Funcionamiento del motor Diesel

[J0seluis]

Buenas,
me ha dado tanto gusto leer el post El mejor Colectivo para armar un Motorhome que me gustaría seguir aprendiendo de gente que realmente la tiene clara.
Uno de los puntos que me abrió el ojo es:

Un diesel a bajas RPM, aún sin carga, mantiene una pelea a muerte entre el cilindro que está en expansión (trabajo) y los que están comprimiendo aire, y el que muere en esa pelea es el pistón que "empuja", que termina descabezado o con una biela torcida. A eso se le llama régimen crítico.
A alto régimen le ayudan una serie de fuerzas físicas (inercia, expansión, velocidad, torque, flexión, etc.), y su trabajo es más aliviado y armónico.

A quienes les interese les puede clarificar esta cuestión ver este video que encontré en youtube, además van a ver otros trabajos de animación impresionantes que ayudan a comprender el funcionamiento interno de un motor.
Espero que sea de su agrado.

[smilers]

Muy bueno, JOseluis. Y muy buena la iniciativa de abrir un tema nuevo, también.
Y como tiene su corazoncito, algo parecido pero de Deutz, que en mi opinión personal es lo más noble que he conocido (no vamos a aprender mecánica, pero nos vamos a entretener):

[claudio2009]

gracias Joseluis por abrir el post Buenos videos!!!
Miguel ambos somos fanaticos de los Deutz a mi en lo personal me gusta mas el antiguo refrigerado a aire la cual siempre fue una virtud de la marca

Sigo sin poder creer lo que afirmas de descabezar un piston regulando

[Curly]

Motor MWM 4.10 TCM 145 hp irrompible a cualquier régimen , saludos a todos

[smilers]

Claudio, ahora ando falto de tiempo, pero luego con tiempo charlamos del tema.
Deutz difundió ese video hace unos cuantos años entre sus representantes como salvapantallas, y no aclara si es un motor real o un proyecto.
Fijate en la inyección: es bastante anterior a los sistemas common rail. Personalmente creo que es un semi diesel a gas natural, similar a los Waukesha que se usan en la industria petrolera y en algunas locomotoras yanquis.

Curly, no nos pongamos fanáticos con una marca porque terminamos en pelea

[Curly]

Hola smilers, no pelea nooo, todo bien, y fanático menos, es mas el el único "gasolero que tuve" es el que mencione, lo trate muy mal , como quien dice lo recontra " cag.... a palo mu y mal" y les puedo asegurar que no se rompe, solo quería trasmitir la única experiencia con los diésel, pero debe haber mejores. Mis saludos coordiales

[claudio2009]

Miguel perdon por insistir a los Deutz pero queria compartir con vos que andas en el tema de los motores estacionarios: hace un par de meses un amigo me mostro unas fotos de unos 20 Deutz 6,8 y 10 cilindros que earan usados en el sur en pozos petroleros y lo mas curioso es que la mayoria estan convertidos a GAS!!!estaban todos a la venta y me gustaba el V10 para el Magirus

[smilers]

Por lo que recuerdo, esos Deutz eran brasileros. Los trajo YPF antes de la privatización, y se bancaron años trabajando en zonas y condiciones en las que ningún otro motor hubiera resistido una semana.
Era normal verlos en la cordillera a 4.000 msnm, con dos o tres metros de nieve encima, y seguían andando, moviendo los equipos de bombeo mecánico.
No se en qué condiciones estarán hoy, pero de todas formas no creo que te sirvieran para el camión porque las bombas tenían dos puntos: marcha lenta (unas 800 RPM) y régimen constante (1400 RPM).
Además consumen el gas que viene del pozo, que es una mezcla muy pobre, mucho menos explosiva que el GNC o GLP, y tenían carter seco con una bomba externa acoplada.

¿Que Magirus tenés? A un amiguito de mi infancia un Magiruz 56 le llevó casi todos los dedos de la mano.

[smilers]

Bien Claudio, veamos si con un poco de tiempo puedo contestarte tu inquietud sobre mis puntos de vista, sin aburrir demasiado (esa parte la veo difícil).
Puntualmente, ¿porqué podría un pistón de un diesel descabezarse cuando está a bajo régimen y sin esfuerzo aparente?

Un diesel convencional necesita levantar unos 500°C en el volumen de aire aspirado para que la combustión del gasoil se inicie, sin que medie chispa u otra cosa agregada. Para calentar el aire el único medio de que dispone es de la presión, que tiene que ser bastante (¿te acordás porqué le dicen "adiabáticos e isobáricos", aunque el término no sea correcto?).
Ahora bien, el sistema de inyección está regulado para inyectar pulverizando muy fino dentro de esa atmósfera a alta presión un volumen dado de combustible según el paso que le demos a la bomba mediante el acelerador. Por lo tanto la presión de combustible tiene que superar por bastante la del aire en la cámara, sinó el inyector “gotea” en vez de pulverizar. Si hablamos de un motor con precámara o bocha incandescente esto no es mucho problema, pero con inyección directa estamos complicados.

Vos decís haber pasado mucho tiempo en un taller, por lo tanto sabés que la regulación de la inyección no puede ser la misma para todo régimen, sobre todo si se usa en un vehículo automotor, donde el ritmo de marcha es muy elástico. Entonces, en el banco se regula a la media recomendada por el fabricante, que anda muy bien en los regímenes intermedios pero que tanto en bajas como en altas RPM no lo es tanto.
Si el bombista es bueno y responsable, te pregunta qué uso le das al motor y a qué régimen lo trabajás habitualmente. Si es chapucero, regula de acuerdo a manual de fábrica y arreglate. Con inyectores nuevos el problema no es muy grave, pero vos sabés que un juego de inyectores nuevos es caro, entonces se los repara. Lo mejor posible, pero ya no es lo mismo; no son nuevos.

Entonces pasa que los desgastes atentan contra el trabajo de la tobera, sobre todo a bajas vueltas, y gotean. Se lavan los cilindros, sea por exceso de gasoil o por mala pulverización, los aros juntan carbones en los huelgos y pierden elasticidad, por lo tanto ya no “rascan” tan bien el aceite y comprimen menos, el barrido de los gases de escape no es completo y todas esas cosas que se notan en el desarme de un motor.
En esas condiciones la combustión ya no es tan buena: el motor calienta, el ritmo no es parejo, la mezcla es pobre porque le quedaron gases de escape que contienen inflamables, hay aceite evaporado en la cámara, hay carbón incandescente en la cabeza del pistón… y ya tenés las condiciones justas (temperatura, combustible y oxígeno) para que en un momento ocurra lo que nunca debiera ocurrir en un diesel: una explosión instantánea, que va a ser soportada por la culata (que está refrigerada, por lo tanto está más firme) y la cabeza del pistón, que está excesivamente caliente, por lo tanto débil, y que además es móvil. ¿Adiviná que parte se va a romper?

Lo que en un naftero es deseable (una explosión completa e instantánea) es negativa en un diesel, donde esa expansión inmediata se traduce en aumento de la velocidad (a la mierda el momento del que habla la física), mucha temperatura que el sistema de refrigeración no es capaz de sacar, por lo tanto se queda en los fierros, y muchos gases que el escape no da abasto para barrer. Asique con la siguiente embolada va a volver a pasar lo mismo, sólo que mucho más rápido, y lo que tenés entonces es un motor "disparado", que se acelera solo aunque le estrangulés la bomba, y que solo se puede parar con toallas mojadas en la aspiración de aire.
Claro que para entonces las bielas, pistones y cojinetes ya pagaron un precio: fatiga de material. Que seguramente es lo que le pasó al semieje de David.

Si tenés la oportunidad (vivimos en una ciudad con puerto), preguntale a algún maquinista naval para qué se suele llevar un tambor de 200 litros lleno de arpilleras mojadas cerca de la toma de aire del turbo en los motores semirápidos, sobre todos los Allison o Detroit, que son las marcas que usa GMC para sus motores marinos de 2 tiempos, y que tienen tendencia a dispararse cuando el generador acoplado "salta" del tablero y quedan en vacío.-

[claudio2009]

Miguel seguramente estamos hablando de los mismos motores

No se en qué condiciones estarán hoy, pero de todas formas no creo que te sirvieran para el camión porque las bombas tenían dos puntos: marcha lenta (unas 800 RPM) y régimen constante (1400 RPM).

aca me estas dando la punta del ovillo para confirmar que un diesel tambien puede andar a media maquina sin inconvenientes
Mira siempre me dijeron que los Deutz debian tarbajar a alto regimen y es algo obvio por su sistema de refrigeracion pero el chofer le hechaba 60000kg de arena al equipo y metia los cambios como le cantaba las bolas y a vajas vueltas,la cuestion es que nunca lo rompio y es por eso que ha veces difiere la teoria de la practica

El Deutz V10 era diesel original con bomba inyectora y otros tenian un sistema de mariposa en la admision y unos magnetos para el encendido no se por que les ponian bujias y le bajaban la compresion en vez de dejarlos original como los Diesel-gas actuales

Los camiones mios son viejos pero no tanto como el de tu amigo

Este es el modelo1976 chasis largo D-200 motor F8L-413



Este es el que tenemos ahora modelo 1974 chasis corto


El dos diferenciales todavia no le saque fotos porque esta lleno de tierra en el taller

[smilers]

Vamos con tus planteos del otro post.
1)un vehiculo de marca x que segun fabrica su motor debe revolucionar entre 1100 y 1600 rpm para ser eficiente, ¿ tendra menos desgaste recorriendo los mismos kilometros en condiciones iguales que si lo llevaramos al doble de las rpm recomendada?

Aclaremos que seguramente no va a llegar nunca al doble de esas RPM, porque el fabricante no es tonto y no va a hacer un motor con un régimen tan elástico, y que encima no se usa.
Pero digamos que va a trabajar más “lleno” y por lo tanto mejor mientras se mantenga más cerca de las 1.600 que de las 1.100, porque el conjunto de fuerzas físicas intervinientes se van a mantener más estables entre sí y van a ayudar a que las partes móviles estén más balanceadas.
Por lo tanto los desgastes van a ser más parejos y hay menores posibilidades de una rotura importante que obligue a un desarme prematuro.

Si de todas maneras seguís sin convencerte, vamos a un ejemplo: compro dos camiones idénticos, y a uno lo mando a hacer ruta con acoplado y bien pasado de kilos, y al otro a recolectar la basura en una ciudad, o a hacer un reparto de gaseosas. ¿Cuál va a durar más, a igualdad de kilómetros recorridos?

2)Si pisamos el acelerador entre un 80% y 100% continuamente durante un viaje largo
¿hay mas posibilidades de que el motor levante temperatura,se agarre un piston o si esta con desgaste cortar el cigueñal,biela o perno ?

Acá lo que va a tener una importancia fundamental es el tipo de terreno que vamos a transitar, y lo que la transmisión nos permita hacer. Pero en lo que respecta al trabajo del motor, si lo mantenemos torqueando parejo, la temperatura se va a mantener estable y los movimientos van a ser más armónicos, por lo tanto menos propensos a bloquearse. Ahora, si hay desgastes importantes, desde ya que el riesgo de rotura existe y va a aumentar con el esfuerzo.
Pero, ojo al cristo, que es de palo: es más posible romper por una acelerada en frío o un cambio brusco de torsión que por muchas horas de trabajo estable.

3)La Ford Ranger 3.0 diesel tiene una velocidad final de 170 km/h y para que el motor trabaje de forma recomendable debemos pisar el acelerador entre un 80 y 100% es decir habria que andar mos o menos a 153 km/h y en la ciudad mover en primera a fondo para que no se achanche

Ni idea de cómo trabaja una Ford Ranger, ni de que motor tiene, ni de sus límites de velocidad o capacidad de carga. Pero si vamos a hablar de HP y RPM, no lo mezclemos km/h porque son dos cosas distintas. No me importa a cuanto corre sino a que régimen tengo que llevarla para que me de el mejor resultado, que es lo que dijo David, o sea buscar el mejor par motor.

Si andando a régimen ideal en quinta la velocidad es excesiva, bajale un cambio.

Cuarta y quinta ya las respondí antes, asique dejemoslas.

Espero que algo vaya quedando al menos un poco más claro. No tengo ninguna intención de convencerte de nada, sino en todo caso de que te animes a dudar de lo que hasta hoy diste por seguro. No por maldad de mi parte, sino para que la duda te despierte la curiosidad, que es uno de los mejores motivos para averiguar y aprender a mirar las cosas desde un ángulo distinto.
Al menos a mí siempre me motivó intentar saber aquello que antes ignoraba, o que daba por sentado simplemente porque así me lo había dicho alguien.-

[smilers]

Que bonitos son esos camiones, y que diseño avanzado para la época: Iveco y Mercedes parecían modelos viejos al lado de ese.

Te aclaro algo: los Deutz petroleros regulaban a 800 RPM y trabajaban a plena carga a 1.400 porque esa es la velocidad que necesitaba el equipo de bombeo (con bruta reducción, obvio) y esas eran sus velocidades máxima y mínima, pero no había ninguna otra: los pistones de las bombas no tienen el paso helicoidal, sino escalonado (cerrado-abierto).-

[claudio2009]

Miguel no me aburro para nada!!! me interesa mucho el tema y seguramente a muchos mas tambien le interese aunque los veo muy poco participativos en el debate.

el barrido de los gases de escape no es completo

Se que hablas de otro caso,pero me acorde de algo que descubri en el colectivo un dia al regular valvulas,observe el cruce de levas que tenia:ANTES DE CERRAR LA VALVULA DE ESCAPE YA EMPIEZA A ABRIR LA DE ADMISION y analizando que sentido tenia me doy cuenta que en un pequeño instante el soplido del turbo hacia que limpie los restos de gases quemados que quedan dentro del cilindro(calculo que en el cono del piston) y es por eso que si escuchas el escape con el motor regulando se siente un soplido parejo y no como un motor comun que practicamente contas las explosiones

Estoy totalmente de acuerdo al principio pero perdon por seguir en desacuerdo con el punto de romper el motor regulando
En el otro post vos mensionabas de decabezar un piston o incluso doblar una biela por el momento critico que soporta el piston al momento de la explosion debido a la torsion producida por el cigueñal al tener que empujar al piston vecino para comprimir el aire en su ciclo de "compresion" todo esto a minimas rpm e inclusive sin "carga" verdad?

Ahora mensionas algo que esoy de acuerdo que se laven los cilindros al estar regulando provocado por goteo de inyectores y asi como baja compresion al carter tambien pude llegar a subir aceite aunque por la funcion del aro rasca aceite deberia ser MINIMA como para que el motor se dispare causado por el aceite
Ojo que no estoy negando que mucha cantidad de aceite aspirado por el admision provoque dicho efecto,es mas cuando se rompe un turbo pasa el aceite que lubrica el eje directo al admision y se dispara,creo que en dicho caso lo mejor es poner el cambio mas alto y frenar a fondo el vehiculo para detenerlo,en caso de motor estacionario perfectamente como comentastes

En los Mercedes creo que pasa algo similar cuando se rompe la junta de admisin que va dentro de la tapa de valvulas.

Ya que estamos cuento la que se mando una vez papa con el Magirus blanco:limpio el filtro de aire que es en baño de aceite y agarro un bidon que sin querer tenia aceite hidraulico,completo el nivel(para mi que tambien le hecho de mas) lo arranco y le dio unas aceleradas hasta que se "disparo" chupandose el aceite del filtro por ser muy livianito despues lo paro metiendolo en quinta marcha y freno

Espero no tomes a mal tanta discrepancia de parte mia ,repito que tal vez este equivocado pero aun sigo creyendo que a veces la teoria difiere de la practica y hasta del sentido comun.tambien espero no aburrir con mis post que parecen un testamento

Ahora que mensionas los motores Detroit que junto con los Gm con bomba de barrido y V8 son mis preferidos para me encantan como suenan en las gruas del puerto

[J0seluis]

Muy buenas exposiciones, conozco solo lo básico del funcionamiento de un motor así que poco puedo aportar, pero me gusta leer la fundamentación técnica de smiler tanto como los relatos empiricos de Claudio. Podríamos rescatar de que a pesar de estar indicados para soportar X esfuerzo, realmente fueron diseñados para soportar 2X ese esfuerzo?

[smilers]

JOseluis, no se si tanto porque nadie regala nada, pero digamos que son máquinas hechas para trabajar duro y durar mucho. Por sus mismas características de funcionamiento la construcción se caracteriza por ser sólida y no hay márgenes para pichulearle materiales.
También y por eso mismo, los costos tanto inicial como de reconstrucción son altos.-

[J0seluis]

Pispeando un poco en este libro y al pistón le ocurre lo mismo que a nosotros cuando pedaleamos arriba de todo y abajo de todo el pistón no hace fuerza, es la inercia lo que le ayuda a completar la vuelta (o el piston de al lado?).
Acá unos diesels afortunados:

[smilers]

Jejeje... ya picó uno para el lado de los libros
Es un muy buen material el de Gonzalez, aunque a veces se pone demasiado técnico (como buen ingeniero). Pero se resuelve estudiando un poco más.-

[claudio2009]

Si de todas maneras seguís sin convencerte, vamos a un ejemplo: compro dos camiones idénticos, y a uno lo mando a hacer ruta con acoplado y bien pasado de kilos, y al otro a recolectar la basura en una ciudad, o a hacer un reparto de gaseosas. ¿Cuál va a durar más, a igualdad de kilómetros recorridos?

Durara mas el camion con acoplado,menos arranques ,menos tiempo regulando y menos cag..as a palos que un camion recolector,es el mismo ejemplo colectivo larga distanci y colectivo de linea(ya lo dijo gamabogado que se gastamenos)

Resumiendo haber si te entendi:vos decis que lo mejor es llevar el motor entre el 80% y 100% de su maxima potencia es decir de ser posible a fondo o te referis dentro del 80 y 100 de donde tiene el par motor el caso de Scania entre 1100 y 1600 rpm, creo que son dos cosas distintas.

Espero que algo vaya quedando al menos un poco más claro. No tengo ninguna intención de convencerte de nada, sino en todo caso de que te animes a dudar de lo que hasta hoy diste por seguro. No por maldad de mi parte, sino para que la duda te despierte la curiosidad, que es uno de los mejores motivos para averiguar y aprender a mirar las cosas desde un ángulo distinto.
Al menos a mí siempre me motivó intentar saber aquello que antes ignoraba, o que daba por sentado simplemente porque así me lo había dicho alguien.-

Aca si que estoy con vos al 100%,un comentario muy sabio

[smilers]

Mirá, cuando hablo de 80 al 100%, me refiero a las RPM dentro de la curva del par motor. Lo que ocurre es que en los motores muy pesados, que son los que mejor conozco, el régimen no es tan elástico, y no hay más margen más allá de ahí.
En el motor de un vehículo automotor el margen de régimen es mucho más elástico, por eso te "sobran" vueltas. Pero eso no es porque sí: en determinadas condiciones vas a necesitar más caudal en la bomba para mantener las vueltas que necesitás.
De todas formas, la idea es no sobrepasar la recomendación del fabricante, sino estar siempre cerca del máximo de ese régimen (en el caso que diste, más cerca de 1600 que de 1100). De esa forma el motor se va a mantener en ritmo más parejo, con el torque bien alto y estable, y el desgaste, que lo va a tener, va a ser más equilibrado.-

[claudio2009]

Bueno si debemos llevarlo dentro del margen que indica el fabricante si estoy de acuerdo,pero llevarlo a fondo porque si

No tengo conocimientos en absoluto de los motores enormes de barcos que trabajan a bajas vueltas pero si lo comparamos por ejemplo con las lanchas amarillas en mismas cantidad de horas cual tiene menos desgaste? a mi no me cabe dudas que cuanto mas grande sea un motor durara mas tiempo¿es asi?

Y con el tema de romper un motor regulando en que quedamos o es de poco interes este post o que pasa que somos tan pocos opinando