Quando você puxa um carro ou caminhão para um posto de gasolina, não importa que tipo de combustível o veículo consome, você não pode deixar de notar que o combustível diesel é quase sempre uma opção. Se o seu próprio veículo funciona com gasolina sem chumbo padrão, você pode se perguntar por que outros não o fazem. O que torna o combustível diesel especial? Se ele tem propriedades de "elite", por que nem todos os carros o usam?
Essas questões levam a consultas que são menos sobre o combustível diesel em si e mais sobre o motor diesel, e por que o desenvolvimento da bomba injetora de diesel no final dos anos 1800 representou um salto tecnológico frente. A ideia principal a ter em mente ao ler é que os motores a diesel usam compressão física em vez de uma faísca de ignição real para fazer o combustível quente o suficiente para queimar.
Como os motores a diesel são diferentes?
Acender algo em chamas, fervê-lo ou "detoná-lo" em um forno de micro-ondas são maneiras óbvias de aumentar o conteúdo de calor desse objeto. Mas não é tão intuitivo que aumentar muito a pressão de um gás sem permitir que o calor entre ou saia possa elevar drasticamente a temperatura da câmara.
Em um motor a diesel, o ar é comprimido em cerca de 1/15 a 1/20 de seu volume normal, pouco antes de o combustível diesel ser injetado, ou bombeado, no motor. A mistura ar-combustível fica quente o suficiente para queimar, impulsionando a expansão do cilindro (pistão) no motor. Assim como durante a fase de compressão de ar, não há transferência de calor para dentro ou para fora do motor; que ocorre apenas durante a fase de exaustão.
A bomba de combustível diesel
O sistema de injeção de combustível em um motor a diesel consiste em um bomba de injeção, uma linha de combustível e um bocal (também chamado de injetor). Quando o ar é comprimido, a pressão dentro do cilindro sobe brevemente para 400 a 600 libras por polegada quadrada (atmosfera normal pressão é inferior a 15 psi), levando as temperaturas internas na faixa de 800 graus Fahrenheit a 1.200 F (430 graus Celsius para 650 C).
Um motor a diesel apresenta os mesmos ciclos e disposição física de um motor a gasolina; é o processo de ignição, não a estrutura, que os diferencia. Em geral, eles são mais confiáveis, geram mais energia por quilograma de combustível e são mais eficientes em geral; o combustível diesel também apresenta menos risco de incêndio.
Os motores a diesel apresentam desvantagens em comparação com seus homólogos convencionais a gasolina. Eles devem ser de construção mais resistente devido às altas pressões incorridas durante a fase de compressão do ar, que apresenta um desafio de engenharia e um produto mais caro. Além disso, as altas pressões podem dificultar a partida dos motores a diesel.
O ciclo do motor diesel
O motor diesel passa por um ciclo de quatro etapas para completar um movimento de compressão-expansão de um pistão. O primeiro deles é a etapa de compressão de ar; como a mesma quantidade de calor é mantida em um espaço que diminui rapidamente, aumenta a pressão e a temperatura. Na segunda fase (ignição), a pressão permanece constante à medida que o volume começa a se expandir.
Durante a terceira fase, chamada de curso de potência, o volume e a pressão diminuem conforme o motor trabalhos, em última análise, alimentando o carro. Finalmente, na fase de exaustão, o volume permanece constante em seu nível mais alto, e então o ciclo começa novamente quando o ar é aspirado para compressão na primeira fase.
Combustível diesel
O combustível para motores a diesel é mais pesado do que a gasolina, porque é feito dos resíduos do petróleo bruto, em oposição aos subprodutos mais voláteis que resultam na formação da gasolina. Como o gás normal, ele vem em vários graus que podem ser ajustados às necessidades de motores específicos.
Usar o combustível diesel incorreto pode causar problemas operacionais, desde uma partida ruim até "batidas e ping" e exaustão excessivamente enfumaçada.