Motores De Combustion Interna Y Externa

Motores de combustión interna
y externa: ciclos de gas

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Tema 4:

Motores de combustión interna y
de combustión externa:
ciclos de gas

Motores de combustión interna
y externa: ciclos de gas

Introducción

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En el tema anterior se han estudiado las máquinas que trabajan con fluidos
condensables. En este capítulo se verán las máquinas que trabajan con gas.
Para loscálculos se utilizarán normalmente las tablas de aire estándar y, en
ocasiones, se podría manejar la hipótesis de fluido perfecto.
En este tema se describirán los siguientes ciclos:
• Motores de combustión interna:
o Ciclo Otto
o Ciclo Diesel
• Turbinas de gas:
o Ciclo Brayton

o Ciclo Ericsson
• Motor de combustión externa:
o Ciclo Stirling

Motores de combustión interna
y externa:ciclos de gas

Motores de
combustión interna

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Los motores de combustión interna más habituales son los alternativos y,
para ellos, se realizan las siguientes definiciones:
• Análisis de aire-estándar: Consiste en unas hipótesis:
o El fluido de trabajo es una cantidad fija de aire
considerado gas ideal que sigue procesos reversibles.
o Varios procesos del ciclo real son reemplazadospor
absorción o cesión de calor.
• Análisis de aire-estándar frio: Aire-estándar con cp=cte(Tambiente)
• Punto Muerto Inferior (PMI): Posición del pistón que deja el
máximo volumen en el cilindro. Normalmente en el punto
inferior de su recorrido.
• Punto Muerto Superior (PMI): Posición del pistón que deja el
mínimo volumen en el cilindro. Normalmente en el punto
superior de su recorrido.
•Relación de compresión: Cociente entre el volumen del cilindro
en el punto muerto inferior (PMI) y el volumen del cilindro en el
punto muerto superior (PMS).

PMI

PMS
��������
�� =
��������

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y externa: ciclos de gas

Motores de
combustión interna

• Desplazamientos del pistón: Durante el funcionamiento
de un motor de 4 tiempos el pistón realiza 4movimientos (2 por cada revolución del cigüeñal):
o Carrera de admisión (1): El pistón desciende con la
válvula de admisión abierta. Se introduce gas.

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A

E

(1)

A

E

(2)

o Carrera de compresión (2): El pistón asciende con
las válvulas cerradas. Se incrementan p y T.
o Carrera de trabajo o expansión (3): El pistón
desciende con las válvulas cerradas. Se obtiene W.

AE

(3)

A

E

(4)

o Carrera de escape (4): El pistón asciende con la
válvula de escape abierta. Se expulsa el gas.
• Presión media efectiva: Es aquella presión teórica que,
si actuase de manera constante durante la carrera de
trabajo, realizaría el mismo trabajo neto que el
obtenido en el ciclo real.

����������,����������
������ =
��������������������

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y externa: ciclos de gas

Motores de
combustión interna

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Ciclo Otto

Su funcionamiento es el siguiente:

• Durante la carrera de admisión (válvula de admisión
abierta) el cilindro aspira una mezcla de aire y
combustible en su avance desde el PMS al PMI.
• Una vez finalizada la admisión y con ambas válvulas
cerradas se comprime la mezcla hasta que el pistón
llegade nuevo al PMS.
• Con el pistón en el PMS se excita la bujía y la chispa
producida genera un frente de llama que consume la
mezcla, aportando calor al sistema y elevando así la
presión y temperatura en el interior del cilindro.
• La presión generada empuja el pistón desde el PMS
hasta el PMI en la carrera de trabajo o carrera de
expansión. En ella se produce el trabajo.
• Se abre laválvula de escape y el pistón recorre el
camino desde el PMI hasta el PMS desalojando los
productos de combustión.

en.wikipedia.org

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y externa: ciclos de gas

Motores de
combustión interna

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Ciclo Otto

Es un ciclo formado por procesos de compresión y expansión isoentrópicos
y procesos a volumen constante de absorción de calor (PMS del pistón) y...