Eficiencias Termicas Para El Ciclo Otto, Diesel Y Dual

Maquinas y Equipos Térmicos
Eficiencias Térmicas
El rendimiento térmico o eficiencia de una máquina térmica es un coeficiente o ratio adimensional calculado como el cociente de la energía producida (en un ciclo de funcionamiento) y la energía suministrada a la máquina (para que logre completar el ciclo). Sedesigna con la letra griega ηter:

Dependiendo del tipo de máquina térmica, la transferencia de estas energías se realizará en forma de calor, Q, o de trabajo, W.
Significa la eficiencia con que el motor transforma el calor en trabajo mecánico.
El rendimiento térmico se expresa como la relación entre el trabajo útil producido por un motor y la energía calórica total contenida en el combustible,estando ambos expresados en las mismas unidades, ya sea calóricas o de trabajo mecánico.

Eficiencia térmica para el ciclo Otto
Si la relación de compresión  aumenta, se incrementa la eficiencia  del ciclo, por ende el incremento de  . Si  es demasiado grande se presenta un encendido prematuro del combustible, denominado autoencendido, el cual produce un ruido audible, que recibe el nombre degolpeteo de la máquina. Cabe señalar que el encendido de las máquinas de chispa no debe tolerarse ya que perjudica el desempeño del ciclo y pude dañar los componentes de la máquina. Por lo anterior existe un límite superior fijado por la razón de compresión para las máquinas de combustión interna activadas por encendido de chispa debido al autoencendido.
Un motor de pistones, alimentado congasolina, no es capaz de alcanzar 100% de eficiencia térmica. Es decir, no puede aprovechar todo el calor generado por la combustión para transformarlo en fuerza motriz. Los motores de combustión interna a gasolina son derrochadores, su eficiencia térmica es bastante pobre.
Alrededor de 30% de la energía calórica que disponen, la transforman en movimiento y la otra parte la disipan (pérdida), hacia laatmósfera. Su popularidad se basa en la agilidad de aceleración que presentan, a diferencia de otros tipos como el diesel, que arrojan mejor eficiencia térmica pero son más lentos.
La eficiencia o rendimiento térmico de un motor de este tipo depende de la relación de compresión, proporción entre los volúmenes máximo y mínimo de la cámara de combustión. Esta proporción suele ser de 8 a 1 hasta 10a 1 en la mayoría de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando así la eficiencia del motor, pero este diseño requiere la utilización de combustibles de alto índice de octanos para evitar la detonación. Una relación de compresión baja no requiere combustible con alto número de octanos para evitar este fenómeno; de la misma manera, una compresiónalta requiere un combustible de alto número de octanos, para evitar los efectos de la detonación, es decir, que se produzca una auto ignición del combustible antes de producirse la chispa en la bujía. El rendimiento medio de un buen motor Otto de 4 tiempos es de un 25 a un 30%, inferior al rendimiento alcanzado con motores diesel, que llegan a rendimientos del 30 al 45%, debido precisamente a sumayor relación de compresión.
Eficiencia térmica del ciclo Otto ideal

Eficiencia térmica para el ciclo Diesel
La eficiencia térmica de los ciclos Diesel depende de las relaciones de compresión (volumétrica) y de la relación volumétrica de corte. Esta última se refiere a la relación volumétrica alcanzada para la combustión de los combustibles a presión constante. Para una relación decompresión (volumétrica) dada, el aumento de la relación volumétrica de corte ocasiona la disminución de la eficiencia térmica del ciclo. Los MCI Diesel permiten relaciones de compresión volumétricas mayores que los MCI Otto, siendo del orden de 20.
Se diferencia del Otto en que permite obtener relaciones de compresión más elevadas, generalmente de 15 a 19, debido a que la inyección de combustible se...