UT1.14 Ciclo Termodinámico Diesel (Ciclo Teórico)

 Suponiendo que el motor trabaja en condiciones ideales, el ciclo teórico de trabajo de un motor de diesel de cuatro tiempos se desarrolla de la siguiente manera:​

Punto O: Volumen VB (Cámara de combustión)

- Pistón en PMS.

- Cierre de la válvula de escape.

- Apertura de la válvula de admisión.

- P = Patm = 1bar. 

 Tramo E-A: 

Admisión del aire. Ningún trabajo requerido.

El pistón baja con la válvula de admisión abierta, aumentando la cantidad de aire en la cámara. Esto se modela como una expansión a presión constante (ya que al estar la válvula abierta la presión es igual a la exterior). En el diagrama PV aparece como la línea recta 0 → 1.

Punto A: Volumen VA (Cilindrada unitaria + Cámara combustión)

Cierre de la válvula de admisión con el pistón en PMI.

P = Patm = 1bar.

Tramo A-B:

Compresión adiabática de la mezcla. Trabajo negativo.

El pistón sube comprimiendo el aire dentro del cilindro. Dada la velocidad del proceso se supone que el aire no tiene posibilidad de intercambiar calor con el ambiente, por lo que el proceso es adiabático. Se modela como la curva adiabática 1→2, aunque en realidad no lo es por la presencia de factores irreversibles como la fricción.

Punto B:

Inicio de la inyección (pulverización del combustible) con el pistón en PMS.

P máxima = entre 70 y 90bar.

Tramo B-C:

Inyección del combustible a presión constante al aumentar el volumen con el descenso del pistón hacia PMI. Combustión isobara.

Con el pistón en su punto más alto, el inyector pulveriza el combustible. El calor generado en la combustión calienta bruscamente el aire, que incrementa su temperatura y aumentando el volumen ya que al pistón empieza a bajar. Esto se representa por una isobara 2→3. 

Punto C:

Final de la inyección y por lo tanto de la combustión.

Tramo C-D:

Expansión de los gases. Trabajo positivo.

La alta temperatura del gas empuja al pistón hacia abajo, realizando trabajo sobre él. De nuevo, por ser un proceso muy rápido se aproxima por una curva adiabática reversible 3→4.

Punto D:

Pistón en PMI. P = 5bar.

Apertura de la válvula de escape.

Tramo D-A:

Caída de presión instantánea e isocora.

Se abre la válvula de escape y la presión se iguala a la del exterior. Además el gas sale al exterior, empujado por el pistón a una temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla fría en la siguiente admisión. Este enfriamiento ocurre en dos fases. Cuando el pistón está en su punto más bajo, el volumen permanece aproximadamente constante y tenemos la isócora 4→1.

Punto A:

P = Patm.

Tramo A-E:

Escape de los gases quemados. Ningún trabajo requerido.

Cuando el pistón empuja el aire hacia el exterior, con la válvula abierta, empleamos la isobara A→E, cerrando el ciclo.