Esta es la razón por la que los motores diésel producen mucho más par

En el mercado actual, es común ver camiones diésel nuevos que generan más de 1000 lb-ft de torque de fábrica. Eso es solo en el segmento de consumo. Cuando se trata de aplicaciones industriales de servicio pesado, algunos diésel… incluido el motor de pistón más grande del mundo — son capaces de producir cifras de par superiores a siete dígitos. Los enormes niveles de par de los motores diésel modernos los convierten en una opción fantástica para equipos militares, transporte a gran escala o cualquier otra aplicación en la que el motor tenga que hacer algo más que simplemente propulsar un vehículo. Esto se suma a los otros beneficios que tienen los motores diésel sobre los motores de gasolina, incluida una mayor eficiencia térmica, mejor eficiencia de combustible y mayor durabilidad.

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Entonces, ¿qué es el torque? En términos técnicos, el torque es la fuerza multiplicada por la distancia, que es una medida de la fuerza rotacional. Piense en ello como el mismo tipo de fuerza que se necesita para abrir un frasco: cuanto más terco sea el frasco, más torque se necesita para abrirlo. En términos prácticos, cuanto más torque produce un motor, más trabajo es capaz de realizar, ya sea remolcar, transportar, empujar o tirar. Los caballos de fuerza también son relevantes para la conversación, ya que los caballos de fuerza miden la velocidad a la que un motor puede realizar ese trabajo. Para unir todo esto, se necesita mucho torque para mover una carga pesada desde que está parada, pero se necesitan muchos caballos de fuerza para mover una carga pesada rápidamente.

Si bien los motores de gasolina y diésel funcionan de manera muy similar, utilizando la combustión interna para producir movimiento rotatorio, el diseño de cada uno y el combustible que utilizan son diferentes. Como resultado de esas diferencias de diseño y de las características del combustible diésel, los motores diésel suelen producir mucho más par motor.

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Una de las razones más importantes por las que los motores diésel producen mucho par motor es porque están diseñados para ello. Aunque parezca obvio, no es tan intuitivo como parece. Los motores diésel suelen construirse como motores de carrera larga, lo que significa que la carrera, o la distancia que recorre el pistón en el cilindro, es mayor que el diámetro del orificio del cilindro o el ancho del propio cilindro. Hay algunas razones importantes para ello, y todas contribuyen a una mayor producción de par motor. Tener una carrera más larga aumenta el volumen total del cilindro, aumenta el apalancamiento que las bielas pueden ejercer sobre el cigüeñal (par motor) y aumenta la relación entre el volumen máximo del cilindro y el volumen mínimo del cilindro una vez que el pistón alcanza su punto más alto (relación de compresión).

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A diferencia de los motores de gasolina, los motores diésel no utilizan bujías para encender una mezcla de aire y combustible. En su lugar, utilizan un proceso llamado encendido por compresión para encender el combustible diésel que entra en la cámara de compresión. Durante la carrera de admisión de un motor diésel, el aire entra en el cilindro sin ningún combustible mezclado. Luego, el pistón vuelve a subir por el cilindro, comprimiendo el aire en un espacio diminuto y sobrecalentándolo a unos 1400 grados Fahrenheit. El calor del aire comprimido es suficiente para encender el combustible diésel, que se inyecta directamente en la cámara de combustión cuando el pistón llega a la parte superior del cilindro. Cuanto antes y durante más tiempo los inyectores de combustible rocían combustible en el cilindro, más presión se crea en la parte superior del pistón, lo que genera aún más par motor.

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Si bien la gasolina y el diésel se obtienen a partir del petróleo crudo, el proceso de refinación es muy diferente. Ese proceso de refinación marca una gran diferencia en sus propiedades de combustión. El proceso de refinación de la gasolina es mucho más intensivo y transforma el petróleo crudo en una sustancia mucho más líquida y volátil con un valor calórico de alrededor de 45,8 megajulios por kilogramo. En cambio, el diésel es una sustancia más espesa con un valor calórico menor de 45,5 megajulios por kilogramo.

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A pesar de contener menos calor por kilogramo que la gasolina, la mayor densidad del combustible diésel significa que contiene hasta un 15% más de energía total que un volumen equivalente de gasolina. La alta densidad energética del diésel es muy útil para el sistema de encendido por compresión que utilizan los motores diésel, ya que las altas presiones en los cilindros aumentan la eficiencia, lo que a su vez crea más presión en la parte superior de los pistones y, por lo tanto, más potencia y par.

La turboalimentación no es un concepto nuevo ni para los motores de gasolina ni para los diésel, y ambos se benefician enormemente de la inducción forzada. Si bien los turbos marcan una gran diferencia en los motores de gasolina, los motores diésel casi necesitan turbos para compensar algunas de sus deficiencias. Debido a su diseño de carrera larga y a los materiales pesados ​​que se utilizan para construirlos, los motores diésel funcionan a revoluciones por minuto extremadamente bajas. Por eso, los motores diésel tienden a carecer de caballos de fuerza. Desglosando eso científicamente, la ecuación para los caballos de fuerza es el par motor por la velocidad del motor (RPM) dividido por 5252. Como resultado, una velocidad del motor más baja significa inherentemente menos caballos de fuerza. Para contrarrestar eso, la mayoría de los principales fabricantes de motores diésel se centran en aumentar el lado del par motor de la ecuación, y los turbocompresores hacen maravillas para eso.

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La turboalimentación transforma el rendimiento de los motores diéselya que cuanto más denso es el aire que entra en los cilindros, más combustible se puede inyectar, lo que da como resultado más potencia y par en general. Los turbocompresores en aplicaciones diésel también reducen las pérdidas de bombeo asociadas con el proceso de combustión. En esencia, los turbocompresores facilitan que el motor bombee aire hacia adentro y hacia afuera. La reducción de las pérdidas de bombeo durante las carreras de admisión y de potencia aumenta el par en general.

Los motores diésel son más duraderos que los motores de gasolina. y, como resultado, puede salirse con la suya con más impulso. Un motor de gasolina turboalimentado típico que se utiliza en automóviles de pasajeros suele estar limitado a alrededor de 10 a 12 psi de fábrica. En contraste, los motores turbodiésel suelen alcanzar un máximo de entre 25 y 30 psi. Esa es una diferencia de presión enorme y juega un papel importante en el motivo por el cual los motores diésel son capaces de producir mucho más par que los motores de gasolina.

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