Combustión básica de un motor diesel

1. Combustión Básica y Factores Relacionados.

2. El propósito de este programa, es darle a usted un mejor entendimiento del proceso de combustión por el cual se produce energía térmica en motores diesel Cummins de compresión-ignición y ciclo de cuatro tiempos y los efectos que tienen los diseños de Cummins en ese proceso.

3. Para producir combustión y desarrollar trabajo, serequieren tres elementos: Aire, Calor y Combustible. Combinando estos elementos en las proporciones apropiadas, somos capaces de producir una forma utilizable de energía.

4. Discutamos estos elementos, empezando con el Aire. El Aire es una mezcla de 21 % de oxígeno y 79% de gases inactivos compuestos principalmente de nitrógeno. El aire es enrarecido y la presión barométrica es menor en altitudessuperiores, pero la proporción de oxígeno a nitrógeno permanece igual, sin importar la altitud.

5. La eficiencia de la combustión depende de la cantidad de oxígeno disponible. Al nivel del mar, se requieren cerca de veinte libras (9 kilogramos) de aire para quemar una libra (0.45 kilogramos) de combustible. El peso de un pie cúbico de aire está basado en su densidad.

6. La densidad es lamedición de la concentración molecular de oxígeno dentro de un volumen fijo de aire. La temperatura ambiente y la humedad afectan la densidad del aire dentro de ese volumen fijo. El aire húmedo muy caliente, no es ideal porque menos moléculas de oxígeno están presentes en un volumen fijo. Por otra parte, el aire seco y frío se considera generalmente excelente para combustión óptima porque estápresente una abundancia de moléculas de oxígeno en un volumen fijo.

7. El segundo elemento, el Calor, es producido por la compresión del aire dentro del cilindro. Esta acción origina que las moléculas de aire froten unas contra otras creando fricción, lo cual produce calor.

8. Ahora discutamos el tercer elemento, Combustible. Los combustibles a base de petróleo, son casi hidrógeno y carbonoal 100%. Lo que hace que los combustibles difieran, es el por ciento de hidrógeno contra el por ciento de carbono y la forma en la que ellos están enlazados químicamente para formar varios compuestos.

9. El combustible en el proceso de combustión diesel es evaluado principalmente por las cifras nominales de Cetano y Viscosidad. El número de cetano es una medición de las características dearranque de un combustible. El número de viscosidad es una medición de la resistencia al flujo de un combustible bajo gravedad a una temperatura dada.

10. La cantidad de energía que es capaz de liberar un combustible durante la combustión, se mide en unidades de calor llamadas Unidades Térmicas Británicas o BTU's (kilojoules). Los combustibles de petróleo contienen cerca de 20,000 BTU's (21,097kilojoules) por libra (0.45 kilogramos). Ya que el combustible diesel número 2 pesa 7.2 libras (3.27 kilogramos) por galón (3.785 litros) cada galón (3.785 litros) contiene aproximadamente 144,000 BTU's (151,898 kilojoules) de energía térmica.

11. Ahora que estamos familiarizados con los elementos requeridos para combustión, apliquemos estos elementos al proceso de Combustión Básica. La combustiónrelacionada a un motor, se llama Termodinámica. "Termo" se refiere al calor liberado durante la combustión. "Dinámica" se refiere a la acción mecánica para hacer trabajo. Por lo tanto, podemos definir la Termodinámica como el desarrollar acción mecánica a partir del calor.

12. La energía térmica se crea por el proceso de combustión. Este proceso es realmente una reacción química entre eloxígeno contenido en el aire y el hidrógeno y carbono que forman el combustible.

13. Durante la combustión, el compuesto de hidrógeno y carbono conocido como hidrocarburo, reacciona con el oxígeno para formar agua y gas de dióxido de carbono. Durante esta reacción, la energía química que enlaza al hidrógeno y carbono juntos en el compuesto de hidrocarburo, se libera en la forma de calor.

14....