¿Cómo se producen los golpes en un motor diesel? ¿Cómo difiere el golpeteo para un sistema mecánico de inyección de combustible y un sistema CRDI?

Pregunta respondida qué significa tocar el motor de gasolina y en qué se diferencia de la detonación.

La combustión incontrolada en el motor de gasolina se conoce como golpeteo y en el motor diesel se llama detonación. Esto se hace para reducir la confusión.

Motor de gasolina – Golpeando

El motor de gasolina es un motor de mezcla homogénea, aquí el combustible se encenderá en un extremo y habrá un frente de llama definido que progresará para consumir todo el combustible.

Las imágenes de arriba muestran el proceso de combustión normal en un motor de gasolina. Habrá un frente de llama (color naranja) que consume todo el combustible. Las capas de combustible adyacentes (color gris) se encienden debido al aumento de la presión debido a la expansión de los gases quemados (color marrón) y debido a la conducción de calor, por lo tanto, la llama progresa como una onda en el agua.

El golpeteo ocurre cuando cualquiera de la mezcla de combustible entra en combustión antes de que la llama la haya alcanzado. Esto puede deberse al aumento de la temperatura de la pared del cilindro, combustible de baja calidad (número de octanaje bajo), diseño incorrecto de la cámara de combustión (más circunferencia, por lo tanto, el frente de la llama tardará más tiempo en alcanzar la mezcla de combustible no quemada)

Este nuevo frente de llama comenzará a propagarse y finalmente terminará chocando con el frente de llama original, de modo que la carga entre el frente de dos llamas experimentará un fuerte aumento de presión y consumirá muy rápido (velocidades sónicas o sónicas), es entonces cuando escucha el ruido de ping ping.

El motor de gasolina también puede golpear debido a la preignición, debido a puntos calientes en el cilindro o la propia bujía. La mezcla de aire y combustible puede comenzar a arder antes de aplicar cualquier chispa.

Detonación diesel

Respuesta corta

El motor diesel golpea cuando hay una acumulación de combustible en la cámara de combustión que ocurre cuando el combustible inyectado no se quema, ya que habrá un gran período de retraso. Y en un momento específico, toda la mezcla se quema simultáneamente, lo que provoca un aumento en la presión máxima y el desplazamiento de las ondas de choque a velocidades más altas y puede provocar daños permanentes en la corona del pistón y la pared y la cabeza del cilindro.

Respuesta larga

En la imagen de arriba, los puntos negros son el combustible inyectado (alrededor de 2000bar para CRDI). A diferencia de un motor de gasolina, cada una de estas gotas de combustible sufre una combustión local, por lo tanto, no habrá ningún frente de llama.

Inicialmente, el inyector atomiza el combustible en el aire caliente (está tan caliente como el aire comprimido). El combustible se inyecta algunos grados antes de que el pistón golpee el TDC, ya que el combustible tardará un tiempo en liberar energía mediante la combustión.

Retraso físico

Considere una gota de combustible que se vaporizará al absorber el calor del aire caliente. Después de que se vaporiza, tarda un poco en mezclarse con el aire. Estos dos constituyen retraso físico.

Retraso químico

La mezcla de combustible comienza a oxidarse y se enciende y se produce inflamación. Durante el cual los enlaces de carbono se rompen y se libera energía.

Detonación

Cuando el período de retraso total es alto, el combustible inyectado que se inyectó primero no habrá sufrido combustión en este momento, el combustible comienza a acumularse y sufrirá combustión después de un largo retraso (principalmente después de que el pistón haya salido de TDC) y habrá un gran onda de choque ya que todas las gotas de combustible sufrirán combustión al mismo tiempo.

Hay varios factores que contribuyen al período de retraso

  • Si la temperatura del cilindro es alta, la posibilidad de golpe es menor ya que la temperatura alta promueve la vaporización y aumenta la velocidad de reacción química.
  • Crear turbulencia es imprescindible ya que ayuda a llevar todas las moléculas de oxígeno posibles a la zona de combustión. Reduce el retraso físico.
  • Calidad del combustible si tiene un número de cetano menor, el combustible tendrá un período de retraso muy largo.
  • El aumento de la presión de inyección de combustible promueve la atomización y la vaporización, pero las gotas tendrán una penetración deficiente en la cámara de combustión. La penetración deficiente significa que todo el combustible se quemará en un área localizada donde los gases de combustible quemados pueden proteger las gotas de combustible no quemado de la combustión. Esto crea una zona rica local. Es por eso que aparece humo negro en el tubo de escape.

Esto es difícil porque realmente no estás reduciendo lo que quieres saber lo suficiente. Supongo que por golpear te refieres al sonajero diesel característico.
Golpear un motor diesel es diferente que golpear un motor de gasolina. Golpear un motor de gas es muy destructivo y es causado por dos frentes de llamas que chocan entre sí. Esto se debe a ciertas condiciones que pueden causar preencendido de la mezcla de aire / combustible separada de la chispa.
En un motor diesel, la sincronización juega un papel importante. En los sistemas de inyecciones mecánicas más antiguos, se podía saber si el momento era tarde o temprano solo por el sonajero diesel. El tiempo tardío, después de TDC, podría no tener ningún ruido. La sincronización temprana, antes del TDC, dice que 15 grados podrían hacer una raqueta horrible y dañar el motor. El ruido real es la falda del pistón golpeando el lado del cilindro. Debido a que el pistón se empuja hacia arriba en ángulo, está rozando un lado del cilindro. A casi TDC, el combustible se inyecta y la presión aumenta muy rápidamente. Cuando la manivela pasa el TDC, toda esa presión ahora fuerza al pistón al lado opuesto del cilindro. Debido a que la presión es tan grande que en realidad golpea. El pistón tiene suficiente juego en el cilindro que puede balancearse un poco. A veces, estas fuerzas pueden romperse y finalmente romper la falda del pistón. Cuando eso sucede, el ruido se vuelve muy fuerte y eventualmente algo realmente malo sucederá.

Recuerde que en un motor de gasolina, la mezcla de aire y combustible es absorbida por la carrera de admisión. Esa mezcla perfecta se encuentra allí en el cilindro caliente con carbón brillante en la parte superior del pistón. Ese combustible puede encenderse desde cualquier lugar en ese pistón y cuando esos frentes de llama se encuentran es como un martillo golpeando la parte superior del pistón.
El diésel aspira solo aire en la carrera de admisión, pero luego inyecta el combustible que comienza a arder incluso antes de que finalice el evento de inyección. Algunos motores diesel más nuevos tendrán múltiples eventos de inyección en un evento de compresión. Supongo que la idea es controlar mejor la quemadura. Esos sistemas son controlados por computadoras y suceden muy rápido. También pueden ser más silenciosos, pero todos los que he escuchado aún tienen un sonido diesel distintivo.

El golpe de Diesel es el sonido metálico y vibrante emitido por un motor Diesel en funcionamiento. Este ruido es causado por la compresión del aire en los cilindros y la ignición del combustible cuando se inyecta en el cilindro.

Esto es muy parecido a un motor de gasolina que sufre preencendido o preencendido o chispas.

La inyección mecánica de combustible y el motor CRDI funcionan según el mismo principio … tener una bomba de presión para inyectar el diesel al cilindro del motor a través de los inyectores.

La diferencia básica es que los motores mecánicos de inyección de combustible tienen elementos mecánicos con algunos sensores de ECU para inyectar la cantidad limitada de diesel en el cilindro a través de los inyectores.

Los motores CRDI tienen casi todos los sensores, como el sensor del pedal del acelerador, el sensor de posición del cigüeñal, el sensor de presión, etc., que se coordinan entre sí para hacer lo mismo. controlado por computadora a bordo.

Reduce la ineficiencia y el ruido no deseado, causado por los elementos mecánicos.

Siempre que dentro de la cámara de combustión, la carga fresca obtiene cualquier fuente alternativa de energía, como partículas de carbono calientes, válvula de escape caliente, entonces la carga fresca obtiene energía de esa fuente en forma de calor, lo que provoca que la temperatura de la descarga aumente y cause autoencendido o Combustión no deseada que daña el motor.

En el otro lado, el sistema mecánico de inyección de combustible o sistema CRDI es un proceso de inyección a mayor temperatura y aire a presión para encender el combustible para la combustión.

El golpeteo en una línea es una combustión no deseada y la inyección mecánica de combustible o el sistema CRDI es un proceso intenso para encender

Donde el encendido mecánico es un proceso antiguo y CRDI es el último proceso con control electrónico para inyección que comercializa por primera vez en la INDIA por el Escorpio de Mahindra.

CRDI – Inyección directa Common Rail.

Gracias…

Primero algunos conceptos básicos
En los motores diesel, el primer aire se toma cuando el pistón se mueve hacia abajo de TDC a BDC. Y durante el ciclo de compresión, el combustible se inyecta a alta presión. Debido a la alta relación de compresión, el combustible se enciende y explota para dar el golpe de poder.

Este es un tipo de combustión heterogénea porque la concentración de la mezcla varía de baja a alta en toda la cámara de combustión.

Ahora, el requisito de este modelo de combustión es que, el combustible altamente atomizado debe comenzar a arder tan pronto como se rocía en el cilindro, produciendo calor y preparando así la cámara para la combustión de la mezcla entrante. El objetivo es quemar el combustible entrante para obtener un golpe de potencia prolongado. Pero, si el combustible rociado inicialmente no puede mezclarse adecuadamente debido a una variedad de razones, continúa concentrándose en la cámara de combustión.

Esto aumenta la concentración de combustible en la cámara y en algún momento la gran cantidad de combustible se enciende enviando pulsos a través de la cámara. Esto lleva a tocar.

El golpe de Diesel es el sonido metálico y vibrante emitido por un motor Diesel en funcionamiento. Este ruido es causado por la compresión del aire en los cilindros y la ignición del combustible cuando se inyecta en el cilindro. Esto es muy parecido a un motor de gasolina que sufre preencendido o preencendido o chispas. El momento en que se inyecta el combustible en el motor diesel es fundamental para evitar la rotura de piezas, que puede resultar de un golpe severo.

El sonido revelador de un motor diesel en funcionamiento se debe en parte al proceso de inyección de combustible. Al inyectar combustible crudo en aire comprimido extremadamente caliente, el combustible se enciende ya que el pistón todavía se desplaza hacia arriba en el cilindro, causando una detonación y el posterior sonido de traqueteo. El proceso es impulsado por compresión, y cuanto mayor sea la relación de compresión dentro del cilindro, mayor será la potencia de salida del motor.

Para mas detalles:

¿Qué es el golpe del motor?

Muchos oídos han respondido correctamente la primera parte de su pregunta “¿Cómo se producen los golpes en un motor diesel?”.

Nadie ha respondido a la segunda parte “¿Cómo difiere el golpeteo para un sistema mecánico de inyección de combustible y un sistema CRDi”?

Golpear un sistema mecánico de inyección de combustible es un golpe incontrolado, es decir, no se cambia por otra cosa que no sea la cantidad total de combustible inyectado. Cuanto más combustible se inyecta, más fuerte es el ruido. La duración de la inyección está determinada por la cantidad a inyectar y generalmente comienza en el mismo punto pero termina más tarde con un mayor volumen (basado en bombas de inyección en línea como Simms, CAV y Bosch).

CRDi La presión de inyección es mayor, por lo que una mejor atomización. La ECU puede cambiar el tiempo. La inyección se puede escalonar con múltiples inyecciones. Esto puede tener una pequeña cantidad rociada para iniciar la combustión, lo que reduce el ruido y el combustible adicional agregado durante la combustión para garantizar la entrega de potencia total. Otra ventaja de CRDi es que se puede agregar una pequeña cantidad de combustible en la carrera de escape que se llevará al catalizador para mantener el catalizador a la temperatura óptima, teniendo en cuenta que en el combustible overun puede apagarse para la combustión y con poca carga allí. Es una pequeña cantidad de combustible inyectado. La cantidad de aire siempre es ilimitada.

Los golpes son más o menos inevitables en el motor diesel, donde el combustible se inyecta en aire altamente comprimido hacia el final de la carrera de compresión. Hay un pequeño retraso entre el combustible que se inyecta y el inicio de la combustión. En este momento ya hay una cantidad de combustible en la cámara de combustión que se encenderá primero en áreas de mayor densidad de oxígeno antes de la combustión de la carga completa. Este aumento repentino en la presión y la temperatura provoca el distintivo ‘golpe’ o ‘ruido’ del diesel, algunos de los cuales deben tenerse en cuenta en el diseño del motor.
El diseño cuidadoso de la bomba del inyector, el inyector de combustible, la cámara de combustión, la corona del pistón y la culata del cilindro puede reducir en gran medida los golpes, y los motores modernos que usan inyección electrónica de riel común tienen niveles muy bajos de golpe. Los motores que usan inyección indirecta generalmente tienen niveles más bajos de detonación que el motor de inyección directa, debido a la mayor dispersión de oxígeno en la cámara de combustión y las presiones de inyección más bajas que proporcionan una mezcla más completa de combustible y aire. Los motores diésel en realidad no sufren exactamente el mismo “golpe” que los motores de gasolina, ya que se sabe que la causa es solo la tasa muy rápida de aumento de presión, no la combustión inestable. Los combustibles diesel en realidad son muy propensos a golpear en los motores de gasolina, pero en el motor diesel no hay tiempo para que se produzca un golpe porque el combustible solo se oxida durante el ciclo de expansión. En el motor de gasolina, el combustible se oxida lentamente todo el tiempo mientras se comprime antes de la chispa. Esto permite que ocurran cambios en la estructura / composición de las moléculas antes del período muy crítico de alta temperatura / presión.
Fuente: https://googleweblight.com/?lite

La combustión del combustible no es uniforme. Las mezclas de aire y combustible combustionan en diversas zonas o segmentos. Si todo va de la manera correcta, será una combustión exitosa. Pero si algún segmento se enciende prematuramente, provocaría una combustión defectuosa. Esta combustión defectuosa se llama golpeteo .

En realidad, se llama detonación y no golpeteo y Lalit ha dado una explicación perfecta para la detonación. El golpeteo ocurre en motores de gasolina y la detonación ocurre en motores diesel

En los motores diesel, el primer aire se toma cuando el pistón se mueve hacia abajo de TDC a BDC. Y durante el ciclo de compresión, el combustible se inyecta a alta presión. Debido a la alta relación de compresión, el combustible se enciende y explota para dar el golpe de poder.

Este es un tipo de combustión heterogénea porque la concentración de la mezcla varía de baja a alta en toda la cámara de combustión.

Ahora, el requisito de este modelo de combustión es que, el combustible altamente atomizado debe comenzar a arder tan pronto como se rocía en el cilindro, produciendo calor y preparando así la cámara para la combustión de la mezcla entrante. El objetivo es quemar el combustible entrante para obtener un golpe de potencia prolongado. Pero, si el combustible rociado inicialmente no puede mezclarse adecuadamente debido a una variedad de razones, continúa concentrándose en la cámara de combustión.

Esto aumenta la concentración de combustible en la cámara y en algún momento la gran cantidad de combustible se enciende enviando pulsos a través de la cámara. Esto lleva a tocar.

Los golpes (también golpes , detonaciones , golpes de chispas , golpes o pinchazos ) en los motores de combustión interna de encendido por chispa se producen cuando la combustión de la mezcla de aire / combustible en el cilindro no se inicia correctamente en respuesta al encendido por la bujía, pero uno o más bolsas de mezcla de aire / combustible explotan fuera de la envoltura del frente de combustión normal.

La inyección directa de combustible Common Rail es un sistema de inyección directa de combustible para motores de gasolina y diésel.
En los motores diesel, presenta un riel de combustible de alta presión (más de 1,000 bar o 100 MPa o 15,000 psi) que alimenta las válvulas solenoides individuales en lugar de inyectores de la unidad de alimentación de la bomba de combustible de baja presión (o boquillas de bomba). Los motores diesel common rail de tercera generación ahora cuentan con inyectores piezoeléctricos para mayor precisión, con presiones de combustible de hasta 3,000 bar (300 MPa; 44,000 psi).
En la inyección directa Common Rail, el inicio de la combustión tiene lugar directamente en la cámara de combustión principal ubicada en una cavidad en la parte superior de la corona del pistón. Hoy en día, la tecnología CRDi se está utilizando ampliamente para superar algunas de las deficiencias de los motores Diesel convencionales que eran lentos, ruidosos y de bajo rendimiento cuando se implementaron especialmente en vehículos de pasajeros.

Se producen golpes en el motor de cuatro tiempos debido a una combustión rápida que conduce a una alta presión en los cilindros y hace ruido metálico y debido a que la mezcla de combustible de aire no se produce en el momento adecuado

En una simple respuesta de una línea, el ruido y el humo producidos por el combustible no quemado en el cilindro que ocurre debido a la sincronización incorrecta de la válvula o la mala calidad del combustible.