CICLOS DE TURBINA A GAS

Una turbina de gas, es unaturbo mquinamotora, cuyofluidode trabajo es ungas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas de gas son turbo mquinas trmicas. Comnmente se habla de las turbinas de gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus caractersticas de diseo son diferentes, y, cuando en estos trminos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores s.Las turbinas de gas son usadas en losciclos de potenciacomo elciclo Braytony en algunosciclos de refrigeracin. Es comn en el lenguaje cotidiano referirse a los motores de los aviones como turbinas, pero esto es un error conceptual, ya que stos sonturborreactoreslos cuales son mquinas que, entre otras cosas, contienen una turbina de gas.La operacin bsica de la turbina de gas es similar a la mquina de vapor, excepto que en lugar de agua se usa el aire. El aire fresco de la atmsfera fluye a travs de un compresor que lo eleva a una alta presin. Luego se aade energa dispersando combustible en el mismo y quemndolo de modo que la combustin genera un flujo de alta temperatura. Este gas de alta temperatura y presin entra a una turbina, donde se expande disminuyendo hasta la presin de salida, produciendo el movimiento del eje durante el proceso. El trabajo de este eje de la turbina es mover el compresor y otros dispositivos como generadores elctricos que pueden estar acoplados. La energa que no se usa para el trabajo sale en forma de gases, por lo cual tendrn o una alta temperatura o una alta velocidad. El propsito de la turbina determina el diseo que maximiza esta forma de energa. Las turbinas de gas se usan para dar potencia a aeronaves, trenes, barcos, generadores elctricos, e incluso tanques.El rendimiento del ciclo de Brayton de aire normal se encuentra como sigue.

Sin embargo notamos que,

El rendimiento del ciclo de Brayton de aire normal es, por lo tanto, unafuncinde la relacin isotrpica de presin. El rendimiento aumenta con la relacin de presin, y esto es evidente en eldiagramaT-s ya que al ir aumentando la relacin de presin, se cambiar el ciclo de 1-2-3-4-1 a 1-2-3-4-1. El ltimo ciclo tiene mayor suministro de calor y la misma cantidad de calor cedido, que el ciclo original, y por tanto, tiene mayor rendimiento; advierta, sin embargo, que el ltimo ciclo tiene una temperatura mxima (T3) ms alta que la del ciclo (T3). En la turbina de gas real, la temperatura mxima del gas que entra a la turbina es determinada por consideraciones metalrgicas. Por lo tanto si fijamos la temperatura T3 y aumentamos la relacin de presin, el ciclo resultante es 1-2-3-4-1. Este ciclo tendr un rendimiento ms alto que el del ciclo original, pero, de esta manera, cambiael trabajopor kilogramo de substancia detrabajo.Con el advenimiento de los reactores nucleares, el ciclo cerrado de la turbina de gas ha cobrado gran importancia. El calor se transmite ya sea directamente o a travs de un segundo fluido, del combustible en el reactor nuclear a la substancia detrabajoen la turbina de gas; el calor es cedido de la substancia detrabajoal medio exterior.La turbina de gas real, difiere principalmente del ciclo ideal a causa de las irreversibilidades en el compresor y en la turbina y debido al descenso de presin en los pasos de flujo y en la cmara de combustin (o en el cambiador de calor en una turbina de ciclo cerrado). Los rendimientos de l compresor y de la turbina estn definidos en relacin a losprocesosisentrpicos. Los rendimientos son los siguientes:

CICLO DE UNA TURBINA DE GAS SIMPLEMENTE CON REGENERADOREl rendimiento del ciclo de una turbina de gas, puede mejorarse con la adicin de un regenerador. Se puede observar el ciclo en la grfica siguiente:

Observe como el intercambiador de calor utiliza la energa en forma de calor de los gases de escape para calentar el aire de entrada a la cmara de combustin.Note que el ciclo 1-2x3-4-y -1, la temperatura de los gases que salen de la turbina enel estado4, es ms alta que la temperatura de los gases que salen del compresor: por lo tanto puede transmitirse calor de los gases de salida a los gases de alta presin que salen del compresor; si esto se realiza en un intercambiador de calor de contracorriente, conocido como regenerador, la temperatura de los gases que salen del regenerador Tx pueden tener en el caso ideal, una temperatura igual a T4, es decir, la temperatura de los gases de salida de la turbina. En este caso la transmisin de calor de la fuente externa slo es necesaria para elevar la temperatura desde Tx hasta T3 y esta transmisin de calor est representada por el rea x-3-d-b-x; el rea y-1-a-c-y y representa el calor cedido.La influencia de la relacin de presin en el ciclo simple de una turbina de gas con regenerador, se ve al considerar el ciclo 1-2-3-4-1; en este ciclo, la temperatura de los gases de salida de la turbina es exactamente igual a la temperatura de los gases que salen del compresor; por lo tanto, aqu no hay posibilidad de utilizar un regenerador. Esto puede verse mejor al determinar el rendimiento del ciclo de gas ideal de la turbina con regenerador.El rendimiento de este ciclo con regeneracin se encuentra como sigue, donde los estados son:

Pero para el regenerador ideal, T4 = Tx y por lo tanto qH = wt; de donde,

Vemos, as, que para el ciclo ideal con regeneracin el rendimiento trmico depende no slo de la relacin de presin, sino tambin de la relacin de la mnima a la mxima temperaturas. Tambin notamos que, en contraste con el ciclo de Brayton, el rendimiento disminuye al aumentar la relacin de presin. El rendimiento trmico contra la relacin de presin, para este ciclo.

La efectividad o rendimiento de un regenerador est dada por el trmino rendimiento del regenerador; Elestadox representa a los gases de alta presin que salen del regenerador. En el regenerador ideal habra una diferencia infinitesimal de temperaturas entre los dos flujos y los de alta presin saldran del regenerador a la temperatura Tx pero T3 = T4. En el regenerador real que debe operar a una diferencia de temperaturas finita Tx y, por lo tanto, la temperatura real que sale del regenerador, es menor que Tx. El rendimiento del regenerador se define como,

Si suponemos el calor que el calor especfico es constante, el rendimiento del regenerador tambin est dado por la relacin

CICLOS DE TURBINA VAPOR

El ciclo Rankine es un ciclo de potencia representativo del proceso termodinmico que tiene lugar en unacentral trmicade vapor. Utiliza un fluido de trabajo que alternativamente evapora y condensa, tpicamente agua (si bien existen otros tipos de sustancias que pueden ser utilizados, como en los ciclos Rankine orgnicos). Mediante la quema de un combustible, el vapor de agua es producido en una caldera a alta presin para luego ser llevado a una turbina donde se expande para generar trabajo mecnico en su eje (este eje, solidariamente unido al de un generador elctrico, es el que generar la electricidad en la central trmica). El vapor de baja presin que sale de la turbina se introduce en un condensador, equipo donde el vapor condensa y cambia al estado lquido (habitualmente el calor es evacuado mediante una corriente de refrigeracin procedente del mar, de un ro o de un lago). Posteriormente, una bomba se encarga de aumentar la presin del fluido en fase lquida para volver a introducirlo nuevamente en la caldera, cerrando de esta manera el ciclo.Existen algunas mejoras al ciclo descrito que permiten mejorar su eficiencia, como por ejemplo sobrecalentamiento del vapor a la entrada de la turbina, recalentamiento entre etapas de turbina o regeneracin del agua de alimentacin a caldera.Existen tambin centrales alimentadas mediante energa solar trmica (centrales termosolares), en cuyo caso la caldera es sustituida por un campo de colectores cilindro-parablicos o un sistema de helistatos y torre. Adems este tipo de centrales poseen un sistema de almacenamiento trmico, habitualmente de sales fundidas. El resto del ciclo, as como de los equipos que lo implementan, seran los mismos que se utilizan en una central trmica de vapor convencional.

Diagrama T-s del ciclo

El diagramaT-Sde un ciclo de Rankine con vapor de alta presin sobrecalentado.

El diagrama T-s de un ciclo Rankine ideal est formado por cuatro procesos: dos isotrpicos y dos isobricos. La bomba y la turbina son los equipos que operan segn procesos isotrpicos (adiabticos e internamente reversibles). La caldera y el condensador operan sin prdidas de carga y por tanto sin cadas de presin. Los estados principales del ciclo quedan definidos por los nmeros del 1 al 4 en el diagrama T-s (1: vapor sobrecalentado; 2: mezcla bifsica de ttulo elevado o vapor hmedo; 3: lquido saturado; 4: lquido su enfriado). Los procesos que tenemos son los siguientes para el ciclo ideal (procesos internamente reversibles): Proceso 1-2: Expansin isoentrpica del fluido de trabajo en la turbina desde la presin de la caldera hasta la presin del condensador. Se realiza en una turbina de vapor y se genera potencia en el eje de la misma. Proceso 2-3: Transmisin de calor a presin constante desde el fluido de trabajo hacia el circuito de refrigeracin, de forma que el fluido de trabajo alcanza el estado de lquido saturado. Se realiza en un condensador (intercambiador de calor), idealmente sin prdidas de carga. Proceso 3-4: Compresin isoentrpica del fluido de trabajo en fase lquida mediante una bomba, lo cual implica un consumo de potencia. Se aumenta la presin del fluido de trabajo hasta el valor de presin en caldera. Proceso 4-1: Transmisin de calor hacia el fluido de trabajo a presin constante en la caldera. En un primer tramo del proceso el fluido de trabajo se calienta hasta la temperatura de saturacin, luego tiene lugar el cambio de fase lquido-vapor y finalmente se obtiene vapor sobrecalentado. Este vapor sobrecalentado de alta presin es el utilizado por la turbina para generar la potencia del ciclo (la potencia neta del ciclo se obtiene realmente descontando la consumida por la bomba, pero sta suele ser muy pequea en comparacin y suele despreciarse).En un ciclo ms realista que el ciclo Rankine ideal descrito, los procesos en la bomba y en la turbina no seran isotrpicos y el condensador y la caldera presentaran prdidas de carga. Todo ello generara una reduccin del rendimiento trmico del ciclo. El rendimiento isotrpico de la turbina, que representa el grado de alejamiento de una turbina respecto al proceso ideal isotrpico, jugara un papel principal en las desviaciones al ciclo ideal y en la reduccin del rendimiento. El rendimiento isotrpico de la bomba y las prdidas de carga en el condensador y la caldera tendran una influencia mucho menor sobre la reduccin de rendimiento del ciclo.En las centrales trmicas de gas se utiliza un ciclo "hermano" del ciclo Rankine ideal: elciclo Braytonideal. Este ciclo utiliza un fluido de trabajo que se mantiene en estado de gas durante todo el ciclo (no hay condensacin). Adems utiliza un compresor en lugar de una bomba (constructivamente suele ir solidariamente unida a la turbina de gas en un eje comn); por otro lado, el equipo donde se produce la combustin no se denomina caldera sino cmara de combustin o combusto. Los equipos utilizados en estas instalaciones son ms compactos que los de las centrales trmicas de vapor y utilizan como combustible habitual el gas natural. Finalmente ambos tipos de ciclos se integran en las centrales trmicas deciclo combinado, donde el calor rechazado por el ciclo Brayton (en su configuracin ms simple, aportada por los gases calientes de la combustin que abandonan la turbina de gas) es utilizado para alimentar el ciclo Rankine (sustituyendo a la caldera).Dnde:Potencia trmica de entrada (energa por unidad de tiempo)

Caudal msico (masa por unidad de tiempo)

Potencia mecnica suministrada o absorbida (energa por unidad de tiempo)

Rendimiento trmico del ciclo (relacin entre la potencia generada por el ciclo y la potencia trmica suministrada en la caldera, adimensional)

,,,Entalpas especficas de los estados principales del ciclo

Cada una de las cuatro primeras ecuaciones se obtiene del balance de energa y del balance de masa para un volumen de control. La quinta ecuacin describe la eficiencia termodinmica orendimiento trmicodel ciclo y se define como la relacin entre la potencia de salida con respecto a la potencia trmica de entrada.

Se puede hacer un balance energtico en el condensador y la caldera, lo que nos permite conocer los flujos msicos de refrigerante y gasto de combustible respectivamente, as como el balance entrpico para poder sacar la irreversibilidad del ciclo y energa perdida.

CRIOGENIA

Lacriogeniaes el conjunto de tcnicas utilizadas para enfriar un material a la temperatura de ebullicin delnitrgenoo a temperaturas an ms bajas. La temperatura de ebullicin del nitrgeno, es decir 77,36K(o lo que es lo mismo 195,79C) se alcanza sumergiendo a una muestra ennitrgeno lquido. El uso deheliolquido en lugar de nitrgeno permite alcanzar la temperatura de ebullicin de ste, que es de 4,22 K (268,93C).La criogenia es ampliamente utilizada en tecnologas que dependen de lasuperconductividad, pues todos lossuperconductoresconocidos lo son slo a bajas temperaturas (latemperatura crtica superconductorams alta registrada hasta la fecha, a presin ambiente, est en torno a los 135K(138,15C), pero generalmente son mucho ms bajas). Por ejemplo, los aparatos de resonanciautilizados en medicina dependen de tcnicas criognicas para mantener la temperatura de losimanes superconductoresque albergan.Mediante el uso de tcnicas ms avanzadas es posible alcanzar temperaturas an ms cercanas al cero absoluto (del orden de la milsima dekelvin):refrigeradores de diluciny des magnetizacin adiabtica. Tales tcnicas tienen su principal aplicacin en el campo de la investigacin, pues a temperaturas suficientemente bajas los efectos de lamecnica cunticase hacen notar en cuerposmacroscpicos.Con frecuencia se denomina errneamente criogenia a lacrinicao crio preservacin, que es el conjunto de tcnicas utilizadas para preservar, utilizando muy bajas temperaturas, personas legalmente muertas, o animales, para una posible reanimacin, cuando la ciencia y latecnologa futurapuedan remediar toda enfermedad y revertir el dao debido al proceso de crio preservacin.En los Estados Unidos ya existen compaas, como laAlcor, que se dedican a la crio preservacin de cuerpos o cabezas humanas por las que han pagado sus dueos o familiares, optando por la conservacin de la base biolgica, para luego, en tiempos donde el conocimiento cientfico sea el adecuado, los encargados de estas compaas los hagan "volver a funcionar" por mtodos mecnicos o cibernticos. Los encargados de estas compaas dedicadas a la crinica se comprometen ante la ley y los propios consumidores a cumplir los requisitos de los acuerdos iniciales.

CAPACIDAD CALORIFICALacapacidad calorficade un cuerpo es el cociente entre la cantidad deenerga calorfica transferidaa un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. En una forma ms rigurosa, es la energa necesaria para aumentar la temperatura de una determinada sustancia en una unidad de temperatura.1Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como una medida deinercia trmica. Es unapropiedad extensiva, ya que su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino tambin de la cantidad de materia del cuerpo o sistema; por ello, es caracterstica de un cuerpo o sistema particular. Por ejemplo, la capacidad calorfica del agua de una piscina olmpica ser mayor que la de un vaso de agua. En general, la capacidad calorfica depende adems de la temperatura y de la presin.La capacidad calorfica no debe ser confundida con la capacidad calorfica especfica ocalor especfico, el cual es lapropiedad intensivaque se refiere a la capacidad de un cuerpo para almacenarcalor,2y es el cociente entre la capacidad calorfica y la masa del objeto. El calor especfico es una propiedad caracterstica de las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorfica.Para medir la capacidad calorfica bajo unas determinadas condiciones es necesario comparar el calor absorbido por una sustancia (o un sistema) con el incremento de temperatura resultante. La capacidad calorfica viene dada por:

DONDE: Ces lacapacidad calorfica, que en general ser funcin de las variables de estado. es elcalorabsorbido por el sistema. la variacin detemperatura

Se mide en unidades delSIjuliosporkelvin(J/K) (o tambin encal/C).La capacidad calorfica (C) de un sistema fsico depende de la cantidad de sustancia o masa de dicho sistema. Para un sistema formado por una sola sustancia homognea se define adems elcalor especficoo capacidad calorfica especficaca partir de la relacin:

DONDE: Ces la capacidad calorfica del cuerpo o sistema ces el calor especfico o capacidad calorfica especfica mlamasade sustancia consideradaDe las anteriores relaciones es fcil inferir que al aumentar la masa de una sustancia, se aumenta su capacidad calorfica ya que aumenta lainercia trmica, y con ello aumenta la dificultad de la sustancia para variar su temperatura. Un ejemplo de esto se puede apreciar en las ciudades costeras donde el mar acta como un gran termostato regulando las variaciones de temperatura.Planteamiento formal de capacidad calorfica

Sea un sistema termodinmico en el estado. Se define la capacidad calorficaasociada a un proceso cuasi esttico elementalque parte dey finaliza en el estadocomo el lmite del cociente entre la cantidad de calorabsorbido por el sistema y el incremento de temperaturaque experimenta cuando el estado finaltiende a confundirse con el inicial.

Donde, es una curva parame trizada mediante la temperatura, que representa el camino seguido en elespacio fsicodurante el procesoc. La capacidad calorfica es, de este modo, una variable termodinmica y est perfectamente definida en cada estado de equilibrio del sistema (el signoindica que no una funcin Q cuya diferencial sea precisamente, es decir, se trata de1-formano exacta).La capacidad calorfica de los slidos y gases depende, de acuerdo con el teorema deequiparticin de la energa, del nmero degrados de libertadque tiene una molcula, como se explicar a continuacin.

Gas monoatmicoUn gas monoatmico, como por ejemplo lo son los gases nobles, tiene molculas formadas por un slo tomo. Eso hace que la energa de rotacin, al ser la molcula casi puntual, pueda despreciarse. As en los gases monoatmicos la energa total est prcticamente toda en forma de energa cintica de traslacin. Como el espacio es tridimensional y existen tres grados de libertad de tralacin eso conduce de acuerdo con elteorema de equiparticina que laenerga internatotalUde un gas ideal monoatmico y su capacidad calorficaCVvengan dadas por:

DONDE:Tes latemperatura absolutaNes el nmero de molculas de gas dentro del sistema que estudiamosnel nmero de molesklaconstante de BoltzmannRlaconstante universal de los gases idealesAs elcalor especfico molarde un gas ideal monoatmico es simplementecv= 3R/2 ocp= 5R/2. Los gases monoatmicos reales tambin cumplen las anteriores igualdades aunque de modo aproximado.

Gas diatmicoEn un gas diatnico la energa total puede encontrarse en forma de energa cintica de traslacin y tambin en forma de energa cintica de rotacin, eso hace que los gases diatnicos puedan almacenar ms energa a una temperatura dada. A temperatura prxima a la temperatura ambiente la energa interna y la capacidad calorficas vienen dadas por:

Para temperaturas extremadamente altas, la energa de vibracin de los enlaces empieza a ser importante y los gases diatnicos se desvan algo de las anteriores condiciones. A temperaturas an ms altas la contribucin del movimiento trmino de los electrones produce desviaciones adicionales. Sin embargo, todos losgases realescomo elhidrgeno(H2), eloxgeno(O2), el nitrgeno (N2) o el monxido de carbono (CO), cumplen a temperaturas ambiente moderadas las anteriores relaciones. Por tanto estos gases tienen calores especficos o capacidades calorficas molares cercanos acv= 5R/2. Gases poliatmicosEl teorema de equiparticin para gases poli atmicos sugiere que los gases poli atmicos que tienen enlaces "blandos" o flexibles y que vibran con facilidad conqfrecuencias, deberan tener una capacidad calorfica molar dada por:

Donde rmide los grados de libertad rotacionales (r= 1 para molculas lineales,r= 2 para molculas planas yr= 3 para molculas tridimensionales). Sin embargo estas predicciones no se cumplen a temperatura ambiente. La capacidad calorfica molar aumenta moderadamente a medida que aumenta la temperatura. Eso se debe a efectos cunticos que hacen que los modos de vibracin estn cuantiados y slo estn accesibles a medida que aumenta la temperatura, y la expresin (*) slo puede ser un lmite a muy altas temperaturas. Sin embargo, antes de llegar a temperaturas donde esa expresin sea un lmite razonable muchas molculas se rompen por efecto de la temperatura, no llegando nunca al anterior lmite. Un tratamiento riguroso de la capacidad calorfica requiere por tanto el uso de lamecnica cuntica, en particular de la mecnicade tipo cuntico.

CICLO DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

Unmotordecombustininterna es un tipo de mquina que obtiene energamecnicadirectamente de la energaqumicaproducida por un combustible que arde dentro de una cmara de combustin, la parte principal de un motor. Se empleanmotoresde combustin interna de cuatro tipos:El motor cclico Otto, cuyo nombre proviene del tcnico alemn que lo invent, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en automocin y aeronutica.El motor diesel, llamado as en honor del ingeniero alemn nacido enFranciaRudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumirgasleoEl motor rotatorio.La turbina de combustin.Casi todos los automviles de hoy utilizan lo que es llamado un ciclo de combustin de cuatro tiempos para convertir gasolina amovimiento. El ciclo de cuatro tiempos tambin es conocido como ciclo de OTTO, en honor a Nikolaus Otto. Estos son:1. Admisin: El pistn baja en el momento en que la vlvula de admisin se abre, permitiendo el ingreso de la mezclaaire/gasolina.2. Compresin: El pistn sube comprimiendo la mezcla aire/gasolina, las dosvlvulasestn cerradas.3. Explosin: El pistn llega al mximo de su recorrido TDC , la buja entrega la chispa, se produce la explosin y el pistn es impulsado hacia abajo.4. Escape: El pistn sube nuevamente, pero esta vez la vlvula de escape se encuentra abierta permitiendo la salida de losgasesquemados.Estos motores pueden ser, bsicamente, atmosfricos o sobrealimentados por medio de un turbo. Todos ellos con inyeccinelectrnica. Aunque tambin funcionaban mediante unsistemade carburacin este tipo de ingreso de combustible ya ha quedado rezagado.

Diagrama de flujo funcional del Motor de combustin interna del motor tipo Otto

1. MOTOR CONVENCIONAL DEL TIPO OTTOEl motor convencional del tipo Otto es decuatro tiempos(4T), aunque en fuera borda y vehculos de dos ruedas hasta una cierta cilindrada se utiliz mucho elmotor de dos tiempos(2T). El rendimiento trmico de los motores Otto moderno se ve limitado por varios factores, entre otros la prdida de energa por lafriccin, la refrigeracin y falta de constancia en las condiciones de funcionamiento.La termodinmica nos dice que el rendimiento de un motor alternativo depende en primera aproximacin delgrado de compresin. Esta relacin suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en la mayora de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando as la eficiencia del motor, pero este diseo requiere la utilizacin de combustibles de altondice de octanopara evitar el fenmeno de ladetonacin, que puede producir graves daos en el motor. La eficiencia o rendimiento medio de un buen motor Otto es de un 20 a un 25%: slo la cuarta parte de la energa calorfica se transforma en energa mecnica.Casi todos los motores de este tipo se fabrican para el transporte y deben trabajar suministrando diferentes potencias en cada momento. Debido a esto el rendimiento de los mismos cae bruscamente al trabajar con carga parcial, ya que, cuando esto sucede, la camara de compresin mantiene su volumen, dando una compresin final baja y transformando gran parte de la energa en calor.Funcionamiento1.Tiempo de admisin - El aire y el combustible mezclados entran por la vlvula de admisin.2.Tiempo de compresin - La mezcla aire/combustible es comprimida y encendida mediante la buja. 3.Tiempo de combustin - El combustible se inflama y el pistn es empujado hacia abajo 4.Tiempo de escape - Los gases de escape se conducen hacia fuera a travs de la vlvula de escape.

2. MOTORES DISELEn teora, el ciclo disel difiere del ciclo Otto en que la combustin tiene lugar en este ltimo a volumen constante en lugar de producirse a una presin constante. La mayora de los motores disel son asimismo del ciclo de cuatro tiempos, salvo los de tamao muy grande, ferroviario o marino, que son de dos tiempos. Las fases son diferentes de las de los motores de gasolina.En la primera carrera, la de admisin, el pistn sale hacia fuera, y se absorbe aire hacia la cmara de combustin. En la segunda carrera, la fase de compresin, en que el pistn se acerca. el aire se comprime a una parte de su volumen original, lo cual hace que suba su temperatura hasta unos 850C. Al final de la fase de compresin se inyecta el combustible a gran presin mediante lainyeccin de combustiblecon lo que se atomiza dentro de la cmara de combustin, producindose la inflamacin a causa de la alta temperatura del aire. En la tercera fase, la fase de trabajo, los gases producto de la combustin empujan el pistn hacia fuera, trasmitiendo la fuerza longitudinal al cigeal a travs de la biela, transformndose en fuerza de giropar motor. La cuarta fase es, al igual que en los motores Otto, la fase de escape, cuando vuelve el pistn hacia dentro.Algunos motores disel utilizan un sistema auxiliar de ignicin para encender el combustible al arrancar el motor y mientras alcanza la temperatura adecuada.La eficiencia o rendimiento (proporcin de la energa del combustible que se transforma en trabajo y no se pierde como calor) de los motores disel dependen, de los mismos factores que los motores Otto, es decir de las presiones (y por tanto de las temperaturas) inicial y final de la fase de compresin. Por lo tanto es mayor que en los motores de gasolina, llegando a superar el 40%. en los grandes motores de dos tiempos de propulsin naval. Este valor se logra con un grado de compresin de 20 a 1 aproximadamente, contra 9 a 1 en los Otto. Por ello es necesaria una mayor robustez, y los motores disel son, por lo general, ms pesados que los motores Otto. Esta desventaja se compensa con el mayor rendimiento y el hecho de utilizar combustibles ms baratos.Losmotores disel grandesde 2T suelen ser motores lentos con velocidades de cigeal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min) (grandes barcos), mientras que los motores de 4T trabajan hasta 2.500 rpm (camiones y autobuses) y 5.000 rpm. (Automviles)