4 Motor Otto

Motor Otto
Un motor térmico es una máquina cíclica que tiene como misión
transformar energía térmica en energía mecánica que sea directamente
utilizable para producir trabajo Si el motor térmicoutiliza combustible como
fuente térmica, se denomina motor de combustión.
Según el lugar dónde se realiza la combustión.
Motores de combustión interna: La combustión se produce en una cámara
interna delpropio motor, donde se generan los gases que producen la expansión
que causa el trabajo. Ejemplo: El motor de un automóvil, donde la cámara
interna es cada cilindro y el fluido, el lugar de ser vapor de agua, es una mezcla
de un combustible con aire, que se quema en la cámara. Existen distintos tipos
de máquinas de combustión interna que se diferencian en el combustible
utilizado, en las condicionesde combustión y en el número de carreras que
efectúa el pistón en un ciclo completo; por otra parte, el movimiento producido
puede ser alternativo (motores de explosión y de combustión) o rotativo
(turbinas de explosión y de combustión).
Motores de cuatro tiempos: Se llaman así porque se necesitan cuatro etapas
para
desarrollar el proceso o ciclo completo: admisión, compresión, expansión yescape.
Motor de explosión (MEP) o motor Otto. Motor convencional de gasolina.
Este motor sigue el ciclo usado por primera vez por Nikolaus Otto en 1877 (ciclo
de Otto). El ciclo en cuestión consta de cuatro etapas o tiempos, dos adiabáticos
y dosisocoros: Como ciclo que es, es cerrado, es decir que se parte de una
condiciones iniciales de presión, temperatura y volumen del gas y se regresa al
punto departida en las mismas condiciones y como motor, absorbe un calor Q1
y cede un calor Q 2 al exterior. La diferencia entre energía consumida y cedida
se transforma en trabajo.
Primer tiempo: Admisión (0-1): En esta etapa, baja el pistón desde el PMS hasta
el PMI arrastrado por la inercia del cigüeñal, mientras se mantiene abierta la
válvula de admisión por la que entra, por aspiración, la mezcla delcombustible
(gasolina) y aire en el cilindro. La válvula de escape permanece cerrada. El gas
sufre una expansión isobárica (a presión constante, la atmosférica, Pamb) y a la
temperatura del exterior (temperatura ambiente). Al final de la etapa, se cierra

la válvula de admisión. Esta etapa finaliza cuando el pistón alcanza el PMI. El
cigüeñal ha girado media vuelta.

Segundo tiempo: Compresiónadiabática (1-2) (sin intercambio de calor): En
esta etapa, sube el pistón mientras se mantienen cerradas las dos válvulas. En
consecuencia el gas se comprime de forma adiabática, elevándose la
temperatura de la mezcla. El gas, por lo tanto, sufre una compresión adiabática
que eleva la presión de la mezcla. Esta compresión conlleva trabajo negativo.
Esta etapa finaliza cuando el pistón alcanza elPMS.
Tercer tiempo: Explosión-expansión (2-3 y 3-4): Al alcanzar la mezcla la máxima
compresión (en el PMS), salta la chispa de la bujía y, por lo tanto, explosiona la
mezcla del combustible y el aire, lanzando de forma brusca el pistón hacia abajo.
En este tiempo, ambas válvulas permanecen cerradas. Este tiempo, cómo se
observa en el diagrama consta de dos etapas: la isocora (2-3) en la que ocurrela
explosión, que implica un incremento brusco de presión y un fuerte consumo de
calor a volumen constante, un incremento tan rápido que no hay apenas
variación de volumen, aunque sí de temperatura. La siguiente etapa (3-4) es la
expansión adiabática (no se intercambia calor) en la que se efectúa trabajo
positivo y tanto la presión como la temperatura descienden. Esta etapa es la

única querealmente genera trabajo. Esta etapa finaliza cuando el pistón alcanza
el PMI, que es cuando se abre la válvula de escapa
Cuarto tiempo: Escape (4-1 y 1-0): Al principio de esta etapa se abre la válvula
de escape. Los gases de la combustión escapan al exterior, por lo que la presión
y la temperatura bajan bruscamente a volumen constante (etapa 4-1, isocora).
El calor se libera en esta etapa, la...