ciclo diesel

INTRODUCCION

La conversión de calor u otros tipos de energía en trabajo, ha sido una de las mayores inquietudes del hombre. El anhelo de esta conversión en forma continua, aunque no de forma completa, lo ha llevado a crear diferentes tipos de máquinas que operan en distintos ciclos termodinámicos.
El motor Diesel, concebido por Rudolph Diesel en 1892 es similar al motor de ignición porchispa, excepto que requiere una relación de compresión mayor y sólo acepta aire durante el proceso de admisión. Debido a esta alta relación de compresión, el aire admitido durante la admisión alcanza presión y temperatura altas durante la compresión, a tal punto que el combustible, al ser inyectado en el cilindro, espontáneamente sufre combustión sin necesidad de la chispa suministrada por la bujía.Los motores diesel suelen ser motores lentos con velocidades de cigüeñal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min), mientras que los motores Otto trabajan de 2.500 a 5.000 rpm; como el grado de compresión de estos motores es de 14 a 1, son por lo general más pesados que los motores Otto, pero esta desventaja se compensa con una mayor eficiencia y el hecho de que utilizan combustiblesmás baratos. La eficiencia de los motores diesel, que en general depende de los mismos factores que los motores Otto, es mayor que en cualquier motor de gasolina, llegando a superar el 40%.







CICLO DIESEL

I. DEFINICION:
Es el ciclo ideal (teórico) para las máquinas de encendido por comprensión, (conocidos como motores diesel), esto se debe a la mezcla de aire y de combustible quese comprimen hasta tener una temperatura inferior a la temperatura de auto-encendido del combustible. En teoría, el ciclo Diesel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar a presión constante en lugar de producirse a volumen constante. El ciclo ideal se obtiene como un proceso de adición de calor a presión constante.

I.1 ENUNCIADO:
Un motor diésel puede modelarse con el cicloideal formado por cuatro tiempos o de seis pasos reversibles, según se indica en la figura.





El rendimiento de este ciclo viene dado por la expresión:



Siendo r = VA / VB la razón de compresión y rc = VC / VB la relación de combustión y gama el coeficiente adiabático.

I.2 CONCEPTOS:
Es necesario conocer la terminología universalmente usada hoy para
indicar algunasdimensiones y valores fundamentales:

Punto muerto superior (P.M.S.)
Punto Muerto Inferior (P.M.I.)
Diámetro (en ingles Bore)
Carrera (en ingles Stroke)
Volumen Total del cilindro (V1)
Volumen de la cámara de combustión (V2)
Volumen desalojado por el pistón o cilindrada (V1-V2)
Relación Volumétrica de compresión l = V1/V2

II. TIEMPOS DE UN MOTOR DIESEL (PROCESO):
En total, el ciclo se componede dos subidas y dos bajadas del pistón, razón por la que es un ciclo de cuatro tiempos.

II.1 Tiempo 1: Admisión (transformación isobara EA)(0-1)
El pistón baja con la válvula de admisión abierta, aumentando la cantidad de aire en la cámara. Esto se modela como una expansión a presión constante (ya que al estar la válvula abierta la presión es igual a la exterior). En el diagrama PV aparececomo una recta horizontal.



II.2 Tiempo 2: compresión (transformación adiabática AB)(1-2)
El pistón sube comprimiendo el aire. Ello eleva el estado termodinámico del fluido, aumentando su presión, su temperatura y disminuyendo su volumen. En este segundo tiempo y con las dos válvulas completamente cerradas, el pistón comprime el aire a una gran presión, quedando el aire alojado en lacámara de combustión, la muequilla del cigüeñal gira 180° y completa la primera vuelta del árbol del motor. La presión alcanzada en el interior de la cámara de combustión mantiene la temperatura del aire por encima de los 600 °C superior al punto de inflamación del combustible (52 a 96 °C) para lo cual la relación de compresión tiene que ser el del orden de 22.

Dada la velocidad del proceso...