En el automóvil, en la licuadora, en el portón de la cochera, en el taladro o hasta en una gran planta de energía, los motores tienen muchas aplicaciones que nos facilitan la vida.
Son dispositivos que convierten energía de diferentes formas en energía mecánica, siendo los más comunes los eléctricos y los de combustión interna. De estos hablaremos en este artículo, ya que conoceremos mejor los motores a diésel y a gas.
Puedes no haberlo notado, pero los motores a diésel son fundamentales en nuestro día a día, pues habilitan el abastecimiento de los comercios, realizan entregas de mercancías en supermercados, plazas comerciales y farmacias, hacen que los combustibles lleguen a las gasolineras y que los materiales de construcción lleguen a las construcciones.
Además de viabilizar toda la actividad industrial, desde la producción de objetos cotidianos como ropas o electrónicos, hasta los productos más elaborados como automóviles o equipos hospitalarios; todos dependen de los camiones, tanto para el transporte de los insumos y materia prima, cuanto para el servicio logístico.
Cummins, con más de 100 años de historia, se convirtió mundialmente conocida por el desarrollo y fabricación de motores, combustión interna para el sector de transportes y aplicaciones llamadas de “off road”, como en la agricultura. También tenemos historia en aplicaciones de motores a diesel y a gas en grupos generadores de energía eléctrica.
Estos reciben el nombre de combustión interna, pues utilizan la energía de la quema de combustible para generar movimiento o energía mecánica y tienen dos ciclos principales de funcionamiento: El ciclo Otto, aplicado en motores a gas o gasolina y el ciclo Diesel.
Ambos tienen 4 tiempos en su funcionamiento, que son nombrados de acuerdo a los tiempos del motor:
- La admisión, cuando el aire ingresa al cilindro,
- La Compresión, cuando el movimiento del pistón presuriza este aire,
- La Explosion, cuando la inyección de combustible ocurre, o la ignición en caso de Gas, que genera la combustión y la exhaustion, cuando se expulsan los gases.
Este es un movimiento cíclico, es decir, al terminar el cuarto tiempo, el ciclo de reinicia, repitiendo todo otra vez, haciendo que el motor gire, ya que en la quema de combustible ocurre de manera alternada en los cilindros, garantizando el movimiento continuo del motor.
Es precisamente en el momento de la quema de combustible que se percibe la principal diferencia entre los motores del ciclo Otto y los motores ciclo Diesel. En los motores ciclo Diesel, el aire es comprimido por el pistón y la combustión ocurre cuando el combustible es inyectado en la cámara de combustión. Ya en los motores ciclo Otto, una mezcla de aire-combustible es comprimida y la combustión ocurre por medio de una chispa generada por la vela de ignición.
El motor es formado por 3 partes principales:
- La cabeza, en donde son montadas las válvulas, los inyectores y los balancines;
- El bloque en donde son montadas las camisas, pistones, anillos, bielas, cigüeñal y control de válvulas; y el cárter que acumula el aceite lubricante.
Para entender mejor su funcionamiento, es necesario conocer sus 5 subsistemas, lubricación, combustible, refrigeración, admisión y exhaustion.
El subsistema de lubricación está compuesto por la bomba y el filtro de aceite, de sus galerías que garantizan que el aceite lubricante llegue hasta las partes móviles del motor disminuyendo la fricción entre las partes internas y aumentando su vida útil.
Parece obvio que para funcionar el motor necesite de combustible, para esto está uno de los subsistemas más importantes, compuesto por el tanque de almacenamiento, generalmente instalado en la base del grupo generador o por la bomba que lleva el combustible hasta la cámara de combustión para que todo el proceso de quema de combustible se lleve a cabo, además, claro, de los filtros que garantizan que todas las impurezas sean removidas y no perjudiquen el motor.
Como estamos hablando de motores que trabajan con explosiones internas, todo el conjunto puede llegar a temperaturas altísimas. Por esto, es fundamental que el subsistema de refrigeración funcione perfectamente, ya que su función es mantener la temperatura ideal de trabajo, evitando desgastes. Este es compuesto por una bomba que hace que el líquido de enfriamiento circule por el sistema, además de los filtros que filtran las impurezas y el radiador, que hace el cambio de calor, disminuyendo la temperatura del fluido por medio del aire que es soplado por el ventilador en sus aletas.
Para que la combustión pueda ocurrir y generar energía también es preciso proporcionar aire y el responsable de esto es el sistema de admisión. Este está compuesto por el filtro de aire, cuya función es contener impurezas, además de la turbina que comprime el aire inyectado, garantizando un mayor volumen en la cámara de combustión.
En los motores turbinados, como existe la compresión del aire, también ocurre la elevación de temperatura. Por esto es ideal remover parte de este calor antes de inyectar en la cámara de combustión, ya que esto aumenta su densidad, proporcionando más oxígeno para la quema, lo que permite extraer más potencia en el mecanismo y ayudar a controlar la temperatura interna.
Este proceso de reducción de temperatura del aire ocurre a través de dos tipos de sistemas : el intercooler, en donde tenemos un dispositivo que cambia el calor con el propio fluido de enfriamiento del bloque del motor, llamado aire-agua, o el intercooler, que contempla un mini radiador montado junto con el radiador principal haciendo el cambio de calor por el medio aire-aire.
Por último, tenemos el subsistema de escape, que, tras quemar el combustible se encarga de que los gases sean expulsados. Estos gases son recogidos por los colectores de escape y pasan por el lado caliente del turbo para generar movimiento, siendo dirigidos por los conductos hasta la salida del escape.
Así, tenemos un motor completo cumpliendo con su función principal de entregar la potencia mecánica que usualmente es presentada por la CV o HP. También es el corazón del grupo generador de energía, ya que define de forma indirecta la potencia eléctrica que el conjunto proporciona, expresada en kW o kVA.
Existen diversos temas relacionados con el uso del grupo de generadores y los abordaremos en nuestro blog. Acompañe nuestro contenido exclusivo por aquí y en Youtube
