Ensayos

DIFERENCIA ENTRE CICLO TÉORICO OTTO Y CICLO REAL

1. Introducción:
En este punto desarrollaremos más en detalle las diferencias que existen entre el ciclo Otto teórico y ciclo real. En el párrafo presentaremos varios conceptos de gran importancia como potencia de bombeo y presión media efectiva. Este análisis también comienza a relacionar aspectos técnicos de este ciclo con respecto a suscaracterísticas de contaminación.
Los diferentes puntos que vamos a abordar son:
* Puntos claves y terminología del ciclo Otto real.
* Factores que afectan rendimiento el ciclo Otto real.
* Mejoras que se hacen al ciclo real para acercarse al ciclo teórico.
* Control de potencia en motor Otto.
* Control de mezcla de combustible en motos Otto.
* Contaminación en motores Otto.* Motores Otto de dos tiempos y motor Wankel.
2. Puntos Claves y Terminología del Ciclo Otto Real:
Ciclo Otto Teórico:
El ciclo Otto teórico se ve en la figura 1. Típicamente el ciclo lo describe un sistema cilindro-pistón, accionado por un mecanismo biela-manivela. La descripción del ciclo Otto teórico se hizo en un punto anterior. Aquí tenemos que recordar los siguientes aspectos básicosque valen para un ciclo de cuatro tiempos:
El pistón se mueve entre dos extremos llamados Punto Muerto Superior (PMS) y Punto Muerto Inferior (PMI). Se usa el término de punto muerto pues cuando el cigueñal se mueve una cierta cantidad de grados en torno al punto muerto, el desplazamiento vertical del pistón es pequeño. En cambio cuando se mueve los mismos grados a mitad de carrera, eldesplazamiento es grande.
Se llama carrera la distancia que hay entre el PMS y PMI. Una carrera, por lo tanto, corresponde a media vuelta de cigueñal.
El cilindro se conecta con el exterior por medio de un sistema de admisión y un sistema de escape. La admisión de mezcla aire/combustible se controla por medio de una válvula de admisión (VA) y la expulsión de gases quemados a la atmósfera se controla pormedio de una válvula de escape (VE).
El desplazamiento es el volumen que desplaza el pistón entre su carrera desde el PMS a PMI o vice versa.
El volumen mínimo o volumen muerto es el volumen que queda adentro del cilindro cuando el pistón está justo en el PMS.
El volumen máximo es el volumen dentro del cilindro cuando el pistón está en el PMI.
La razón de compresión es el cuociente entre elvolumen máximo y volumen mínimo.
Un ciclo de 4 tiempos completo se realiza en dos revoluciones completas del motor (4 carreras): carrera de admisión (VA abierta y VE cerrada, desde PMS a PMI); carrera de compresión (VA y VE cerradas, desde PMI a PMS); carrera de trabajo (VA y VE cerradas, desde PMS a PMI) y carrera de expulsión o escape (VA cerrada, VE abierta, desde PMI a PMS).
Potencia de Bombeo:El ciclo real tiene dos áreas de trabajo. Un área positiva que corresponde a la evolución 1-2-3-4 y un área de trabajo negativo que corresponde al trabajo de aspiración 0-1 más el trabajo de expulsión 1-0. Esta área de trabajo negativo se llama trabajo de bombeo y corresponde al trabajo necesario a hacer debido al llenado y vaciado de cilindro.
La potencia de bombeo es simplemente el trabajo debombeo que se pierde por unidad de tiempo.
En la práctica el motor Otto (a gasolina) controla el trabajo generado por ciclo aumentando la potencia de bombeo. En efecto, para el motor Otto, la razón aire/combustible debe mantenerse casi constante e igual a la estequiométrica en todo el rango de funcionamiento. Por lo tanto a baja potencia y rpm la solución que se adopta es estrangular la admisión,para que así entre menos masa de aire y, por lo tanto, también disminuya la cantidad de combustible. Por lo tanto el trabajo de succión que se debe hacer durante la admisión crece mucho (es trabajo negativo). Por otro lado en la descarga o vaciado del cilindro también hay un área negativa que tiende a ser importante.
De hecho cuando el motor está sin carga y en ralenti, el trabajo de bombeo es...