Ciclo otto

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Las Máquinas Reciprocantes
A pesar de su simplicidad, la máquina reciprocante (un dispositivo de cilindro-émbolo) es una de las raras invenciones que ha probado ser muy flexible y tener una amplia variedad de aplicaciones. Es la central de fuerza de una casta mayoría de automóviles, camiones, pequeños aviones, barcos y generadores de potencia eléctrica, así como de muchos otros dispositivos.Los componentes básicos de una máquina reciprocante se muestran en la figura. El émbolo se alterna en el cilindro entre dos posiciones fijas llamadas punto muerto superior (PMS) –la posición del émbolo cuando forma el menor volumen en el cilindro- y punto muerto inferior (PMI) –la posición del émbolo cuando forma el volumen más grande en el cilindro-. La distancia entre PMS y el PMI es la más largaque el émbolo puede recorrer en una dirección y recibe el nombre de carrera del motor. El diámetro del pistón se llama calibre. El aire o una mezcla de combustible se introduce al cilindro por la válvula de admisión, y los productos de combustión se expelen por una válvula de escape.
El mínimo volumen formado en el cilindro cuando el pistón esta en PMS se denomina volumen de espacio libre (verfigura). El volumen desplazado por el émbolo cuando se mueve entre el PMS y el PMI se llama volumen de desplazamiento. La relación entre el máximo volumen formado en el cilindro y el volumen mínimo (espacio libre) recibe el nombre de relación de compresión r del motor.

La relación de compresión es una relación de volumen y no debe confundirse con la relación de presión.Otro término empleado en las máquinas reciprocantes es Presión Media Efectiva (PME). Es una presión ficticia que, si actuara sobre el émbolo durante la carrera de potencia completa, produciría la misma cantidad de trabajo neto que el producido durante el cielo real (ver figura). Es decir,

La presión media efectiva puede usarse como un parámetro para comparar los rendimientos de las máquinasreciprocantes de igual tamaño. La máquina térmica que tiene un valor mayor de PEM entregara más trabajo neto por ciclo y, en consecuencia, se desempeñara mejor.
Las máquinas reciprocantes se clasifican como Máquinas de Encendido de Chispa (ECH) o Máquinas de Encendido por Compresión (EC), depende como se inicie el proceso de combustión en el cilindro. En las máquinas ECH, la combustión de la mezclaaire-combustible se inicia con una chispa en la bujía. En las máquinas EC la mezcla aire-combustible se autoenciende como resultado de comprimir la mezcla arriba de su temperatura de autoencendido.

Ciclo de Otto: el ciclo ideal para las máquinas de encendido por chispa
El Ciclo de Otto es el ciclo ideal para las máquinas reciprocantes de encendido por chispa. 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 motoren 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.
En la mayoría de las máquinas de encendido por chispa el émbolo ejecuta cuatro tiempos completos (dos ciclos mecánicos)dentro del cilindro, y el cigüeñal completa dos revoluciones por cada ciclo termodinámico. Estas máquinas son llamadas máquinas de combustión interna de Cuatro Tiempos. Un diagrama esquemático de cada tiempo, así como el diagrama P-v para una máquina real de encendido por chispa de cuatro tiempos se presenta en la figura.

Inicialmente, tanto en la válvula de admisión como la de escape están...
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