El sistema M de MAN , también denominado proceso M y proceso de combustión M , es un sistema de inyección directa para motores diésel . En los motores con sistema M, el combustible se inyecta en las paredes de la cámara de combustión, que se encuentra únicamente dentro del pistón y tiene forma de esfera. El sistema M quedó obsoleto ante los sistemas de inyección de combustible modernos para motores diésel. Debido a sus particularidades, el sistema M solo se utilizó para aplicaciones estacionarias y motores de vehículos comerciales; nunca se han fabricado motores de turismos con este diseño. La letra M es una abreviatura de la palabra alemana Mittenkugelverfahren , [1] que significa proceso de combustión de esfera central .
A diferencia de los motores diésel convencionales, en los que el combustible se inyecta lo más lejos posible de las paredes de la cámara de combustión para obtener una mayor eficiencia, en los motores con sistema M, el combustible se inyecta en las paredes de la cámara de combustión. La cámara de combustión está ubicada dentro del cuenco del pistón y tiene forma de esfera. Por lo general, los motores con sistema M tienen inyectores de un solo chorro o de dos chorros. En combinación con la presión de inyección relativamente baja, esto da como resultado una fina película de combustible en las paredes de la cámara de combustión. Sin embargo, una pequeña porción del combustible se inyecta en el aire para iniciar la combustión, lo que aumenta la temperatura dentro del cilindro. La temperatura elevada hace que la película de combustible se vaporice y se queme. Los motores diésel convencionales mezclan aire y combustible durante la inyección creando una alta velocidad de combustible con alta presión de inyección. Sin embargo, en los motores con sistema M, la mezcla de aire y combustible tiene lugar después de la inyección. Debido a la baja velocidad del combustible que se vaporiza desde las paredes de la cámara de combustión, la velocidad del aire tiene que ser grande para lograr una alta velocidad relativa aire-combustible para ayudar a la mezcla. Por lo tanto, los motores con sistema M tienen puertos de admisión de remolino especiales. [2]
La idea de este principio de funcionamiento es crear una mezcla de aire y combustible más homogénea con una dispersión de aire y combustible más uniforme que en los motores diésel convencionales. Por lo tanto, los motores del sistema M tienen un uso relativamente bueno del aire y pueden funcionar con cargas pesadas sin generar hollín. Debido a la baja cantidad de combustible que se mezcla con el aire cuando comienza el encendido, el aumento de presión es bastante bajo, lo que da como resultado un bajo ruido de combustión. [2]
Los motores M-System sufren altas pérdidas de transferencia de calor y de flujo, lo que resulta en una menor eficiencia y, por lo tanto, en un mayor consumo de combustible. Además, las cargas térmicas tanto del pistón como de la culata son muy altas, lo que hace que los motores M-System no sean muy adecuados para la turboalimentación . Con carga media, los motores M-System emiten altos niveles de hidrocarburos . [2]
Los motores del sistema M tienen un consumo específico de combustible (b e ) de aproximadamente 156 g/PS·h (212 g/kW·h), [3] equivalente a una eficiencia de aproximadamente el 40 por ciento.
En los motores M-System, el combustible no está expuesto al calor durante la fase de inyección, lo que permite utilizar como combustibles no solo combustibles para motores diésel convencionales , sino también fracciones de petróleo con puntos de ebullición medios de 313 a 673 K, así como gasolina con no más de 86 RON . [4]
Una versión especial del sistema M, el sistema FM, fue diseñado para mejorar aún más las características multicombustible del sistema M. FM es una abreviatura de la palabra alemana Fremdzündungsmittenkugelverfahren , que significa proceso de combustión de esfera central de encendido por chispa . Los motores del sistema FM cuentan con encendido por chispa, pero aún mantienen características que son típicas de los motores diésel, como la formación de mezcla interna y el control de par de calidad. Por lo tanto, los motores FM no son motores diésel ni Otto; en cambio, funcionan con un proceso de combustión híbrido. En comparación con los motores del sistema M regulares, el comportamiento del escape es mejor. [2] Las bujías utilizadas para los motores del sistema FM están ubicadas en el lado opuesto de la boquilla de inyección y generalmente tienen dos electrodos de clavija paralela o tres electrodos de masa. [5]
Se dice que el ingeniero alemán Kurt Blume tuvo la idea del sistema M en 1940. En 1941, llevó su idea por primera vez al papel. [4] Después de la Segunda Guerra Mundial , J. Siegfried Meurer, entonces ingeniero de MAN , continuó el desarrollo del sistema M y lo preparó para la producción en serie. [6] Meurer obtuvo una patente (DBP 865683) sobre el sistema M en 1951. [7] Los primeros prototipos de motores del sistema M funcionaron en el banco de pruebas en 1954 y 1955. [8] El fabricante de Alemania del Este IFA adquirió una licencia para el sistema M y construyó el motor diésel 4 VD 14,5/12-1 SRW a partir de 1967, que es el motor con el mayor número de producción con sistema M. [9] A mediados de los años 1960, J. Böttger afirmó que los motores MAN M no funcionaban según el principio descrito en la patente de Meurer (DBP 865683), lo que dio lugar a una demanda de patentes. [10] Los motores del sistema FM se han utilizado desde finales de los años 1960 hasta mediados de los años 1980. [5]