A diferencia del motor de gasolina, en el que la combustión de la mezcla tiene lugar por la expansión de un frente de llama provocado por una chispa, en el motor Diesel se produce de forma espontánea cuando el combustible inyectado se inflama, a consecuencia de la alta presión y temperatura existente en la cámara. Esto hace innecesaria la existencia de un sistema de encendido y supone interesantes ventajas en lo que al rendimiento termodinámico se refiere, pero también implica una serie de inconvenientes.
En primer lugar, el repentino aumento de la presión en el interior del cilindro, provocado por la rápida combustión del gasóleo, se hace sentir en el exterior de un modo más acusado que en un motor de gasolina en forma de ruidos y vibraciones.
Por otro lado, la heterogeneidad de la composición de la mezcla en el interior de la cámara de combustión de un motor diesel genera no pocos problemas a la hora de controlar sus emisiones contaminantes. En el momento de la inyección pueden distinguirse tres regiones en el interior del cilindro: una, en las proximidades del inyector, donde la concentración de combustible es comparativamente alta. Esto puede provocar que, si la turbulencia generada no es lo suficientemente intensa, no exista alrededor del gasóleo la cantidad necesaria de oxígeno para completar su combustión. Esto da lugar a la formación de pequeños residuos sólidos (cadenas de hidrocarburos inquemados) que se aprecian desde el exterior como el típico humo negro que expulsan los Diesel por el escape durante una fuerte aceleración o si están fríos.
Por el contrario, en las zonas más alejadas del inyector, la concentración de combustible resulta baja. El exceso de oxígeno y la temperatura muy alta provocan la aparición de importantes cantidades de óxidos de nitrógeno. El óxido de nitrógeno no es un producto de la combustión del gasóleo.
Entre ambas zonas se intercala una tercera región que constituye una transición entre las dos primeras. En ella, la que la relación aire-combustible está próxima a la estequiométrica y la combustión se produce en unas condiciones cercanas a las ideales.
Una forma de reducir las emisiones contaminantes es tratar de extender esta región intermedia; y una forma de conseguirlo es fragmentar la inyección en varias etapas. Por una parte, la concentración de combustible en las cercanías del inyector resulta menor, con lo que se limita la emisión de inquemados. Por otra, al prolongar el periodo de inyección, se consigue que la composición en las regiones más alejadas del inyector resulte más homogénea y cercana a la estequiométrica, con lo que el oxígeno se emplea en la combustión antes de que pueda formar una cantidad importante de óxidos de nitrógeno.
Finalmente, al evitar que todo el combustible sea quemado en un lapso de tiempo muy reducido, se consigue que la presión en el interior de la cámara de combustión resulte más estable, lo que reduce ruido y vibraciones.
Siguiendo estas pautas, el Multijet de Fiat puede repartir la inyección de la mayor parte del combustible en tres etapas, dos de ellas producidas ligeramente antes de que el pistón alcance el punto muerto superior, y la tercera cuando lo ha sobrepasado. Puede haber dos inyecciones más separadas del PMS: primero, una inyección piloto previa (introducida con el Unijet) y que tiene como objetivo preparar la cámara de combustión para recibir la inyección principal: Segundo, una inyección retardada cuando el pistón ha sobrepasado la mitad de su carrera descendente, para mantener alta la temperatura de los gases de escape con el fin de mejorar el tratamiento que estos reciben en el catalizador de oxidación.
La postinyeccion también es conveniente para sacar partido al llamado 1catalizador trampa» o «DeNox», que almacena óxidos de nitrógeno. Este catalizador requiere una limpieza periódica para eliminar los óxidos de nitrógeno que almacena, algo se puede lograr con una postinyección. |