Motores a Explosion

Motores a explosión
Consideraciones generales:
En el motor de combustión interna el combustible se quema en una cámara que forma parte del motor y el calor que desprende se suma al gas de la combustión, que cuando se expande da energía mecánica a los órganos móviles.
Estos motores son mas ligeros y menos grandes que lasmaquinas de vapor por lo tanto no requieren generador de fluidos, en cambio hay que suministrarle un combustible que siempre resulta más caro que el vapor. No obstante estos motores son más económicos que los motores a vapor.
Los motores pueden ser alternativos o rotativos, los primeros a su vez de dividen en: Motores de explosión (encendido a chispa) y motores Diesel (encendido por compresión).Los motores alternativos a explosión son constituidos por un sistema de cilindro-embolo en el cual una mezcla de aire y combustible previa mente preparada se enciende dentro del cilindro por intermedio de una chispa eléctrica producida por una bujía, en cambio los motores alternativos diesel la carga se introduce en el cilindro está compuesta únicamente de aire el cual esta alta mente comprimidoy con una alta temperatura, de manera que al inyectarse el combustible se enciende mediante inflamación.
En los dos tipos de motores se supone que el fluido agente realiza un ciclo termodinámico lo cual no es del todo exacto ya que la mezcla no vuelve al estado inicial sino que es evacuada por el escape y asi se repite el proceso.
Dicho ciclo termodinámico puede ser:
a- De 4 tiempos cuando elciclo se produce con cuatro carreras del embolo y 2 vueltas del eje motor.
b- De 2 tiempos cuando el ciclo se completa con dos carreras del embolo y 1 vuelta del eje motor.

El ciclo real del motor a explosión de 4 tiempos se lo analiza en comparación con el ciclo ideal otto, en este ciclo ideal se supone que:
a- Que el fluido que evoluciona (mezcla) es aire que se comporta como un gasperfecto
b- Que no hay perdida de calor atravez de las paredes del cilindro.
c- Que no hay rozamientos.

El ciclo otto se desarolla de la siguiente forma:
-Primer tiempo: Carrera de aspiración
El embolo se mueve de izquierda a derecha mientras esta abierta la válvulas de aspiración y cerrada la valvula de escape, y desplazandoce desde el PMS hasta el PMI, aumentando el volumen de aire. El airefresco el exterior penetra en el cilindro a través del tubo de aspiracin introduciendo con el el combustible
-Segundo Tiempo: Carrera de compresión
El embolo se desplaza de derecha a izquierda desde el PMI al PMS reduciendo el volumen de la mezcla reduciendo el volumen de la mezcla aire-combustible.
Al llegar el embolo al PMS la mezcla se inflama por medio de una chispa eléctrica con una tensiónaprox. De unos 10000 voltios. El calor que produce la combustión brusca de la mezcla, hace aumentar la temperatura y la presión.
-Tercer tiempo: Carrera de Expansión.
El embolo vuelve a moverse de izquierda a derecha estando ambas válvulas cerradas, produciéndose la expansión isoentropica de los gases de la combustión.
-Cuarto tiempo: Carrera de escape.
El embolo vuelve a retroceder desde elPMI al PMS desplazando los gases de la combustión que salen al exterior por la válvula de escape, la cual se abrió instantes antes haciendo descender la presión y la temperatura.
Cuando el émbolo alcanza el PMS se invierte las válvulas y comienza otro ciclo.
Como los tiempos de aspiración y escape no hacen más que sustituir los gases quemados por aire fresco, ambos se completan aprox. A 1 ATM ,teóricamente se anulan y en consecuencia las transformaciones 0-1 y 1-0 no se consideran.

El ciclo ideal OTTO sirve para analizar el ciclo real que se obtiene mediante el indicador mecánico, el cual consta de un pequeño cilindro provisto de un embolo retenido por un resorte y que está en comunicación con la cámara de combustión del cilindro.
El vástago del embolo actúa sobre un sistema de...