Los motores diésel tienen varias ventajas sobre otros motores de combustión interna:
1. Ventajas relacionadas con el combustible del motor diésel
El combustible de un motor diésel tiene una mayor densidad de energía y se requiere un menor volumen de combustible para realizar una cantidad específica de trabajo.
Los motores diésel inyectan el combustible directamente en la cámara de combustión, no tienen restricciones de admisión de aire aparte de los filtros de aire y las tuberías de admisión y no tienen vacío en el colector de admisión para agregar carga parásita y pérdidas de bombeo al empujar los pistones hacia abajo contra el vacío del sistema de admisión. Se ayuda al llenado del cilindro con aire atmosférico y se aumenta la eficiencia volumétrica por la misma razón.
Los combustibles más pesados del motor diésel, como el combustible diésel, tienen índices más altos de cetano y menores índices de octanaje, lo que resulta en una mayor tendencia a encenderse espontáneamente y quemar completamente en los cilindros cuando se inyectan. Las relaciones de compresión aumentadas crean temperaturas más altas en la cámara de combustión para encender el combustible inyectado.
Las relaciones de compresión más altas aumentan las pérdidas de bombeo ya que se requiere más trabajo para comprimir el aire de admisión a un volumen menor, pero los aumentos de pérdida de bombeo se compensan con una mayor potencia y eficiencia.
El aumento de las relaciones de compresión en los motores de encendido por chispa requiere combustibles de octano más altos respecto al motor diésel. Los motores Otto son más difíciles de encender y quemar completamente y / o sincronizar de chispa avanzada para evitar el preencendido, golpeteo y pérdidas de rendimiento resultantes y daños en el motor.
El combustible de motor de encendido por compresión se destila directamente del petróleo. La destilación produce algo de gasolina, pero el rendimiento sería inadecuado sin una reforma catalítica, que es un proceso más costoso.
Aunque el combustible diésel se quemará al aire libre con una mecha, no liberará una gran cantidad de vapor inflamable que podría provocar una explosión. La baja presión de vapor del diésel es especialmente ventajosa en aplicaciones marinas, donde la acumulación de mezclas explosivas de combustible y aire es un peligro particular. Por la misma razón, los motores diésel son inmunes al bloqueo de vapor.
Para cualquier carga parcial dada, la eficiencia de combustible (masa quemada por energía producida) de un motor diésel permanece casi constante, a diferencia de los motores de gasolina y turbina que usan proporcionalmente más combustible con salidas de potencia parciales.
2. Mejor eficiencia en el motor diésel
Debido a las diferencias anteriores en los combustibles diésel frente a la gasolina y otros combustibles de encendido por chispa, los motores diésel tienen una mayor eficiencia termodinámica, con una eficiencia de calor del 45% en comparación con aproximadamente el 30% para motores de encendido por chispa. Los motores de gasolina son típicamente 30% eficientes, mientras que los motores diésel pueden convertir más del 45% de la energía del combustible en energía mecánica (vea el ciclo de Carnot para una explicación más detallada).
3. No requiere de un sistema eléctrico para funcionar
Los motores diésel no tienen un sistema de ignición eléctrico de alto voltaje ni bujía, lo que resulta en una alta confiabilidad y una fácil adaptación a entornos húmedos. La ausencia de bobinas, cables de bujías, etc., también elimina una fuente de emisiones de radiofrecuencia que puede interferir con los equipos de navegación y comunicación, lo que es especialmente importante en aplicaciones marinas y de aviación, y para evitar interferencias con radiotelescopios.
La falta de un sistema de encendido eléctrico en el motor de encendido por compresión también reduce la carga parásita en el motor, ya que el motor no tiene que producir la electricidad necesaria para encender el combustible. Se requiere una cantidad significativa de electricidad mediante un sistema de encendido por chispa y, a medida que aumentan las velocidades y cargas del motor, el sistema de encendido consume proporcionalmente más electricidad, al tiempo que se vuelve menos eficiente.
Una presión de cilindro más alta requiere una chispa "más caliente" con más corriente para superar la presión y saltar la brecha entre el electrodo y el electrodo en la bujía. El aumento de las velocidades y cargas del motor también requiere que la chispa ocurra más rápidamente, lo que resulta en cargas y demandas adicionales del sistema eléctrico y una mayor potencia del motor para cumplirlas.
A medida que las velocidades y cargas del motor diésel aumentan, las temperaturas más altas del cilindro después de la compresión de la carga de admisión dan como resultado un aumento de la inyección y la eficacia de la ignición debido al aumento de la atomización del combustible. Independientemente del diseño del sistema de combustible, un sistema mecánico de inyección de combustible y aumento rápido de la presión y flujo de combustible dará como resultado que la presión de apertura de la boquilla de inyección se alcance más rápidamente y también más temprano en el ciclo de 4 tiempos y avance de temporización incorporado.
Se requiere energía adicional para operar el sistema de inyección a medida que aumentan las velocidades y cargas del motor, pero el aumento es más compensado que en los motores de encendido por chispa. Los modernos motores diésel con sistemas de inyección electrónica utilizan una gran cantidad de electricidad para inyección.
4. Longevidad de motor diésel
La longevidad de un motor diésel generalmente es aproximadamente el doble que la de un motor de gasolina debido a la mayor resistencia de las piezas utilizadas.
5. Ventajas en la lubricación del motor
El combustible diésel tiene mejores propiedades de lubricación que la gasolina también. De hecho, en los inyectores unitarios, el combustible se emplea para tres fines distintos: lubricación del inyector, enfriamiento del inyector e inyección para la combustión.
Aunque los motores de encendido por chispa y sus sistemas de combustible no requieren tanta lubricidad, la mayor lubricidad del combustible diésel ayuda a proporcionar lubricación a la parte superior de los cilindros y anillos de pistón donde más se necesita para resistir el alto calor, las cargas y la fricción de compresión y combustión. Debido a que los combustibles diésel son en realidad aceites muy livianos, el exceso de combustible en los cilindros y la contaminación del aceite del cárter es tolerado más fácilmente por los motores diésel.
6. Es compatible con el biodiésel
El biodiésel es un combustible fácilmente sintetizado, no derivado del petróleo (a través de la transesterificación) que puede funcionar directamente en muchos motores diésel, mientras que los motores de gasolina necesitan adaptación para funcionar con combustibles sintéticos o usarlos como un aditivo a la gasolina (por ejemplo, etanol agregado a gasohol).
