Este documento resume las características principales del motor diésel de cuatro tiempos. Explica que el combustible utilizado es generalmente gasóleo y describe el ciclo teórico de cuatro tiempos del motor diésel, incluyendo la admisión, compresión, combustión-expansión y escape. También cubre temas como la carga del cilindro, la inyección directa e indirecta, y la sobrealimentación mediante turbocompresor para mejorar el rendimiento.

1. MOTORES
Unidad 3. El motor Diésel de cuatro tiempos
Nicolás Colado
Instituto Jovellanos. Madrid.

2. 1. Motor Diésel. Características.
1.2 Carga del cilindro. Retardo Diésel.
1.4 Inyección directa frente a inyección indirecta.
2. Ciclo de trabajo teórico Diésel de 4 tiempos.
3. Ciclo de trabajo mixto o de Sabaté.
4. Ciclo real de trabajo Diésel.
5. Intercambio de gases. Diagrama de distribución.
1.1 Combustible.
1.3 Diferencias entre el motor Otto y el Diésel.
6. Sobrealimentación.
INDICE

3. 1. Motor Diésel. Características.
1.1 Combustible:
Generalmente es gasóleo,
cuyas características
principales son:
•Es un destilado del petróleo.
•Su capacidad para inflamarse
se mide por el índice cetano.
•A menos de -25 ºC se parafina.
•Su densidad es de 0,82 Kg/l. y
su poder calorífico de unos
42000 Kj/Kg.
Actualmente se está
incrementando el uso de
biodiésel como combustible.
Se obtiene de aceites
vegetales.
N. Colado 3

4. Retardo Diésel:
• Al final de la compresión la temperatura del aire
en el cilindro ronda los 500 ºC.
• En ese momento se inyecta el combustible.
• Desde el momento de la inyección, hasta á
inflamación de la mezcla se da el retardo diésel,
que se compensa con el avance de la inyección.
N. Colado 4
Carga del cilindro:
• En la admisión solo introducimos aire en el cilindro.
• Al final de la compresión comienza la inyección.
• La mezcla aire-combustible siempre se hace con
exceso de aire.
• No hay mariposa en el colector de admisión.
• La carga se regula variando la duración de la
inyección.
1. Motor Diésel. Características.
1.2 Carga del cilindro. Retardo Diésel.

5. Motor Otto:
•Mezcla de aire-combustible con
una cierta proporción.
•Regulación de la carga por
mariposa.
•Rc entre 8 y 11.
•Encendido por chispa..
•Combustión a volumen casi
constante y muy rápida.
•Presión máxima de combustión
de 40 bares.
Motor Diésel:
•Trabajo siempre en exceso de
aire.
•Regulación de la carga
mediante la inyección.
•Rc entre 14 y 22.
•Inflamación de la mezcla por la
temperatura elevada.
•La combustión dura entre 20 y
40º de giro del cigüeñal.
•Presión máxima de combustión
de 90 bares.
N. Colado 5
1. Motor Diésel. Características.
1.3 Diferencias entre el motor de ciclo Otto y el de ciclo
Diésel:

6. 2/12/2016 N. Colado 6
Motores de inyección directa: la
inyección a alta presión se hace
directamente dentro del cilindro.
Motores de inyección indirecta: la
inyección se hace en una precámara
tallada en la culata.
1.4 Inyección directa frente a inyección indirecta:
1. Motor Diésel. Características.

7. Inyección indirecta:
• La inyección se hace en una
cámara auxiliar.
• Iniciada la combustión, esta
avanza a través de unos
conductos hasta la cabeza del
pistón.
• Los inyectores son de un solo
orificio y las presiones de
inyección van de los 100 a los
140 bares.
N. Colado 7
1. Motor Diésel. Características.

8. Inyección directa:
•La inyección se hace dentro
del propio cilindro mediante
inyectores de varios orificios.
•Permite que se realicen pre y
postinyecciones.
• Las presiones de inyección
pueden superar los 1800 bares.
N. Colado 8
1. Motor Diésel. Características.

9. 2. Ciclo de trabajo teórico del motor Diésel de 4 tiempos.
N. Colado 9
Admisión.
Compresión.
Escape.
Combustion-expansión.

10. Admisión (1-2):
• Se abre la válvula de admisión y comienza del
descenso del pistón desde el PMS hacia el PMI.
• La presión en el interior del cilindro se supone
que es la atmosférica.
N. Colado 10
2. Ciclo de trabajo teórico del motor Diésel de 4 tiempos.

11. Compresión (2-3):
• Con ambas válvulas cerradas comienza el
ascenso del pistón hacia el PMS.
• Al final la Rc alcanza valores entre 14 y 22 y la
T es de entre 600 y 650 ºC
N. Colado 11
2. Ciclo de trabajo teórico del motor Diésel de 4 tiempos.

12. Combustión-expansión (3-4 y 4-5):
• La inyección de combustible provoca la
inflamación, que dura lo que dure la inyección.
• En una primera fase el pistón avanza a P cte. (3-4)
• Terminada la inyección, el pistón sigue bajando por
la expansión de los gases (4-5)
N. Colado 12
2. Ciclo de trabajo teórico del motor Diésel de 4 tiempos.

13. Escape (5-6 y 6-1):
• Al abrir la válvula de escape se da un repentina
salida de gases por efecto de la presión (5-6)
• Posteriormente el ascenso del pistón arrastra
los gases residuales del cilindro (6-1)
N. Colado 13
2. Ciclo de trabajo teórico del motor Diésel de 4 tiempos.

14. Resumen del ciclo teórico del motor Diésel lento y las suposiciones que
hacemos para dibujarlo así.
•1-2: admisión a
presión atmosférica
(isobara)
•2-3: compresión
(adiabática)
•3-4: combustión
(isobara).
•4-5: expansión
(adiabática).
•5-2: escape (isócoro).
•2-1: escape
(isobara).
N. Colado 14
2. Ciclo de trabajo teórico del motor Diésel de 4 tiempos.

15. Ciclo teórico Diesel mixto (fig. 3.12)
El ciclo mixto es más adecuado para
los motores Diésel rápidos que se
usan en automoción.
Su principal diferencia con el ciclo
teórico es que el proceso de
aportación de calor se hace en dos
partes:
1. La inyección (3) provoca una
combustión a volumen constante
(3-4) (isócora).
2. Hay una segunda parte de la
combustión a presión constante (4-
5) (isobara).
Este pequeño recorrido del pistón (4-
5) permite que el régimen de giro de
estos motores sea mayor.
N. Colado 15
3. Ciclo de trabajo mixto o de Sabaté.

16. El ciclo real del motor Diésel rápido adopta esta forma:.
N. Colado 16
4. Ciclo real de trabajo Diésel.

17. 5. Intercambio de gases. Diagrama de distribución.
Las cotas de la
distribución se
diseñan para
favorecer el
intercambio de gases
del cilindro
aprovechando la
inercia de estos.
En los motores Diésel sobrealimentados, el
cruce de válvulas es menor debido a que la
entrada de aire en el cilindro es forzada, por
lo que las inercias de los gases son menos
importantes.
N. Colado 17

18. • La sobrealimentación aumenta el
consumo de aire de los motores
Diésel, con lo que se eleva el
rendimiento.
• Mediante algún mecanismo
(generalmente un turbocompresor),
subimos la presión en el colector
de admisión, con lo que se puede
aumentar la carga. Las ventajas
son:
• Aumenta el rendimiento del
motor.
• Se mejora el intercambio de
gases.
• En estos motores hay que rebajar
la Rc .
N. Colado 18
6. La sobrealimentación

19. • El sistema más común de
sobrealimentación es el
turbocompresor (1), con el que
aprovechamos la velocidad de
salida de los gases de escape, para
mover una turbina, que tiene
acoplado un compresor centrífugo..
• A menudo, se instala un
intercambiador de calor (3), en el
conducto de admisión para enfriar
los gases que vienen del
compresor.
N. Colado 19
6. La sobrealimentación

20. Fin del tema 3.
El motor diésel de cuatro tiempos.
N. Colado 20