Termoterapia para el diésel

El "minuto de meditación" típico del motor diésel, es decir el tiempo de espera en posición de precalentamiento antes de intentar el arranque, es cosa del pasado. Como máximo ahora puede hablarse de escasos segundos de espera, no más de cinco. La combinación del sistema de precalentamiento de control electrónico con las bujías super rápidas ha hecho que el diésel se acerque un paso más al motor a nafta.

  
Todavía, y para muchos conductores de automóviles con motores diésel, el arranque en frío por la mañana comienza con una corta pero molesta espera.
 

La impresionante llama que se produce en el múltiple de admisión generada por la bujía de llama, que se activa en los arranques con el motor "congelado".

 
Estos 10 a 30 segundos de precalentamiento resultan inevitables para un gran número de motores de este tipo. Pues el funcionamiento con autoignición exige que en la cámara de combustión imperen temperaturas considerablemente elevadas (entre 700 y 900 grados centígrados), que no en todos los diésel y a cualquier temperatura exterior pueden alcanzarse ya tras los primeros giros del motor de arranque.
La culpa de que los motores diésel sean tan "perezosos" por la mañana es atribuible en primer lugar a la baja temperatura del aire exterior aspirado, que sólo puede calentarse suficientemente durante la segunda carrera del ciclo si se ha elegido una relación de compresión relativamente elevada para el motor. Pero dado que, en interés de un funcionamiento más suave, en algunos motores diésel la compresión es relativamente baja, los proyectistas han de recurrir a los sistemas de ayuda para el arranque.
En la mayoría de los casos, para el arranque en frío se utilizan como eficientes fuentes de calor las llamadas bujías de incandescencia, que son calentadas a través de la instalación eléctrica del vehículo. Estas bujías se ubican en la tapa de cilindros y se proyectan hacia el interior de la cámara de combustión.
 
Ubicación de la bujía de precalentamiento diésel en un motor de inyección directa: 1. inyector; 2. bujía de precalentamiento; 3. cámara de combustión practicada en la cabeza del pistón.
 
El precaIentamiento tradicional
Muchos motores de vieja generación van provistos de bujías de filamento incandescente, cuya eficiencia ha quedado demostrada durante décadas y cuyo diseño apenas ha cambiado con el tiempo. Además han resultado ser una solución muy económica. En este sistema, como elemento calefactor se utiliza un filamento incandescente que penetra directamente en la cámara de combustión (cámara de precombustión). Sin embargo, cuando la temperatura del aire aspirado es muy baja, la bujía de filamento incandescente convencional necesita un largo tiempo de precalentamiento, que llega a ser de 30 segundos. Estas bujías se conectan en un circuito en serie, y, si una falla, dejan de operar las demás.
 

Diferentes bujías de precalentamiento para distintos tipos de unidades diésel.

 
Mayor rendimiento
La bujía de incandescencia de espiga o de tubo, conectada en un circuito eléctrico en paralelo (si una falla, siguen trabajando las demás), se presentó como una alternativa a la solución anteriormente descrita, y fue diseñada especialmente para unidades diésel de giro rápido. Es menos sensible frente a estados de funcionamiento críticos como el "golpe diésel", y alcanza un mejor rendimiento. Mientras que en una bujía de incandescencia por tubo puede llegar a aprovecharse el 90 por ciento de la energía eléctrica suministrada por la instalación del vehículo, con las bujías de filamento incandescente se aprovecha tan sólo un 35 por ciento aproximadamente. En las nuevas bujías de incandescencia remanente se ha podido reducir el tiempo de incandescencia a un valor de cinco hasta tres segundos, según sea la temperatura exterior. Los constructores redujeron el diámetro del extremo delantero de la varilla de calentamiento, gracias a lo cual la incandescencia comienza muy rápidamente. Dentro del tubo hay dos espirales o arrollamientos eléctricos conectados en serie, uno de regulación y otro de calentamiento, aislados de la varilla metálica exterior por un material especial. La incandescencia remanente significa que las bujías de precalentamiento siguen trabajando después del arranque del motor, durante un tiempo variable que depende de la temperatura de la máquina, pero que no es nunca superior a los tres minutos. De este modo se obtiene una combustión más completa, menor emisión de sustancias contaminantes y reducción del consumo.
 
Partes componentes de una moderna bujía de precalentamiento diésel del tipo de espiga, de diseño Beru.
 
Para mejorar el comportamiento de arranque de los diésel con inyección directa a temperaturas extremadamente bajas, se requieren otros medios auxiliares cuyo objetivo es siempre calentar el aire en el múltiple de admisión. Como solución relativamente sencilla puede mencionarse aquí el elemento calefactor puramente eléctrico, que consume mucha corriente y cuya efectividad es limitada. Esta solución sólo resulta conveniente en motores con una cilindrada relativamente pequeña, de 2 a 3 litros como máximo.
Mucho más efectivas son las llamadas bujías de llama, que trabajan con una variante especial de la bujía de incandescencia de espiga. A la bujía de incandescencia por llama, instalada en el tubo de admisión, se le hace llegar por un conducto separado combustible que se inflama por la acción del extremo del cuerpo calefactor, que está a una temperatura de 1.000 grados centígrados; de esta forma, el aire aspirado se calienta de una forma efectiva, y el consumo de energía se mantiene a bajos niveles.
 
Aproximación al motor a nafta
El sistema de precalentamiento automático utilizado en los automóviles diésel modernos, significa una mayor aproximación al proceso de arranque del motor a nafta. Aquí, el precalentamiento ya no se produce reteniendo un interruptor o un tirador, cosa siempre engorrosa, sino que corre a cargo de un circuito activado por la llave de arranque y que trabaja automáticamente por la acción de un sistema electrónico por microprocesador. Al accionar la llave de arranque, un relé hace que las bujías de incandescencia queden conectadas a la corriente procedente de la batería, encendiéndose al mismo tiempo la luz testigo en el tablero. El motor puede ponerse en marcha cuando se apaga dicha luz.