CICLO OTTO

CICLO OTTO

El ciclo Otto es el ciclo termodinámico que se aplica en los motores de combustión interna de encendido provocado (motores de gasolina). Se caracteriza porque en una primera aproximación teórica, todo el calor se aporta a volumen constante.

Ciclo de cuatro tiempos (4T)

El ciclo consta de seis procesos, dos de los cuales no participan en el ciclo termodinámico del fluido operante pero son fundamentales para la renovación de la carga del mismo:

E-A: admisión a presión constante (renovación de la carga)

A-B: compresión isentrópica

B-C: combustión, aporte de calor a volumen constante. La presión se eleva rápidamente antes de comenzar el tiempo útil

C-D: fuerza, expansión isentrópica o parte del ciclo que entrega trabajo

D-A: Escape, cesión del calor residual al ambiente a volumen constante

A-E: Escape, vaciado de la cámara a presión constante (renovación de la carga)

Durante la primera fase el pistón se desplaza hasta el PMI y la válvula de admisión permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla de combustible y aire hacia dentro del cilindro (esto no significa que entre de forma gaseosa).

Durante la segunda fase las válvulas permanecen cerradas y el pistón se mueve hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Cuando el pistón llega al final de esta fase, la bujía se activa y enciende la mezcla.

Durante la tercera fase se produce la combustión de la mezcla, liberando energía que provoca la expansión de los gases y el movimiento del pistón hacia el PMI. Se produce la transformación de laenergía química contenida en el combustible en energía mecánica trasmitida al pistón. Él la trasmite a la biela, y la biela la trasmite al cigüeñal, de donde se toma para su utilización.

En la cuarta fase se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia el PMS, expulsando los gases producidos durante la combustión y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo (renovación de la carga)

Para mejorar el llenado del cilindro, también se utilizan sistemas de sobrealimentación, ya sea mediante empleo del turbocompresor o mediante compresores volumétricos o también llamados compresores de desplazamiento positivo.

Hay dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de Otto, los motores de dos tiempos y los motores de cuatro tiempos. Este último, junto con el motor diésel, es el más utilizado en los automóviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho menos que el motor de dos tiempos.

Los motores de 4 tiempos son aquellos que para realizar un ciclo completo de trabajo requiere que sus pistones efectuen movimientos de un punto a otro, estos puntos son llamados : punto muerto superior (PMS) y punto muerto inferior (PMI), para que un motor de 4 tiempos realece este ciclo se requiere que el cigueñal gire sobre sus puntos de apoyo dos vueltas o 720 grados (gira 360 grados cada dos tiempos o vueltas),

Invención del motor de combustión interna

El primer inventor, hacia 1862, fue el francés Alphonse Beau de Rochas. El segundo, hacia 1875, fue el alemán doctor Nikolaus August Otto. Como ninguno de ellos sabía de la patente del otro hasta que se fabricaron motores en ambos países, hubo un pleito. De Rochas ganó cierta suma de dinero, pero Otto se quedó con la fama: el principio termodinámico del motor de cuatro tiempos se llama aún ciclo de Otto.

Otto construyó su motor en 1866 junto con su compatriota Eugen Langen. Se trataba de un motor de gas que poco después dio origen al motor de combustión interna de cuatro tiempos. Otto desarrolló esta máquina, que después llevaría su nombre (motor cíclico Otto), en versiones de cuatro y dos tiempos.

ORDEN DE ENCENDIDO

Encendido

Tapa del distribuidor.

Los motores necesitan una forma de iniciar la ignición del combustible dentro del cilindro. En los motores Otto, el sistema de ignición consiste en un componente llamado bobina de encendido, que es un auto-transformador de alto voltaje al que está conectado un conmutador que interrumpe la corriente del primario para que se induzca un impulso eléctrico de alto voltaje en el secundario. Dicho impulso está sincronizado con la etapa de compresión de cada uno de los cilindros; el impulso se lleva al cilindro correspondiente (aquel que está comprimido en ese momento) utilizando un distribuidor rotativo y unos cables de grafito que dirigen la descarga de alto voltaje a la bujía. El dispositivo que produce la ignición es la bujia que, fijado en cada cilindro, dispone de dos electrodos separados unas décimas de milímetro, entre los cuales el impulso eléctrico produce una chispa, que inflama el combustible.

Si la bobina está en mal estado se sobrecalienta; esto produce pérdida de energía, aminora la chispa de las bujías y causa fallos en el sistema de encendido del automóvil.

El orden de encendido va relacionado con el movimiento del cigueñal, los codos del cigueñal estan colocados de tal manera que no todos los pistones suban y bajen al mismo tiempo.

Esto permite que la mayoria de los motores los tiempos de potencia se sucedan a intervalos iguales lo cual contribuye a minimizar la vibracion.

El orden de encendido (O.E) de un motor de 4 cilindros normalmente es de 1-3-4-2 con lo cual la vibracion se reduce, el orden de encendido (O.E) de motores de 6 cilindros en linea es generalmente 1-5-3-6-2-4. Un ejemplo motor v8 3.0.2 O.E es 1-5-4-2-6-3-7-8.

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TRASLAPE VALVULAR

En teoria, las valvulas se abren y se cierran cuando el piston esta exactamente en el punto muerto superior (PMS) o en el punto muerto inferior (PMI). En la practica existe un corto periodo de traslape en el cual las dos valvulas se abren simultaneamente esto permite que la mezcla entre al cilindro y que al mismo tiempo salgan los gases quemados .

A este interbalo en el cual las dos valvulas se mantienen abiertas se denomina traslape valvular que es cuando las valvulas hacen que se junten o encimen dos bases que son las de admision y escape y por eso decimos cuando esta por cerrar escape y abre admision se forma el traslape valvular y este dura hasta que la valvula de escape cierra completamente.

HERMANAMIENTO DE PISTONES

El hermanamiento de pistones se produce por el movimiento de cigueñal y consiste en que los dos pistones en un movimiento determinado en su carrera se encuentran arriba y abajo para saber el hermanamiento de pistones en los motores de 4, 6 y 8 cilindros se utiliza el orden de encendido 4 cilindros regularmente el orden es:

1,3/ ,4,2 aqui el piston uno es hermano del cuatro y tres de dos solo se utiliza el corte a mitan de los numeros otro ejemplo:

1,5,3/ ,6,2,4 aqui el piston uno es hermano del seis, cinco de dos y tres de cuatro

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