Seguramente más de uno este contestando que sí, que el gasolina tiene más nervio, que el diésel consume menos… Todo eso es cierto, pero hoy vamos a intentar indagar un poco más, para intentar explicar las diferencias de funcionamiento que existe entre ambos.
Chispa VS Compresión
En los motores de combustión interna, el ciclo de explosión se produce por la inflamación de la mezcla de aire y combustible que se encuentra en el cuerpo del cilindro. Pero ¿por qué los motores de gasolina necesitan bujías y los diésel no?
Tanto el gasóleo como la gasolina tienen una temperatura a partir de la cual se inflaman, esta se conoce como temperatura de autoignición, y es ahí donde difiere el funcionamiento de ambos motores.
En las mecánicas diésel esta temperatura se consigue mediante compresión de aire. Durante el ciclo de admisión entra el aire a la cámara de explosión que será comprimido en el siguiente ciclo, esa compresión genera un aumento de temperatura del aire hasta pasar el valor de temperatura de autoignición. Es en ese momento cuando los inyectores meten el combustible a presión, de manera pulverizada para una mejor mezcla con el aire, y se produce la combustión del mismo.
En el caso de la gasolina sucede prácticamente al contrario, esta entra a la cámara conjuntamente con el aire (que en este caso se encuentra por debajo de la temperatura de autoignición). Por tanto en este caso el pistón empuja una mezcla de aire gasolina, la cual aumenta su presión, pero en ningún caso llega a alcanzar la temperatura de autoignición de la gasolina. Es aquí donde entra en juego la bujía, que genera la chispa encargada de prender las partículas de gasolina que están mezcladas con el aire.
Este vídeo muestra perfectamente la diferencia entre ambos sistemas.
Estas dos formas de funcionamiento nos llevan a otras dos diferencias entre ambos sistemas: los distintos ratios de presión a los que trabajan y el sistema que usan en la aceleración.
Peso pesado o Peso pluma
Como ya hemos visto los distintos tipos de combustibles exigen distintos ratios de presión de trabajo, esto influye en el modo en que los motores están diseñados.
Las amplias presiones a las que se someten los motores diésel exigen que estos sean mucho más robustos y pesados que las motorizaciones gasolina (que al no tener que alcanzar la temperatura de autoignición se quedan en niveles mucho inferiores y por tanto no requiere de paredes y piezas tan resistentes).
¿Qué pasa exactamente cuando pisas el acelerador?
Para ir poco a poco vamos a empezar por el más sencillo de ambos. ¿Qué pasa cuando pisamos el pedal del acelerador de un vehículo diésel? En este caso la repuesta es sencilla, los motores diésel varían su potencia variando la proporción aire-combustible que entra a la cámara de combustión. Bien, pues pisando el pedal lo que conseguimos es aumentar la cantidad de gasóleo que entra a través de los inyectores, es decir más proporción de gasóleo en aire se traduce en más potencia.
En el caso de los motores gasolina, funciona de una manera un poco más difícil de entender/explicar ya que metemos en juego un concepto que no existe en los motores diésel, el cuerpo de aceleración.
Viendo este vídeo se entiende mucho mejor
Y aquí el sistema completo de admisión
Freno motor
La última diferencia que vamos a explicar es cómo el motor contribuye a que el vehículo disminuya su velocidad, y lo cierto es que esto tampoco funciona igual en los motores de gasolina que en los diésel.
En el caso de los motores gasolina, el freno motor lo produce el sistema de admisión de aire (no confundir con el freno motor que ejercemos con la caja de cambios). Cuando dejamos de actuar sobre el pedal de aceleración la llave de mariposa cierra el flujo de aire, en ese momento deja de entrar aire en la cámara de combustión y se genera vacío. La fuerza que tiene que hacer el pistón para generar ese vacío es la energía que se consigue de frenado.
En el caso de los vehículos de gasoil, y dado que no tienen cuerpo de aceleración, no es posible cerrar el flujo de aire para generar ese vacío. El proceso natural sería el siguiente: se abren las válvulas y entra aire, se cierran las válvulas y se comprime el aire, cuando el pistón llega al punto muerto superior comienza su bajada ayudado por la presión del aire comprimido. De esta manera apenas habría pérdida de energía.
¿Por qué los motores diésel ofrecen un consumo mucho más bajo que un equivalente de gasolina?
Dado que en la compresión del motor diésel sólo interviene el aire, se puede conseguir una buena relación de compresión sin riesgo de la temida auto-ignición. En un motor de gasolina con mezcla, una relación de compresión tan alta no es posible sin riesgo de detonación prematura.
La razón por la que un coche diésel ofrece una mejor economía tiene que ver con la relación de compresión. Cuanto mayor sea la relación de compresión, mejor es la eficiencia del ciclo.
La relación de compresión de un motor se refiere al grado en que los gases se pueden comprimir en el cilindro del motor. Una alta relación de compresión es lo que más anelan los ingenieros ya que gracias a ella se crea una mayor temperatura, una mayor evaporación y la mezcla se aire y combustible es más homogénea.
Un motor con una alta relación de compresión permite una mayor potencia y un menor consumo de combustible.
Los motores diésel pueden llegar a relaciones de compresión muy altas de entre 14: 1 y 23: 1.
En un motor de gasolina, el combustible y el aire se encuentran en el motor al mismo tiempo y esto limita la compresión debido en parte a que la gasolina inflama a menor temperatura.
Las relaciones de compresión en los coches por lo general oscilan entre 7: 1 a 10: 1.
La composición que existe entre la composición de los combustibles también tiene que ver con las diferencias de eficiencias.
Como combustible, el diésel es más pesado que la gasolina. Esto se debe a que las cadenas de hidrógeno y carbono que componen estos combustibles son más largos y pesados en el diésel, que tiene el 17% de estos átomos más que la gasolina.
La evolución de las mecánicas acabará con las diferencias: El futuro es la modularidad
Lo que pretenden algunos fabricantes es emplear el mayor número posible de piezas repetidas en mecánicas diésel y mecánicas gasolina con el fin de ahorrar costes, mejorar precios y aumentar la flexibilidad. Con la nueva familia de motores Drive-E, Volvo ha diseñado unas mecánicas que reducen su complejidad mediante la aplicación de un enfoque modular y compacto.
Esto significa que ambas mecánicas (tanto diésel como gasolina) comparten una arquitectura común y pueden por lo tanto producirse en las mismas líneas de montaje.
