Cómo funciona un motor diésel de cuatro tiempos
La función del motor es convertir la energía térmica generada por la combustión del combustible en el cilindro en energía mecánica, generando así potencia. Este proceso de conversión de energía se realiza mediante la repetición continua de cuatro procesos: admisión, compresión, trabajo y escape. Cada conversión de energía térmica en energía mecánica que tiene lugar en un cilindro del motor se denomina ciclo de trabajo.
En un ciclo de trabajo, el cigüeñal gira durante dos semanas y se mueve alternativamente durante cuatro tiempos, lo que se denomina motor de cuatro tiempos.
1) Carrera de admisión
Impulsado por el cigüeñal, el pistón se desplaza desde el punto muerto superior hasta el punto muerto inferior. En este punto, la válvula de admisión se abre y la de escape se cierra. Durante el descenso del pistón, el volumen que lo cubre aumenta gradualmente hasta formar un cierto grado de vacío, lo que permite la aspiración de aire fresco al cilindro. Cuando el pistón alcanza el punto muerto inferior, la válvula de admisión se cierra, deteniendo la entrada de aire.
2) Carrera de compresión
Impulsado por el cigüeñal, el pistón se mueve del punto muerto inferior al punto muerto superior. Tras completar la carrera de admisión, tanto la válvula de admisión como la de escape se cierran. Durante este movimiento, el volumen del cilindro disminuye gradualmente, el aire se comprime en la cámara de combustión y su temperatura y presión aumentan. Dado que el motor diésel utiliza el método de encendido por compresión, para que el motor diésel se encienda y se queme rápidamente tras la inyección en el cilindro, la relación de compresión es alta.
3) La carrera de potencia
El pistón se mueve del punto muerto superior al punto muerto inferior. En este momento, las válvulas de admisión y escape permanecen cerradas, y la mezcla se enciende y se quema por sí sola a alta temperatura y presión, generando una gran cantidad de energía térmica, lo que eleva la temperatura en el cilindro. La presión aumenta bruscamente, el gas se expande rápidamente. El gas a alta temperatura y presión empuja el pistón para que se mueva del punto muerto superior al punto muerto inferior e impulsa el cigüeñal a girar a través de la biela para realizar trabajo, lo que permite la conversión de la energía química del combustible en energía térmica y, finalmente, en energía mecánica. Cuando el pistón alcanza el punto muerto inferior, finaliza la carrera de potencia.
4) Carrera de escape
El pistón se mueve del punto muerto inferior al punto muerto superior. Durante la carrera de escape, la válvula de admisión se cierra y la de escape se abre. Dado que la presión de los gases de escape después de la combustión sigue siendo superior a la atmosférica externa, estos se descargan rápidamente del cilindro debido a la diferencia de presión de los gases y al desplazamiento ascendente del pistón.
Una vez finalizada la carrera de escape, el cigüeñal continúa girando gracias a la inercia del volante, de modo que se repiten las cuatro carreras anteriores.