Funcionamiento y Mantenimiento de Motores Diésel: Lubricación, Refrigeración y Emisiones
Clasificación por Viscosidad
El sistema SAE solo relaciona la viscosidad con la temperatura, pero no indica nada sobre su calidad. Los grados indican las temperaturas mínimas a las que se pueden utilizar, conservando su viscosidad para fluir por los conductos a presión (0W, 5W, 10W, 15W); de 20 a 50 indica el comportamiento de la viscosidad del aceite en caliente.
Condiciones de Servicio
Las diferentes calidades se clasifican sometiendo al aceite a determinados ensayos en laboratorio y mediante pruebas sobre los propios motores en banco. En estas pruebas se valoran aspectos como la resistencia a la oxidación a altas temperaturas y una viscosidad estable.
Clasificación API
Para motores Otto (gasolina) se utiliza la serie S y para motores diésel la serie C.
Clasificación ACEA
Clasifica los aceites de engrase en tres grupos, cada grupo particular para un motor:
- A: Motores de gasolina.
- B: Motores diésel (servicio ligero).
- E: Motores diésel (servicio pesado).
Normativas de Emisiones Euro
Normativa Euro 4
El límite se redujo a la mitad; entonces, los motores con cilindrada de 1,8 o superior debían utilizar filtro de partículas y sondas lambdas de oxidación. Los motores de 1,2 a 1,6 cc tenían incorporado un catalizador de oxidación.
Normativa Euro 5
Se bajó a cinco veces el límite de la anterior y los óxidos de nitrógeno disminuían a la mitad. Todos los motores diésel incorporan un catalizador de oxidación, filtro de partículas y también sondas lambdas (de banda ancha).
Normativa Euro 6
Supone una importante reducción de los óxidos de nitrógeno y la incorporación del sistema de Reducción Catalítica Selectiva (SCR) en los vehículos de más de 1700 kilos, además de dos EGR (una para baja presión y otra para alta).
Sistemas de Inyección Diésel
Sistemas de Inyección Indirecta
Es cuando la cámara auxiliar está conectada con la cámara de combustión principal por medio de un canal de inyección que desemboca sobre el centro de la cabeza del pistón; se consigue una combustión más suave y progresiva.
Sistemas de Inyección Directa
Cuando la combustión de gasoil se realiza directamente sobre la cámara situada en la propia cabeza del pistón. Al disponer de mayor presión de inyección, aumenta la calidad y la formación de la mezcla.
Sistema de Refrigeración
Está formada por una bomba de agua, radiador, termostato, ventilador y el líquido refrigerante. Su función es gestionar la expansión y posterior expulsión de los gases quemados y la entrada de gases frescos para evacuar el calor.
- Bomba de agua: Es la encargada de hacer circular el líquido refrigerante por el circuito.
- Radiador: Intercambiador de calor entre el líquido y el aire.
- Termostato: Controla el paso de líquido entre el motor y el radiador; solamente se abre hacia el radiador si la temperatura es mayor de 85°C.
- Ventilador: Encargado de originar una corriente de aire que, unida a la que origina la marcha del vehículo, pase por el radiador e intercambie la temperatura.
Refrigeración Electrónica
Permite regular la temperatura del motor a un valor teórico óptimo según el estado de carga del motor.
Características:
- Temperatura teórica en función del campo de trabajo.
- Regulación de la temperatura del líquido refrigerante con termostato calefactable.
- Gestión on/off de los ventiladores.
Ventajas:
- Reducción de consumo a régimen parcial.
- Reducción de emisiones brutas.
Sistemas Anticontaminación y Potencia
Filtro de Partículas (DPF/FAP)
Es un sistema anticontaminación ubicado lo más cerca posible del turbocompresor. Para funcionar, el motor debe estar a una temperatura elevada. Consiste en almacenar las partículas de hollín y quemarlas; está formado por un monolito cerámico donde las partículas van saltando de un depósito a otro.
Sobrealimentación
Consigue aumentar el par motor y la potencia aumentando el llenado de los cilindros sin variar la cilindrada ni el régimen del motor, lo que deriva en un menor consumo y menor contaminación.
Sistema de Reducción Catalítica (SCR)
Diseñado para disminuir los niveles de óxido de nitrógeno que se generan durante la combustión del motor diésel. Se le denomina SCR. Para ello, necesitamos urea como agente reductor, que recibe el nombre comercial de AdBlue. El AdBlue no se mezcla con el combustible, sino que se inyecta directamente en el caudal de gases de escape.
Proceso de Combustión
En la admisión solo entra aire. El combustible se aporta cerca del PMS (Punto Muerto Superior), por lo que hay poco tiempo para lograr una mezcla homogénea de aire más combustible en la cámara de combustión. Esto ocasiona zonas con mucho aire y poco combustible, y otras con poco aire y mucho combustible, provocando una mala combustión.
Mejorar la Combustión
- Relación aire-combustible (Factor Lambda): Siempre debe ser mayor a 1 (mezclas pobres).
- Turbulencias del aire de admisión: Se busca que el aire se mueva rápido y ayude al reparto homogéneo por toda la cámara (influye el diseño de conductos de admisión y la geometría de la cámara).
- Inyección de combustión: Se busca una mezcla homogénea mediante muchas gotas pequeñas y un reparto por igual en todas las cámaras de combustión.
Relación de la Inflamación del Combustible
El combustible no se inflama directamente al ser inyectado; se produce una acumulación de combustible en la cámara y llega un momento en que se inflama todo de golpe, lo que origina un aumento de presión y temperaturas elevadas.
Causas del Retraso:
- Causa física: Tiempo que tarda en convertirse en vapor la gota (depende del aire caliente a su alrededor).
- Causa química: Los vapores de la gota reaccionan con el oxígeno, producen sustancias oxidadas inestables y se produce la autoinflamación.
Diagnóstico por Humos y Turbocompresión
Humo Negro
- Falta de turbulencia: Se produce carbonilla en los conductos de admisión o mal funcionamiento de las chapaletas de turbulencia.
- Exceso de combustible: Fugas de aire después del turbo, defecto en el caudalímetro o en la EGR.
- Defecto de inyectores: Mala pulverización y mal patrón de pulverización.
Humo Blanco
Provocado por un retraso excesivo de la inflamación, estrangulamiento del conducto de admisión o contaminación del combustible.
Geometría Variable
Modifica la sección de ataque de los gases sobre la turbina, lo que provoca que varíe la velocidad de la turbina para optimizar la respuesta del motor.
