camaras de combustion diesel
DESCRIPTION
Camaras de Combustion DieselTRANSCRIPT
-
CAMARAS DE COMBUSTION
-
CMARAS DE COMBUSTIN Y CARACTERSTICAS
La cmara de combustin es la parte del motor
donde se quema la carga de combustible.
Esta cmara se fabricada en la
culata, o puede que se emplace en
la cabeza del pistn, dependiendo
del diseo de fabricacin.
-
IMPORTANCIA DE LA CMARA DE COMBUSTIN
De este pequeo espacio depende el desarrollo
del motor ya que si se logra quemar todo el
combustible, aprovechando toda su energa, se
podr aumentar el rendimiento del motor
Es por esta razn que la cmara de combustin no
puede establecerse hasta despus de haber
efectuado mltiples ensayos con el prototipo del
mismo.
-
CARACTERISTICAS DE LAS CAMARAS DE COMBUSTIN
Las caractersticas generales de las cmaras son:
La cmara de combustin debe tener una forma
capaz de producir una turbulencia mxima.
Adems debe facilitar en gran manera la mezcla
de el combustible con el aire.
-
CARACTERISTICAS DE LAS CAMARAS DE COMBUSTIN
Debe lograr que tanto la mezcla como la
combustin se realicen en un tiempo mnimo lo
mas cercano posible al PMS
Su diseo debe ser tal que permita disminuir la
perdida de calor por las paredes del los cilindros.
-
CLASIFICACION DE LAS CAMARAS
1. Cmaras de inyeccin directa.
Cmaras de inyeccin directa, con cmara
arremolinadora.
2. Cmaras de inyeccin indirecta.
Cmaras de acumulacin
Antecmaras de combustin.
En la actualidad tenemos varios tipos de cmara
siendo las mas importantes:
-
El combustible se inyecta directamente
en la cmara de combustin a una
presin entre 130 y 300 bares,
generalmente sobre la cabeza del
pistn que est mecanizada para
producir la turbulencia necesaria.
Tiene menor consumo de combustible y
mejor arranque en fro para
relaciones de compresin superiores
a 15 sin necesidad de precalentador.
CAMARA DE INYECCION DIRECTA (ID)
-
CAMARA DE INYECCION DIRECTA (ID)
La mayora de los motores
Diesel de inyeccin directa,
tienen la cmara de
combustin dispuesta en
una cavidad mecanizada
en la parte superior del
pistn
-
Gargantas Circulares mas o menos profundas,
Esfricas, Troncocnicas, Lenticular, Planas,
Semiesfrica, y La toral.
Esta Cavidad Puede Tener Distintas Formas
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
-
Esta Cavidad Puede Tener Distintas Formas
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
-
En estas cmaras y encima de ellas, antes de que el pistn alcance el PMS, comunica al aire un movimiento turbulento.
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
Cavidad De La Cmara
El aire encerrado en el cilindro se comprime en su mayor parte en la cavidad y, debido al efecto de aplastamiento, se imprime una elevada velocidad al aire, cuando se desplaza hacia la cavidad del pistn, lo que produce la turbulencia
-
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
Esta turbulencia se logra mediante un adecuado diseo
de los colectores de admisin, por un perfil bien estudiado
de la cmara o por una o dos vlvulas de admisin
provistas de deflectores.
Cavidad De La Cmara
-
En la figura, se muestra el movimiento adquirido
por el aire en el recorrido de compresin, debido a
la forma caracterstica de la cavidad del pistn
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
Cavidad De La Cmara
-
Caractersticas De La Cmara De Inyeccin Directa
La cmara de ID es la que tiene un menor consumo especifico de combustible, en comparacin con otros diseos.
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
-
Caractersticas de la cmara de inyeccin Directa
Su eficiencia trmica es mayor, principalmente porque:
El rea de la pared de la cmara de combustin es menor, en comparacin con el volumen de combustin.
La combustin sobre el cilindro es mayor y menor el contacto con el refrigerante.
Esto significa que se produce una menor perdida de calor al sistema de refrigeracin
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
-
Pueden utilizarse menores relaciones de compresin de aproximadamente 15: 1 a 18: 1.
Debido a la menor prdida de calor, un motor diesel con ID arranca con mayor facilidad a temperaturas bajas, y no requiere elementos auxiliares de encendido.
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
Caractersticas de la cmara de inyeccin Directa
-
Los motores de ID tambin ejercen una menor tensin sobre el pistn, segmentos y otras partes mecnicas. Una de las razones se debe, simplemente, a las menores relaciones de compresin.
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
Caractersticas de la cmara de inyeccin Directa
-
El consumo especifico de combustible que se
obtiene con las cmaras de inyeccin directa esta
comprendido entre160 y 190 gr. /CV*h que
corresponde a los mejores resultados que pueden
obtenerse en los motores Diesel.
El tipo de cmara es la de construccin sencilla y
por ello mas econmica.
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
Caractersticas de la cmara de inyeccin Directa
-
INCONVENIENTES DE LA INYECCION DIRECTA
Los motores de inyeccin directa son muy ruidosos.
Es necesario indicar, no obstante, que se ha
conseguido atenuar estos ruidos en los ltimos aos
gracias a los estudios realizados sobre los tiempos
de encendido.
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
-
INCONVENIENTES DE LA INYECCION DIRECTA
Por encima de las 2.500 RPM se producen fallos en el
encendido y aumentan los niveles de emisiones.
La elevada temperatura que alcanza el pistn y la
delicadeza de funcionamiento del inyector.
CAMARA DE INYECCION DIRECTA
-
La inyeccin indirecta inyecta
combustible en una antecmara
(cmara auxiliar) que est
comunicada con una cmara
principal por un estrecho conducto.
Este diseo tambin se conoce
como cmara dividida. No existen
vlvulas de admisin ni de escape en
la antecmara.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
En segundo lugar, el empleo de una cmara de
precombustin o de turbulencia permite utilizar mayores
vlvulas de admisin y escape.
Los gases inflamados en expansin se abren camino
hacia la cmara principal y se mezclan compactamente
con el resto del aire.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
De esta forma se quema rpida y totalmente la mezcla rica de aire/combustible remanente
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
LA CMARA DE PRECOMBUSTIN
La cmara de precombustin contiene
aproximadamente el 30% del volumen total de la
cmara de combustin cuando el pistn est en PMS,
el aire es obligado a pasar hacia la cmara de
precombustin a travs del estrecho conducto en la
fase de compresin y se vuelve turbulento.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
LA CMARA DE PRECOMBUSTIN
Se inyecta combustible, y los gases inflamados se
abren paso por el estrecho conducto hacia la cmara
principal.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
Este conducto acelera la velocidad de los gases
expansivos, que luego se mezclan con el aire en la
cmara principal, completndose rpidamente el
proceso de combustin.
Hay algunas variaciones sobre el uso de este diseo
bsico.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
LA CMARA DE PRECOMBUSTIN
-
El combustible se inyecta en la cmara de
precombustion, se mezcla con el aire, y luego se
inflama y atraviesa los orificios de ignicin.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
LA CMARA DE PRECOMBUSTIN
-
Este tipo de cmara es actualmente la ms utilizada en
motores de cilindrada hasta de 2.000c.c.
CAMARA DE TURBULENCIA.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
La cmara de turbulencia es
muy parecida a la cmara
de precombustin; sin
embargo, la primera tiene
forma esfrica y contiene
aproximadamente el 70%
del volumen total de la
cmara de combustin.
-
El aire es obligado a pasar por un estrecho conducto a
la cmara de turbulencia, donde se arremolina o se
vuelve turbulento.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
CAMARA DE TURBULENCIA.
-
El combustible se inyecta en el aire turbulento y, del
mismo modo que en la cmara de precombustin, la
mezcla inflamada se abre camino hasta la cmara
principal, donde se completa el proceso de quemado.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
CAMARA DE TURBULENCIA.
-
Rango de rpm amplio
Permite al motor diesel operar hasta a 5.000 RPM.
Hay dos razones para esto. En primer lugar, mezclar el aire con el combustible no es tan difcil cuando se utiliza una cmara de precombustin o una cmara de turbulencia.
El aire rpidamente se vuelve turbulento en estos recintos pequeos y cerrados.
CARACTERISTICAS DE LA INYECCION
INDIRECTA
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
Emisiones bajas
La rpida y completa combustin provista por la
inyeccin indirecta produce muy pocos hidrocarburos,
monxido de carbono y holln.
El combustible inyectado se combina con el aire y se
transforma principalmente en dixido de carbono y
agua, como resultado del proceso de combustin.
La menor temperatura no permite que las
molculas de oxgeno y nitrgeno
se combinen fcilmente y formen (NO).
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
Poco ruido
La inyeccin indirecta no produce un aumento
extremo de presin en el comienzo de la inflamacin
del combustible.
Como la presin no alcanza niveles tan altos, y
como la combustin comienza en un
rea relativamente pequea, el ruido
producido se atena, en comparacin
con un motor diesel con ID
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
INCONVENIENTES DE LA INYECCIN INDIRECTA
Los inconvenientes de la II es que tiene un mayor
consumo de combustible y requiere una relacin de
compresin extremadamente alta.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
INCONVENIENTES DE LA INYECCIN INDIRECTA
El ahorro de combustible es menor con la II debido
a la mayor prdida de calor, a las mayores
prdidas por friccin, a la menor prdida por
bombeo de gases dentro y fuera de la antecmara,
y tambin porque la liberacin de energa es ms
lenta y prolongada.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
En el arranque del motor diesel, una pequea prdida de calor puede establecer la diferencia entre arrancar o no arrancar. Se aaden bujas para proveer calor adicional en el arranque.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
INCONVENIENTES DE LA INYECCIN INDIRECTA
-
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
INCONVENIENTES DE LA INYECCIN INDIRECTA
BUJIAS DE PRECALENTAMIENTO
Las bujas de precalentamiento o bujas incandescentes
son dispositivos dotados de una resistencia elctrica y
accionados desde la llave del encendido, que se utilizan
para facilitar el arranque en fro de los motores de
combustin interna, especialmente los diesel, se ubican
en la culata del motor.
-
El estrecho conducto restringe el flujo de gases hacia dentro y hacia fuera de la antecmara.
Esta restriccin crea una pequea prdida en la eficiencia de bombeo y en la capacidad de dar salida a los gases.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
INCONVENIENTES DE LA INYECCIN INDIRECTA
-
CAMARA DE ACUMULACION
Estos tipos de cmaras de combustin, conocidos tambin con el nombre de clulas de energa, estn constituidos por dos partes:
La cmara de reserva de aire A, que representa aproximadamente dos tercios del volumen total y la cmara principal B, que comunica con la anterior por medio de un canal en forma de Venturi y queda situada una parte en la culata y otra en el cilindro.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
El inyector va montado en la cmara principal y no
en la auxiliar como en los casos anteriores, y est
de manera que la una parte del chorro se dirige
hacia la desembocadura de la cmara de reserva
de aire, donde ste se
comprime y reduce en
la cmara auxiliar en
el tiempo compresin.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
CAMARA DE ACUMULACION
-
Cuando se produce la inyeccin, el inyector lanza
combustible sobre la desembocadura de la cmara
auxiliar, donde comienza la combustin, el calor que
hasta ahora se ha producido y la presin obtenida,
calienta y dilatan el aire contenido en la cmara de
reserva de aire, que va pasando hasta la cmara
principal para terminar la combustin.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
CAMARA DE ACUMULACION
-
El motor tiende a unas caractersticas intermedias
entre el de inyeccin directa y el de antecmara, de
lo que resulta un consumo especfico de alrededor
de 190 gr./CV-h
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
CAMARA DE ACUMULACION
-
Este tipo de cmara est constituido por una celda
situada en la culata, frente a la cual se monta el
inyector en posicin horizontal, de manera que el
chorro de inyeccin se proyecte hacia la cmara
de acumulacin de aire.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
CAMARA DE ACUMULACION
-
Ventajas e inconvenientes de la
cmara de acumulacin
Los motores diesel con cmara de acumulacin de aire tienen sensiblemente las mismas ventajas e
inconvenientes que los provistos de cmaras de
precombustin, excepto en lo que concierne al
sistema de precalentamiento para lo arranques en
frio, que resulta totalmente innecesarios en
algunos tipos de motores.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
-
Motores con cmaras de este tipo han dado excelente resultado, demostrando una gran
flexibilidad de funcionamiento al poderlos hacer
girar entre 500 y 3.000 rpm, obteniendo un
escape claro y buen rendimiento del motor.
CAMARA DE INYECCION INDIRECTA
Ventajas e inconvenientes de la
cmara de acumulacin
-
El inconveniente que presentan las cmaras de inyeccin indirecta es que necesitan disponer de una buja u otro dispositivo que calefaccione el aire en el momento del arranque con el motor fro.
Mientras que las cmaras con deposito de aire, las arremolinadoras, las antecmaras son utilizadas para motores pequeos y veloces.
COMPARACION ENTRE LAS DIVERSAS CAMARAS
-
VENTAJAS QUE PRESENTA LA CMARA DE INYECCIN INDIRECTA SOBRE LA DIRECTA
1.- Marcha mas tranquila del motor, pues al disminuir el retraso
del encendido, la presin mxima de combustin es menos
elevada, por lo que disminuye mucho el caracterstico golpeteo
del motor diesel.
2.- Presin de inyeccin mucho menor.
COMPARACION ENTRE LAS DIVERSAS CAMARAS
-
3.- Empleo de inyectores con un solo orificio de mayor
dimetro. Al aumentar el dimetro de los inyectores se
necesita menos presin en la bomba de inyeccin por
lo tanto la bomba ser de menor costo.
4.- Posibilidad de funcionar a un rgimen de vueltas
superiores y por lo tanto dar una potencia mas
elevada.
VENTAJAS QUE PRESENTA LA CMARA DE INYECCIN INDIRECTA SOBRE LA DIRECTA
COMPARACION ENTRE LAS DIVERSAS CAMARAS
-
5.- El aprovechamiento de la energa calrica del
combustible es superior que cuando se utilizan
cmaras de inyeccin directa.
VENTAJAS QUE PRESENTA LA CMARA DE INYECCIN INDIRECTA SOBRE LA DIRECTA
COMPARACION ENTRE LAS DIVERSAS CAMARAS
-
Inyeccin indirecta
Sistema de inyeccin
ms sencillo
Permite trabajar con
dosados ms elevados
Posibilidad de subir ms
el rgimen de giro
Inyeccin directa
Culata menos crtica
Ms facilidad de
arranque en fro
Buen par a bajo
rgimen
Mejor rendimiento
Ventajas de uno y otro sistema
en Factores de Diseo
COMPARACION ENTRE LAS DIVERSAS CAMARAS
-
CARACTERISTICAS I.DIRECTA I.INDIRECTA
Consumo de combustible Menor Mayor
Coeficiente de exceso de aire Mayor Menor
Grado de compresin Mayor Menor
Presin de inyeccin Mayor Menor
Potencia especifica Mayor Menor
Facilidad de arranque Mayor Menor
Humos en el escape Mayor Menor
Flexibilidad del motor Menor Mayor.
Cuadro Las Ventajas Y Desventajas De Ambos Sistemas
COMPARACION ENTRE LAS DIVERSAS CAMARAS