EL MOTOR

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EL MOTOR El ciclo Otto es el ciclo termodinámico que se aplica en los motores de combustión interna de encendido provocado (motores de gasolina). Inventado por Nicolau Otto en 1872. Se caracteriza porque en una primera aproximación teórica, todo el calor se aporta a volumen constante. 1 Ciclo de 2 vueltas de cigüeñal (4 Tiempos) 2 Ciclo de una 1 vuelta de cigüeñal (2 Tiempos) 3 Eficiencia 4 Proporción de aire y combustible 5 Control del par motor 6 Invención del motor de combustión interna 7 Véase también 8 Enlaces externos Ciclo de 2 vueltas de cigüeñal (4 Tiempos) [editar ] El ciclo consta de cuatro procesos, dos de los cuales no participan en el ciclo termodinámico del fluido operante pero son fundamentales para la renovación del mismo: E-A: admisión a presión constante (renovación de la carga ). A-B: compresión de los gases e isotrópica . B-C: combustión, aporte de calor a volumen constante. La presión se eleva rápidamente antes de comenzar el tiempo útil. C-D: fuerza, expansión isoentrópica o parte del ciclo que entrega trabajo. D-A: Escape, cesión del calor residual al ambiente a volumen constante. A-E: Escape, vaciado de la cámara a presión constante (renovación de la carga. )(isotónica). 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 último, junto con elmotor diésel , es el más utilizado en los automóviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho menos que el motor de dos tiempos.

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el motor de una maquinaria pesada

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EL MOTORElciclo Ottoes elciclo termodinmicoque se aplica en losmotores de combustin internade encendido provocado (motores de gasolina). Inventado porNicolau Ottoen 1872. Se caracteriza porque en una primera aproximacin terica, todo el calor se aporta a volumen constante. 1Ciclo de 2 vueltas de cigeal (4 Tiempos) 2Ciclo de una 1 vuelta de cigeal (2 Tiempos) 3Eficiencia 4Proporcin de aire y combustible 5Control del par motor 6Invencin del motor de combustin interna 7Vase tambin 8Enlaces externosCiclo de 2 vueltas de cigeal (4 Tiempos)[editar]El ciclo consta de cuatro procesos, dos de los cuales no participan en elciclo termodinmicodel fluido operante pero son fundamentales para la renovacindel mismo: E-A: admisin a presin constante (renovacin de la carga). A-B: compresin de los gases eisotrpica. 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.)(isotnica).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 elmotor 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 tiemposArtculo principal:Ciclo de cuatro tiempos1. Durante la primera fase, el pistn se desplaza hasta el PMI (Punto Muerto Inferior) y lavlvulade admisin permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla decombustibleyairehacia dentro del cilindro (esto no significa que entre de formagaseosa).2. Durante la segunda fase las vlvulas permanecen cerradas y el pistn se mueve hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire ycombustible. Cuando el pistn llega al final de esta fase, una chispa en labujaenciende la mezcla.3. Durante la tercera fase, se produce la combustin de la mezcla, liberandoenergaque provoca la expansin de los gases y el movimiento del pistn hacia el PMI. Se produce la transformacin de laenerga qumicacontenida en el combustible enenerga mecnicatrasmitida al pistn, que la trasmite a labiela, y la biela la trasmite alcigeal, de donde se toma para su utilizacin.4. 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 desobrealimentacin, ya sea mediante empleo delturbocompresoro mediantecompresores volumtricos o tambin llamadoscompresores de desplazamiento positivo.

Motor de dos tiemposArtculo principal:Ciclo de dos tiempos1. (Admisin - Compresin). Cuando elpistnalcanza 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 elcrterde pre compresin .(Esto no significa que entre de formagaseosa). 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 pre comprimida 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)2. (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 labuja, liberando energa y alcanzando altas presiones y temperaturas en elcilindro. Elpistnse 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 mspar motoren 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,corta setos,motosierras, etc), ya que es ms barato y sencillo de construir, y su emisin de contaminantes elevada es muy baja en valor absoluto.EficienciaArtculo principal:Rendimiento trmicoLa eficiencia orendimiento trmicode un motor de este tipo depende de larelacin 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 ladetonacin.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 ladetonacin, 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 mayorrelacin 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.Proporcin de aire y combustible[editar]Esta proporcin ha de permanecer lo ms uniforme posible, dentro de unos estrechos mrgenes de variacin, se denominafactor lambday se sita alrededor de 14-15 partes de aire en peso por cada parte degasolinaen peso, estando la mezcla estequiometria aire/gasolina en 14,7:1Control del par motor[editar]Se efecta controlando la cantidad de aire o mezcla carburada que entra al motor, mediante elacelerador. De esta manera ajusta el conductor elpar motora lacarga 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 derenovacin de la cargaenerga por la fricciny la refrigeracin.En el ciclo Otto los motores trabajan en un rango de presiones de combustin de 25 a 30bares, 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.Invencin del motor de combustin interna]El primer inventor, hacia 1862, fue el francsAlphonse Beau de Rochas. El segundo, hacia1875, fue el alemn doctorNikolaus 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.Vase tambin [ Motor de combustin interna Motor de explosin Gasolina Avgas 100LL GLPEnlaces externos[ Animacin - Ciclo Otto