CICLO OTTO

CICLO OTTO

Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin2015Integrantes: Arias Tasayco, Claudia Lorena Galdos Rosas, Melenie Ducelie Huasasquiche Vsquez, Rita Marilia Moscoso Zegarra, Alexander Missael Pineda Ormeo, Ral Aldair

CICLO OTTO2015

INTRODUCCIN

Desde que se dieron los primeros indicios de la aplicacin de motores de combustin interna, a la poca actual, vemos que el desarrollo se ha venido centrando en el perfeccionamiento de las factoras para producir ms y mejores motores, e igualmente se ha venido desarrollando paralelamente materiales, lubricantes, procesos de fabricacin e igualmente modificaciones al funcionamiento, que si bien lo son, hasta ahora nunca ha tocado la forma como transcurre el ciclo de funcionamiento.

El diseo propuesto hace ms de 115 aos por el Seor Federico Augusto Otto se ha depurado a tal punto que se ha llegado al lmite de los rendimientos mecnico y cualitativo; todo esto producto de ingeniosos destellos creativos y muchsimas horas de labor. Aun as el rendimiento orgnico del conjunto apenas si alcanza un incipiente cuarenta por ciento. Claro que recordando el quince por ciento de rendimiento de la majestuosa maquina a vapor, notamos un gran avance.

As, hoy da, los automviles se vean ''absolutamente modernos'' en su interior no dejan de llevar un motor en el que su ciclo de funcionamiento fue diseado en el siglo antepasado (la creacin del motor con ciclo de funcionamiento de cuatro carreras entr en prctica real en pars en 1883.) y hasta ahora nadie inexplicablemente ha mejorado (me refiero a motores de combustin interna).

Es por todo lo anterior, que me he entusiasmado en tratar de aportarle a todo este proceso de lograr obtener mejores performances a los motores que fueron inventados en el siglo antepasado; en la parte que se ha mantenido inmutable desde su creacin la forma en que transcurre el ciclo de funcionamiento.

ndice

1. Ciclo Otto..42. Nikolaus August Otto..43. Ciclo de 2 vueltas de cigeal (4 Tiempos)54. Ciclo de una 1 vuelta de cigeal (2 Tiempos) .....5-65. Eficiencia6-76. Proporcin de aire y combustible..77. Control del par motor..78. Invencin del motor de combustin interna....79. Enunciado..810. Descripcin del ciclo....8-911. Eficiencia en funcin del calor....911.1 Intercambio de calor.9-1011.2 Trabajo realizado..1011.3 Rendimiento...1112. Eficiencia en funcin de las temperaturas11-1213. Eficiencia en funcin de la razn de compresin...12-1314. Ejemplo prctico1314.1 Temperatura mxima1314.2 Presin mxima13-1414.3 Rendimiento..1414.4 Trabajo neto14-1515. Lmites prcticos1616. Motores de encendido provocado por chispa (Otto, Gasolina)1717. Motor ciclo Otto (motor de encendido por chispa o motor de gasolina).1817.1 Orgenes del motor Otto1817.2 Utilizacin del motor Otto..1817.3 Combustible utilizado en un motor Otto.1917.4 Alimentacin del motor Otto1918. Conclusiones..2019. Bibliografa...21

1. Ciclo OttoEl ciclo Otto es el ciclo termodinmico que se aplica en los motores de combustin interna de encendido provocado (motores de gasolina). Inventado por Nicolaus Otto en 1872. Se caracteriza porque en una primera aproximacin terica, todo el calor se aporta a volumen constante.

Esquema de un ciclo Otto de 4 tiempos en un diagrama PV Ciclo Otto con valores exactos2. Nikolaus August Otto

Ingeniero alemn que perfeccion el motor de combustin interna (Holzhausen, Nassau, 1832 - Colonia, 1891). En 1861 dise un primitivo motor de combustin interna, que consuma gas de alumbrado; para su comercializacin se asoci con el industrial Eugen Langen y fundaron juntos una fbrica en Colonia (1864).

En 1876 perfeccion aquel modelo aplicando el ciclo de cuatro tiempos que haba patentado Alphonse Beau de Rochas seis aos antes; desde entonces se llama ciclo de Otto al ciclo de cuatro tiempos (admisin, compresin, explosin y escape) que desarrollan los cilindros de estos motores durante dos vueltas completas del cigeal, pues fue Otto el primero en ponerlo en prctica construyendo un motor de cuatro tiempos como los que constituyen la base de los motores de los automviles modernos.

Al hacerlo proporcion el primer motor eficaz alternativo a la mquina de vapor, abriendo una nueva era en la industria. No obstante, fue uno de sus colaboradores, Daimler, quien dio el paso definitivo -una vez abandonados los talleres de Otto- introduciendo la gasolina como combustible. A pesar del xito econmico inicial de sus motores, Otto perdi la patente en 1886, al descubrirse la anterioridad del invento de Beau de Rochas.

3. Ciclo de 2 vueltas de cigeal

El ciclo consta de seis procesos, dos de los cuales no participan en el ciclo termodinmico del fluido operante pero son fundamentales para la renovacin de la carga del mismo:

E-A: admisin a presin constante (renovacin de la carga).A-B: compresin de los gases e isoentrpica.B-C: combustin, aporte de calor a volumen constante. La presin se eleva rpidamente antes de comenzar el tiempo til.C-D: fuerza, expansin isoentrpica o parte del ciclo que entrega trabajo.D-A: Escape, cesin del calor residual al ambiente a volumen constante.A-E: Escape, vaciado de la cmara a presin constante (renovacin de la carga.)(isocnica).Hay dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de Otto, los motores de dos tiempos y los motores de cuatro tiempos. Este ltimo, junto con el motor disel, es el ms utilizado en los automviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho menos que el motor de dos tiempos.

Motor de cuatro tiempos

Durante la primera fase, el pistn se desplaza hasta el PMI (Punto Muerto Inferior) y la vlvula de admisin permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla de combustible y aire hacia dentro del cilindro (esto no significa que entre de forma gaseosa).Durante la segunda fase las vlvulas permanecen cerradas y el pistn se mueve hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Cuando el pistn llega al final de esta fase, una chispa en la buja enciende la mezcla.Durante la tercera fase, se produce la combustin de la mezcla, liberando energa que provoca la expansin de los gases y el movimiento del pistn hacia el PMI. Se produce la transformacin de la energa qumica contenida en el combustible en energa mecnica trasmitida al pistn, que la trasmite a la biela, y la biela la trasmite al cigeal, de donde se toma para su utilizacin.En la cuarta fase se abre la vlvula de escape y el pistn se mueve hacia el PMS (Punto Muerto Superior), expulsando los gases producidos durante la combustin y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo (renovacin de la carga).Para mejorar el llenado del cilindro, tambin se utilizan sistemas de sobrealimentacin, ya sea mediante empleo del turbocompresor o mediante compresores volumtricos o tambin llamados compresores de desplazamiento positivo.4. Ciclo de una 1 vuelta de cigeal (2 Tiempos)

(Admisin - Compresin). Cuando el pistn alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior) empieza a desplazarse hasta el PMS (Punto Muerto Superior), creando una diferencia de presin que aspira la mezcla de aire y gasolina por la lumbrera de admisin hacia el crter de precompresin .(Esto no significa que entre de forma gaseosa). Cuando el pistn tapa la lumbrera, deja de entrar mezcla, y durante el resto del recorrido descendente, el pistn la comprime en el crter inferior, hasta que se descubre la lumbrera de transferencia que lo comunica con la cmara de compresin, con lo que la mezcla fresca precomprimida ayuda a expulsar los gases quemados del escape.Cuando el pistn empieza a subir la lumbrera de transferencia permanece abierta una parte de la carrera y el crter no coge aire fresco sino que retornan parte de los gases, perdiendo eficiencia de bombeo.A altas revoluciones se utiliza la inercia de la masa de los gases para minimizar este efecto.(renovacin de la carga)

(Expansin - Escape de Gases). Una vez que el pistn ha alcanzado el PMS y la mezcla est comprimida, se la enciende por una chispa entre los dos electrodos de la buja, liberando energa y alcanzando altas presiones y temperaturas en el cilindro. El pistn se desplaza hacia abajo, realizando trabajo hasta que se descubre la lumbrera de escape. Al estar a altas presiones, los gases quemados salen por ese orificio.

El rendimiento de este motor es inferior respecto al motor de 4 tiempos, ya que tiene un rendimiento volumtrico menor y el escape de gases es menos eficaz. Tambin son ms contaminantes. Por otro lado, suelen dar ms par motor en la unidad de tiempo (potencia) para la misma cilindrada, ya que este hace una explosin en cada revolucin, mientras el motor de 4 tiempos hace una explosin por cada 2 revoluciones, y cuenta con ms partes mviles. En el pasado fueron sumamente populares por sus elevadas prestaciones en las motocicletas hasta una cierta cilindrada, ya que al aumentar sta su consumo era excesivo.

ste tipo de motores se utilizan mayoritariamente en motores de poca cilindrada (ciclomotores, desbrozadoras, cortasetos, motosierras, etc), ya que es ms barato y sencillo de construir, y su emisin de contaminantes elevada es muy baja en valor absoluto.

5. Eficiencia

La eficiencia o rendimiento trmico de un motor de este tipo depende de la relacin de compresin, proporcin entre los volmenes mximo y mnimo de la cmara de combustin. Esta proporcin suele ser de 8 a 1 hasta 10 a 1 en la mayora de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando as la eficiencia del motor, pero este diseo requiere la utilizacin de combustibles de alto ndice de octanos para evitar la detonacin.

Una relacin de compresin baja no requiere combustible con alto nmero de octanos para evitar este fenmeno; de la misma manera, una compresin alta requiere un combustible de alto nmero de octanos, para evitar los efectos de la detonacin, es decir, que se produzca una auto ignicin del combustible antes de producirse la chispa en la buja.

El rendimiento medio de un buen motor Otto de 4 tiempos es de un 25 a un 30%, inferior al rendimiento alcanzado con motores disel, que llegan a rendimientos del 30 al 45%, debido precisamente a su mayor relacin de compresin.

Casi todos los motores de este tipo se fabrican para el transporte y deben trabajar variando la entrega de potencia constantemente. Debido a esto el rendimiento de los mismos cae bruscamente al trabajar con carga parcial (cuanto menos carga porcentualmente, peor rendimiento), ya que, cuando esto sucede la cmara de compresin mantiene su volumen dando una compresin real baja y transformando gran parte de la energa en calor.

Algunos fabricantes han fabricado motores con sistemas de compresin variable, pero siempre dedicado a variar de aproximadamente 7:1 a 14:1 y en relacin a las RPM.

Para conseguir buenas eficiencias sera necesario variar la compresin desde 1:7 hasta 1:140 en casos de carga del 10% y hacerlo en relacin a la cantidad de aire introducida para evitar detonaciones anticipadas.

6. Proporcin de aire y combustible

Esta proporcin ha de permanecer lo ms uniforme posible, dentro de unos estrechos mrgenes de variacin, se denomina factor lambda y se sita alrededor de 14-15 partes de aire en peso por cada parte de gasolina en peso, estando la mezcla estequiomtrica aire/gasolina en 14,7:1

7. Control del par motor

Se efecta controlando la cantidad de aire o mezcla carburada que entra al motor, mediante el acelerador. De esta manera ajusta el conductor el par motor a la carga motor.

La eficiencia o rendimiento de los motores Otto modernos se ve limitada por varios factores, entre otros, la prdida de llenado en el proceso de renovacin de la carga energa por la friccin y la refrigeracin.

En el ciclo Otto los motores trabajan en un rango de presiones de combustin de 25 a 30 bares, partiendo de una relacin de compresin de 9 a 10, y en los que la relacin de aire/combustible (factor lambda), toma valores de 0,9 a 1,1.

8. Invencin del motor de combustin interna

El primer inventor, hacia 1862, fue el francs Alphonse Beau de Rochas. El segundo, hacia 1875, fue el alemn doctor Nikolaus August Otto. Como ninguno de ellos saba de la patente del otro hasta que se fabricaron motores en ambos pases, hubo un pleito. De Rochas gan cierta suma de dinero, pero Otto se qued con la fama: el principio termodinmico del motor de cuatro tiempos se llama an ciclo de Otto.

Otto construy su motor en 1866 junto con su compatriota Eugen Langen. Se trataba de un motor de gas que poco despus dio origen al motor de combustin interna de cuatro tiempos. Otto desarroll esta mquina, que despus llevara su nombre (motor cclico Otto), en versiones de cuatro y dos tiempos.

9. Enunciado

Un ciclo Otto ideal modela el comportamiento de un motor de explosin. Este ciclo est formado por seis pasos, segn se indica en la figura. Pruebe que el rendimiento de este ciclo viene dado por la expresin

siendo r = VA / VB la razn de compresin igual al cociente entre el volumen al inicio del ciclo de compresin y al final de l. Para ello, halle el rendimiento a partir del calor que entra en el sistema y el que sale de l; exprese el resultado en trminos de las temperaturas en los vrtices del ciclo y, con ayuda de la ley de Poisson, relacione este resultado con los volmenes VA y VB.10. Descripcin del ciclo

Un ciclo Otto ideal es una aproximacin terica al comportamiento de un motor de explosin. Las fases de operacin de este motor son las siguientes:

Admisin (1)El pistn baja con la vlvula de admisin abierta, aumentando la cantidad de mezcla (aire + combustible) en la cmara. Esto se modela como una expansin a presin constante (ya que al estar la vlvula abierta la presin es igual a la exterior). En el diagrama PV aparece como la lnea recta EA. Compresin (2)El pistn sube comprimiendo la mezcla. Dada la velocidad del proceso se supone que la mezcla no tiene posibilidad de intercambiar calor con el ambiente, por lo que el proceso es adiabtico. Se modela como la curva adiabtica reversible AB, aunque en realidad no lo es por la presencia de factores irreversibles como la friccin. CombustinCon el pistn en su punto ms alto, salta la chispa de la buja. El calor generado en la combustin calienta bruscamente el aire, que incrementa su temperatura a volumen prcticamente constante (ya que al pistn no le ha dado tiempo a bajar). Esto se representa por una iscora BC. Este paso es claramente irreversible, pero para el caso de un proceso iscoro en un gas ideal el balance es el mismo que en uno reversible. Expansin (3)La alta temperatura del gas empuja al pistn hacia abajo, realizando trabajo sobre l. De nuevo, por ser un proceso muy rpido se aproxima por una curva adiabtica reversible CD. Escape (4)Se abre la vlvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistn a una temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla fra en la siguiente admisin. El sistema es realmente abierto, pues intercambia masa con el exterior. No obstante, dado que la cantidad de aire que sale y la que entra es la misma podemos, para el balance energtico, suponer que es el mismo aire, que se ha enfriado. Este enfriamiento ocurre en dos fases. Cuando el pistn est en su punto ms bajo, el volumen permanece aproximadamente constante y tenemos la iscora DA. Cuando el pistn empuja el aire hacia el exterior, con la vlvula abierta, empleamos la isobara AE, cerrando el ciclo.

En total, el ciclo se compone de dos subidas y dos bajadas del pistn, razn por la que se le llama motor de cuatro tiempos.

En un motor real de explosin varios cilindros actan simultneamente, de forma que la expansin de alguno de ellos realiza el trabajo de compresin de otros.

11. Eficiencia en funcin del calor

Al analizar el ciclo Otto ideal, podemos despreciar en el balance los procesos de admisin y de escape a presin constante AE y EA, ya que al ser idnticos y reversibles, en sentido opuesto, todo el calor y el trabajo que se intercambien en uno de ellos, se cancela con un trmino opuesto en el otro.

11.1 Intercambio de calorDe los cuatro procesos que forman el ciclo cerrado, no se intercambia calor en los procesos adiabticos AB y CD, por definicin. S se intercambia en los dos procesos iscoros.

En la ignicin de la mezcla BC, una cierta cantidad de calor Qc (procedente de la energa interna del combustible) se transfiere al aire. Dado que el proceso sucede a volumen constante, el calor coincide con el aumento de la energa interna

El subndice "c" viene de que este calor se intercambia con un supuesto foco caliente. En la expulsin de los gases DA el aire sale a una temperatura mayor que a la entrada, liberando posteriormente un calor | Qf | al ambiente. En el modelo de sistema cerrado, en el que nos imaginamos que es el mismo aire el que se comprime una y otra vez en el motor, modelamos esto como que el calor | Qf | es liberado en el proceso DA, por enfriamiento.

El valor absoluto viene de que, siendo un calor que sale del sistema al ambiente, su signo es negativo. Su valor, anlogamente al caso anterior, es

El subndice "f" viene de que este calor se cede a un foco fro, que es el ambiente.

11.2 Trabajo realizadoDe forma opuesta a lo que ocurre con el calor, no se realiza trabajo sobre el sistema en los dos procesos iscoros. S se realiza en los dos adiabticos.

En la compresin de la mezcla AB, se realiza un trabajo positivo sobre el gas. Al ser un proceso adiabtico, todo este trabajo se invierte en incrementar la energa interna, elevando su temperatura:

En la expansin CD es el aire el que realiza trabajo sobre el pistn. De nuevo este trabajo til equivale a la variacin de la energa interna

este trabajo es negativo, por ser el sistema el que lo realiza.

El trabajo til realizado por el motor ser el trabajo neto entregado, igual a lo que produce (en valor absoluto) menos lo que emplea en funcionar

Por tratarse de un proceso cclico, la variacin de la energa interna es nula al finalizar el ciclo. Esto implica que el calor neto introducido en el sistema debe ser igual al trabajo neto realizado por este, en valor absoluto.

como se comprueba sustituyendo las relaciones anteriores.

11.3 Rendimiento

El rendimiento (o eficiencia) de una mquina trmica se define, en general como lo que sacamos dividido por lo que nos cuesta. En este caso, lo que sacamos es el trabajo neto til, | W | . Lo que nos cuesta es el calor Qc, que introducimos en la combustin. No podemos restarle el calor | Qf | ya que ese calor se cede al ambiente y no es reutilizado (lo que violara el enunciado de Kelvin-Planck). Por tanto

Sustituyendo el trabajo como diferencia de calores

Esta es la expresin general del rendimiento de una mquina trmica.12. Eficiencia en funcin de las temperaturas

Sustituyendo las expresiones del calor que entra en el sistema, | Qc | , y el que sale de l, | Qf | , obtenemos la expresin del rendimiento

Vemos que el rendimiento no depende de la cantidad de aire que haya en la cmara, ya que n se cancela.

Podemos simplificar estas expresiones observando que BC y DA son procesos iscoros, por lo que

y que AB y CD son adiabticos, por lo que cumplen la ley de Poisson (suponindolos reversibles)

con = 1.4 la relacin entre las capacidades calorficas a presin constante y a volumen constante. Sustituyendo la igualdad de volmenes

y dividiendo la segunda por la primera, obtenemos la igualdad de proporciones

Restando la unidad a cada miembro

Intercambiando el denominador del primer miembro, con el numerador del ltimo llegamos a

y obtenemos finalmente el rendimiento

esto es, la eficiencia depende solamente de la temperatura al inicio y al final del proceso de compresin, y no de la temperatura tras la combustin, o de la cantidad de calor que introduce sta.

Puesto que TB < TC, siendo TC la temperatura mxima que alcanza el aire, vemos ya que este ciclo va a tener un rendimiento menor que un ciclo de Carnot que opere entre esas las temperaturas TA y TC.

13. Eficiencia en funcin de la razn de compresin

Aplicando de nuevo la relacin de Poisson

podemos expresar el rendimiento como

con r = VA / VB la razn de compresin entre el volumen inicial y el final.

La eficiencia terica de un ciclo Otto depende, por tanto, exclusivamente de la razn de compresin. Para un valor tpico de 8 esta eficiencia es del 56.5%.

14. Ejemplo prctico

Supongamos un ciclo Otto ideal con una relacin de compresin de 8. Al inicio de la fase de compresin, el aire est a 100kPa y 17C. En la combustin se aaden 800kJ/kg de calor. Vamos a determinar la temperatura y la presin mximas que se producen en el ciclo, la salida de trabajo neto y el rendimiento de este motor.

14.1 Temperatura mximaEl aire contenido en el motor se calienta en dos fases: durante la compresin y como consecuencia de la ignicin.

En la compresin, obtenemos la temperatura final aplicando la ley de Poisson

Sustituyendo los valores numricos

El segundo incremento de temperatura se produce como resultado de la combustin de la gasolina. De acuerdo con los datos, la cesin de calor es de 800kJ por kg de aire, esto es, es un dato relativo. Obtenemos el incremento de temperatura como

Siendo

el peso molecular medio del aire. Despejando y sustituyendo

Vemos que en la combustin la temperatura crece el triple que en la compresin.

14.2 Presin mxima

La presin tambin se incrementa en dos fases, pero para hallar la presin mxima no necesitamos calcular los incrementos por separado. Nos basta con hallar la presin en el punto C y esto lo podemos hacer aplicando la ley de los gases idealesEl volumen en C es el mismo que en B y este lo sacamos del volumen A mediante la razn de compresin

Aplicando de nuevo la ley de los gases ideales obtenemos finalmente

Tanto en el clculo de la temperatura como en el de la presin mxima hemos usado la aproximacin de que la capacidad calorfica molar del aire es la misma a todas las temperaturas. Un clculo preciso requiere usar las tablas empricas de variacin de cV con T y los resultados correctos pueden diferir en torno a un 10%.

14.3 RendimientoEl rendimiento de un ciclo Otto ideal con una razn de compresin de 8 es

Cuando se tiene en cuenta que la capacidad calorfica vara con la temperatura, resulta un valor inferior para el rendimiento, en torno al 52%.

14.4 Trabajo neto

El trabajo neto (por unidad de masa) lo podemos obtener conocidos el calor que entra y el rendimiento del ciclo

No obstante, podemos desglosar el clculo, hallando cunto cuesta comprimir el aire, y cuanto trabajo devuelve el gas en la expansin.

El trabajo de compresin por unidad de masa es

y el devuelto en la expansin

La temperatura en el punto D no la conocemos, pero la podemos calcular sabiendo que los puntos C y D estn unidos por una adiabtica

y resulta un trabajo de expansin y resulta un trabajo de expansin

El trabajo neto, igual al que desarrolla el gas, menos lo que cuesta comprimirlo es

15. Lmites prcticos

El clculo anterior establece un lmite mximo para la eficiencia de un motor de explosin. De acuerdo con esta expresin la forma de aumentar el rendimiento es incrementar la razn de compresin r. Sin embargo, esta razn no se puede incrementar indefinidamente. Uno de los motivos es que al comprimir el gas este se calienta, siendo su temperatura al final de la compresinTB=TAr 1si esta temperatura es lo suficientemente alta, puede producirse la autoignicin, en la cual la gasolina se quema espontneamente (como el gasleo en un ciclo Diesel) antes de que salte la chispa de la buja. Esto tiene efectos destructivos para el motor, por lo que debe ser evitado. Para evitar la autoignicin puede usarse gasolina de mayor octanaje, o emplear aditivos, como algunos derivados del plomo, hoy prohibidos.

Una segunda fuente de limitacin lo da el que el ciclo Otto ideal es solo una aproximacin al ciclo real. En el ciclo real los procesos son curvas ms suaves, correspondientes adems a procesos irreversibles

Entre los efectos irreversibles no considerados en el ciclo ideal destaca la friccin del mbolo con el cilindro. Esta friccin disipa energa por calentamiento (que en ausencia de aceite llega a gripar el motor, por fusin de las piezas). Por todo ello, el rendimiento de un motor de explosin real puede estar en torno al 25% o 30%.

16. Motores de encendido provocado por chispa (Otto, Gasolina)

Pueden ser de dos o de cuatro tiempos. Siendo cada tiempo, el recorrido completo del pistn en el cilindro en un sentido u otro.En el caso de los motores de encendido provocado por chispa (motores Otto, o de gasolina) el funcionamiento es el siguiente, para una mquina de cuatro tiempos

Los motores de encendido provocado por chispa de dos tiempos realizan toda las operaciones antes descritas pero con dos recorridos del pistn. Generalmente, en vez de llevar vlvulas, posee tres lumbreras (conductos): una de escape, otra de admisin y otra de transferencia, que quedan abiertas o cerradas, segn la posicin del pistn. Estos motores son tpicos en las motocicletas, maquinaria agrcola ligera, grupos electrgenos y motobombas.

17. Motor ciclo Otto (motor de encendido por chispa o motor de gasolina)

17.1 Orgenes del motor Otto

El motor de encendido por chispa est basado en principios tericos enunciados por Beau De Rocchas, segn los cuales la combustin se verifica a volumen constante, y fue realizado prcticamente por el alemn Otto, en 1862.

Suele llamarse, en general, motor de ciclo Otto.

17.2 Utilizacin del motor OttoA la categora de motores Otto (encendido por chispa) pertenece la mayor parte de los motores de automovilismo, una gran parte de los motores para traccin industrial, todos los motores para motociclos y aeronaves y una buena parte de los motores para aplicaciones nuticas y grcolas.

Los motores de encendido por chispa funcionan a 4 o a 2 tiempos, pero el ciclo de 2 tiempos es poco usado a causa de las prdidas de mezcla que se producen a travs del escape y del consiguiente elevado consumo del combustible.

Por tanto, la gran mayora de los motores Otto funcionan segn el ciclo operatorio de 4 tiempos. El de 2 tiempos se adopta solamente en casos particulares, como son los motores fuera-borda y los pequeos motores de motocicleta.

17.3 Combustible utilizado en un motor OttoEl combustible de un motor Otto es la gasolina, esto es: hidrocarburos ligeros de elevado poder calorfico, que se evaporan fcilmente. Pueden usarse tambin combustibles gaseosos o asimismo gas licuado, pero su empleo es menos prctico y, por ello, mucho menos difundido.

17.4 Alimentacin del motor OttoLos motores Otto pueden ser alimentados por carburacin o por Inyeccin. En este segundo caso, el combustible se mezcla al aire inyectndolo en el conducto de aspiracin en la toma de la vlvula, o bien directamente en la cmara de combustin; con todo, este ltimo mtodo es el menos empleado.

La alimentacin por inyeccin del motor Otto tiene la ventaja, en el caso de los motores pluricilndricos, de distribuir de manera uniforme el combustible en los diversos cilindros, de no ser sensible a la aceleracin y de no estar sujeto a formaciones de hielo, pero es ms complicada y costosa, especialmente por lo que respecta a la regulacin y, por ello, no ha tenido todava una gran difusin.

18. Conclusiones

La combustin es un proceso de oxidacin rpida de una sustancia, acompaado de un aumento de calor y frecuentemente de luz.

Los procesos de combustin liberan energa, casi siempre en forma de calor. La forma ms comn de aprovechar esta energa es el motor de combustin interna que es un tipo de mquina que obtiene energa mecnica directamente de la energa qumica producida por un combustible que arde dentro de una cmara de combustin.

En la historia existieron dos teoras de combustin importantes.

Teora del flogistio: Basada en la existencia de un "principio de la combustibilidad" que denominado "flogisto" por Ernest Stalh. De acuerdo con sus ideas, los metales estaban formados por flogisto y la cal correspondiente, de modo que, cuando se calcinaban, el flogisto se desprenda y dejaba libre la cal.

Teora de combustin por Lavoisier: Lavoisier demostr que la combustin es un proceso en el cual el oxgeno se combina con otra sustancia en la que sucede un aumento de calor.

19. Bibliografa

http://laplace.us.es/wiki/index.php/Ciclo_Ottohttp://www.biografiasyvidas.com/biografia/o/otto.htmhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Otto#Ciclo_de_2_vueltas_de_cig.C3.BCe.C3.B1al_.284_Tiempos.29http://demotor.net/motor_otto.htmlhttp://html.rincondelvago.com/motores-de-combustion-interna_3.html

ING. INDUSTRIAL2