A patente sobre o motor de Rudolf Diesel, em 23 de fevereiro de 1893.
O motor a diesel ou motor de ignição por compressão é um motor de combustão interna inventado pelo engenheiro alemão Rudolf Diesel (1858-1913), em que a inflamação do combustível se faz pelo aumento na temperatura provocado pela compressão da mistura inflamável. Na câmara de combustão, cheia de ar comprimido, injecta-se óleo no momento de máxima compressão e a alta temperatura faz com que o óleo se inflame. Ele desenvolveu esse metódo quando aperfeiçoava motores para substituir as máquinas a vapor.
Tecnologia[]
Não existe propriamente uma invenção para um motor a óleo diesel; o que existe é a adequação de um motor convencional, de quatro tempos ou dois tempos, para um sistema de alimentação por injecção, em vez de aspirado e ausência completa do Sistema de ignição eléctrica, o que permite que funcione totalmente imerso em água, desde que não entre água pela admissão. O ar é admitido e comprimido no cilindro atingindo mais de 600ºC ao mesmo tempo que se forma uma alta taxa de oxigénio, então no momento em que seria criada a centelha "no ponto morto superior" em um motor a gasolina, no diesel é injectado o combustível directamente na câmara de combustão, criando a combustão.
Quando o tempo está frio , o ar ao ser comprimido poderá não atingir a temperatura suficiente para a primeira ignição mas esses obstáculos, tem vindo a desaparecer em virtude das injecções electrónicas directas e a maior rotação do motor de partida. Nos modelos antigos ou lugares muito frios costuma-se usar velas de incandescência no tubo de admissão para minimizar esse efeito sendo que alguns motores estacionários ainda usam buchas de fogo e a partida é feita com manivelas.
Tradicionalmente o ciclo diesel utilizava-se em motores grandes e de poucas rotações por minuto que utilizavam um ciclo de dois tempos (principalmente em navios e camiões), embora no seu uso em automóveis usasse um ciclo de quatro tempos.
Os quatro tempos do ciclo diesel são:
- Admissão de ar
- Compressão de ar
- Injecção de combustível
- Escape
O combustível utilizado actualmente pelos motores diesel é o gasóleo (O invento original rodou com óleo vegetal ), um hidrocarboneto obtido a partir da destilação do petróleo a temperaturas de 250ºC e 350ºC. Recentemente, o diesel de petróleo vem sendo substituído pelo biodiesel e por óleo vegetal a partir da tecnologias de conversão, que são fontes de energia renovável.
Onde se tem feito mais evolução neste tipo de motorização mais eficiente que o seu congénere a gasolina é no campo da injecção directa, nomeadamente nas de alta pressão como o injector-bomba e o "common-rail", que possibilitam a obtenção de mais potência e ainda menor consumo e menos ruído de funcionamento.
Funcionamento[]
O ciclo real de um motor Diesel segue com uma razoável aproximação o ciclo teórico composto pelas evoluções:
- Compressão isentrópica
- Parte de introdução de calor a volume constante (isócora) e Parte de introdução de calor a pressão constante (isobárica)
- Expansão isentrópica
- Rejeição de calor a volume constante (isócora)
Este ciclo, tal como descrito, chama-se Ciclo Misto. Quando a totalidade da energia é introduzida a pressão constante o ciclo chama-se Ciclo Diesel.
O ciclo inicia-se com o êmbolo no Ponto Morto Superior (PMS). A válvula de admissão está aberta e o êmbolo ao descer aspira o ar para dentro do cilindro.
O êmbolo atinge o Ponto Morto Inferior (PMI) e inicia-se então a compressão. A temperatura do ar dentro do cilindro aumenta substancialmente, o que é fundamental para a ignição no motor Diesel.
Pouco antes do PMS o combustível começa a ser injectado em finas gotículas com o propósito de se vaporizar facilmente e, em mistura com o ar quente, acaba por se auto-inflamar. A combustão é controlada pela taxa de injecção de combustível. O combustível começa a ser injectado um pouco antes do PMS devido ao facto de demorar tempo a vaporizar-se e a misturar-se com o ar (atraso físico) e de demorar um determinado tempo até se auto-inflamar (atraso químico). Estes atrasos são designados globalmente por atraso à inflamação. A diferença entre o ângulo de cambota do PMS e do início de injecção chama-se avanço à injecção.
A expansão começa ainda durante a fase de combustão. Ainda durante o tempo de expansão, abrem-se as válvulas de escape.
O ciclo termina com a fase de escape, onde os gases de combustão são expulsos do cilindro.