura. Con el motor en marcha no obstante, la tensión se incrementa de tal forma que los calentadores que no están diseñados para la tecnología más moderna, se quemen. A ello hay que añadir que, después del arranque, los calentadores bajo corriente están expuestos a altas temperaturas de combus-tión y por lo tanto se calientan por dentro y por fuera. Los calentadores cilíndricos Beru aptos para el postcalentamiento pueden funcionar a plena tensión del generador. Aunque su temperatura sube rápidamente, esta se regula después por la nueva espiral reguladora a una
temperatura constante que se sitúa por debajo de los calentadores que no son aptos para el postcalentamiento.
Importante: dentro de un sistema de incandescencia diseñado para los calentadores GN solamente se pueden instalar calentadores GN – los calentadores GV se podrían dañar en muy poco tiempo.
