Os motores a diesel têm várias vantagens sobre outros motores de combustão interna:
1. Vantagens relacionadas ao combustível do motor diesel
O combustível do motor diesel tem uma densidade de energia mais alta e um volume menor de combustível é necessário para realizar uma determinada quantidade de trabalho.
Os motores a diesel injetam combustível diretamente na câmara de combustão, não têm restrições de admissão de ar além dos filtros de ar e tubos de admissão e não têm vácuo no coletor de admissão para adicionar carga parasita e perdas da bomba ao empurrar os pistões para baixo contra o vácuo do sistema de admissão. O enchimento do cilindro com ar atmosférico é auxiliado e a eficiência volumétrica é aumentada pelo mesmo motivo.
Combustíveis de motor diesel mais pesados, como o óleo diesel, têm índices de cetano mais altos e índices de octanagem mais baixos, resultando em uma tendência maior de inflamar espontaneamente e queimar completamente nos cilindros quando injetados. As taxas de compressão aumentadas criam temperaturas mais altas na câmara de combustão para inflamar o combustível injetado.
Taxas de compressão mais altas aumentam as perdas por bombeamento, pois mais trabalho é necessário para comprimir o ar de admissão a um volume menor, mas os aumentos nas perdas por bombeamento são compensados por uma maior potência e eficiência.
As taxas de compressão aumentadas em motores de ignição positiva requerem combustíveis com mais octanas do que os motores a diesel. Os motores Otto são mais difíceis de dar partida e queimar completamente e / ou tempo de ignição avançado para evitar pré-ignição, batidas e perdas de desempenho resultantes e danos ao motor.
O combustível do motor de ignição por compressão é destilado diretamente do petróleo. A destilação produz alguma gasolina, mas o desempenho seria inadequado sem a reforma catalítica, que é um processo mais caro.
Embora o óleo diesel seja queimado ao ar livre com um pavio, ele não liberará uma grande quantidade de vapor inflamável que poderia causar uma explosão. A baixa pressão de vapor do diesel é especialmente vantajosa em aplicações marítimas, onde o acúmulo de misturas explosivas de combustível e ar é um perigo particular. Pelo mesmo motivo, os motores a diesel são imunes ao bloqueio de vapor.
Para qualquer carga parcial, a eficiência de combustível (massa queimada por energia produzida) de um motor a diesel permanece quase constante, ao contrário dos motores a gasolina e turbina que usam proporcionalmente mais combustível com saídas de potência parciais.
2. Melhor eficiência do motor diesel
Devido às diferenças acima nos combustíveis diesel em comparação com a gasolina e outros combustíveis de ignição comandada, os motores a diesel têm uma eficiência termodinâmica mais alta, com uma eficiência térmica de 45% em comparação com cerca de 30% para os motores de ignição por centelha. Os motores a gasolina são tipicamente 30% eficientes, enquanto os motores a diesel podem converter mais de 45% da energia do combustível em energia mecânica (veja o ciclo de Carnot para uma explicação mais detalhada).
3. Não requer um sistema elétrico para funcionar
Os motores a diesel não possuem sistema de ignição elétrica de alta tensão ou vela de ignição, resultando em alta confiabilidade e fácil adaptação a ambientes úmidos. A ausência de bobinas, cabos de vela de ignição, etc., também elimina uma fonte de emissões de radiofrequência que pode interferir nos equipamentos de navegação e comunicação, o que é especialmente importante em aplicações marítimas e de aviação, e para evitar a interferência com radiotelescópios.
A falta de um sistema de ignição elétrica no motor de ignição por compressão também reduz a carga parasitária no motor, pois o motor não precisa produzir a eletricidade necessária para acender o combustível. Uma quantidade significativa de eletricidade é necessária para um sistema de ignição comandada e, à medida que as velocidades e cargas do motor aumentam, o sistema de ignição consome proporcionalmente mais eletricidade, enquanto se torna menos eficiente.
Uma pressão mais alta do cilindro requer uma faísca "mais quente" com mais corrente para superar a pressão e preencher a lacuna entre o eletrodo e o eletrodo na vela de ignição. As velocidades e cargas do motor aumentadas também exigem que a faísca ocorra mais rapidamente, resultando em cargas e demandas adicionais no sistema elétrico e no aumento da potência do motor para atendê-las.
À medida que as velocidades e cargas do motor diesel aumentam, as temperaturas mais altas do cilindro após a compressão da carga de admissão resultam em maior eficiência de injeção e ignição devido ao aumento da atomização do combustível. Independentemente do projeto do sistema de combustível, um sistema de injeção mecânica de combustível e rápido aumento na pressão e fluxo de combustível resultarão na pressão de abertura do bico de injeção sendo alcançada mais rapidamente e também mais cedo no ciclo de combustível. 4 vezes e avanço de sincronização integrado.
Energia adicional é necessária para operar o sistema de injeção conforme as velocidades e cargas do motor aumentam, mas o aumento é mais compensado do que nos motores de ignição positiva. Os motores diesel modernos com sistemas de injeção eletrônica usam uma grande quantidade de eletricidade para injeção.
4. Longevidade do motor diesel
A longevidade de um motor diesel é geralmente cerca de duas vezes maior que a de um motor a gasolina devido à maior resistência das peças utilizadas.
5. Vantagens na lubrificação do motor
O óleo diesel também tem melhores propriedades de lubrificação do que a gasolina. Na verdade, em unidades injetoras, o combustível é usado para três finalidades diferentes: lubrificação do injetor, resfriamento do injetor e injeção para combustão.
Embora os motores de ignição comandada e seus sistemas de combustível não exijam tanta lubricidade, a maior lubrificação do combustível diesel ajuda a fornecer lubrificação para os topos dos cilindros e anéis de pistão, onde é mais necessário para suportar alto calor, cargas e fricção de compressão e combustão. Como os combustíveis diesel são, na verdade, óleos muito leves, o excesso de combustível nos cilindros e a contaminação do óleo do cárter são mais facilmente tolerados pelos motores a diesel.
6. É compatível com biodiesel
O biodiesel é um combustível não derivado do petróleo facilmente sintetizado (por meio de transesterificação) que pode funcionar diretamente em muitos motores a diesel, enquanto os motores a gasolina precisam de adaptação para funcionar com combustíveis sintéticos ou usá-los como aditivo à gasolina (por exemplo, etanol adicionado ao álcool )
