ciclo otto y diesel

Ciclo Otto
Conocido como motor Otto, es el ciclo termodinámico que se aplica en los motores de combustión interna es el más empleado en la actualidad, y realiza la transformación de energía calorífica en mecánica fácilmente utilizable en cuatro fases, durante las cuales un pistón que se desplaza en el interior de un cilindro efectúa cuatro desplazamientos o carreras alternativas y, gracias a unsistema biela-manivela, transforma el movimiento lineal del pistón en movimiento de rotación del árbol cigüeñal, realizando este dos vueltas completas en cada ciclo de funcionamiento.
La entrada y salida de gases en el cilindro es controlada por dos válvulas situadas en la cámara de combustión, las cuales su apertura y cierre la realizan por el denominado sistema de distribución, sincronizado conel movimiento de giro del árbol.
El ciclo Otto tiene un funcionamiento teórico el cual consta de cuatro fases o tiempos de trabajo:
Primer tiempo: Admisión.
Segundo tiempo: Compresión.
Tercer tiempo: Trabajo.
Cuarto tiempo: Escape.

Admisión.
En esta fase el pistón se desplaza desde el punto muerto superior (PMS) al punto muerto inferior (PMI) y efectúa su primera carrera o desplazamientolineal.

Al comenzar esta fase instantáneamente se abre la válvula de admisión y mientras se realiza este recorrido, la válvula de admisión permanece abierta y, debido a la depresión o vacío interno que crea el pistón en su desplazamiento, se aspira una mezcla de aire y combustible, que pasa a través del espacio libre que deja la válvula de aspiración para llenar, en teoría, la totalidad del cilindro.El recorrido C que efectúa el pistón entre el PMS y el PMI definido como carrera, multiplicada por la superficie S del pistón determina el volumen o cilindrada unitaria del motor V1 - V2 y corresponde al volumen de mezcla teórica aspirada durante la admisión, la cual se puede expresar por la siguiente ecuación.



Compresión
En este tiempo el pistón efectúa su segunda carrera y se desplaza desdeel punto muerto inferior PMI al punto muerto superior PMS.

Durante esta fase las válvulas permanecen cerradas, el pistón comprime la mezcla, la cual queda alojada en el volumen de la cámara de combustión, también llamada de compresión, situada por encima del PMS, ocupando un volumen V2.

Trabajo

Cuando el pistón llega al final de la compresión, entre los electrodos de una bujía, salta unachispa eléctrica en el interior de la cámara de combustión que produce la ignición de la mezcla, con lo cual se origina la inflamación y combustión de la misma. Durante este proceso se libera la energía calorífica del combustible, lo que produce una elevada temperatura en el interior del cilindro, con lo que la energía cinética de las moléculas aumenta considerablemente y, al chocar éstas contra lacabeza del pistón, generan la fuerza de empuje que hace que el pistón se desplace hacia el P.M.I.

Durante esta carrera, que es la única que realiza trabajo, se produce la buscada transformación de energía. La presión baja rápidamente por efecto del aumento de volumen y disminuye la temperatura interna debido a la expansión. Al llegar el pistón al PMI se abre la válvula de escape.

Escape

En estetiempo el pistón realiza su cuarta carrera o desplazamiento desde el PMI al PMS Durante este recorrido del pistón, la válvula de escape permanece abierta. A través de ella, los gases quemados procedentes de la combustión salen a la atmósfera, por estar a elevada presión en el interior del cilindro, y el resto empujado por el pistón en su desplazamiento hacia el PMS.

Cuando el pistón llega al PMSse supone que instantáneamente se cierra la válvula de escape y simultáneamente se abre la válvula de admisión.

En la siguiente figura se podrá apreciar de una mejor manera las fases del funcionamiento de un motor Otto.



Las transformaciones termodinámicas que se encuentran presente en el ciclo Otto el cual se encuentra representado por medio de la tabla P-V consideran los siguientes...