UNIDAD 02. EL MOTOR OTTO DE CUATRO TIEMPOS
20
J.H.G. MOTORES El Motor Otto de cuatro tiempos. 1 CARACTERISTICAS DEL MOTOR OTTO Consume una mezcla de aire y combustible que ha sido previamente preparada. Los procesos de admisión de la mezcla y posterior expulsión de los gases quemados están controlados por válvulas. Dispone de un sistema de encendido eléctrico, cuya chispa inflama la mezcla que se encuentra comprimida en la cámara de combustión. El ciclo de funcionamiento se realiza en cuatro tiempos: ADMISIÓN: de una mezcla de aire y combustible. COMPRESIÓN: de la misma. COMBUSTIÓN-EXPANSIÓN: de la mezcla. ESCAPE: de los gases quemados. El encendido de la mezcla es mediante chispa eléctrica El ciclo se completa cada dos vueltas del cigüeñal (720º).
-
Upload
diego-algaba -
Category
Documents
-
view
11.186 -
download
2
Transcript of UNIDAD 02. EL MOTOR OTTO DE CUATRO TIEMPOS
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
1
CARACTERISTICAS DEL MOTOR OTTO
Consume una mezcla de aire y combustible que ha sidopreviamente preparada.
Los procesos de admisión de la mezcla y posterior expulsión delos gases quemados están controlados por válvulas.
Dispone de un sistema de encendido eléctrico, cuya chispainflama la mezcla que se encuentra comprimida en la cámarade combustión.
El ciclo de funcionamiento se realiza en cuatro tiempos:
ADMISIÓN: de una mezcla de aire y combustible.
COMPRESIÓN: de la misma.
COMBUSTIÓN-EXPANSIÓN: de la mezcla.
ESCAPE: de los gases quemados.
El encendido de la mezcla es mediante chispa eléctrica
El ciclo se completa cada dos vueltas del cigüeñal (720º).
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
2
CARACTERISTICAS DEL MOTOR OTTO.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
3
CARACTERISTICAS DEL MOTOR OTTO
Combustible
Se usa generalmente la gasolina.
Posee un alto poder calorífico (Aprox. 10.400kcal por cada kg.).
Es muy volátil y se gasifica con facilidad, lo que favorece launión con el oxigeno del aire para formar la mezcla.
El índice de octanos define su poder antidetonante(temperatura que puede alcanzar cuando se comprime sin quellegue a auto encenderse). A medida que aumenta el índice deoctano, disminuye el riesgo de autoencendido.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
4
CARACTERISTICAS DEL MOTOR OTTO
Preparación de la mezcla
El combustible ha de mezclarse con el aire (aporta el oxigenonecesario para la combustión).
Esta se realiza en el conducto de admisión y es arrastrada alinterior del cilindro durante el proceso de admisión paradespués ser comprimida.
El sistema de inyección dosifica y pulveriza el combustible,mezclándolo con el aire que esta pasando a gran velocidad porel colector de admisión.
Los dos elementos se combinan en una proporción aprox. de:14.7 Kg. de aire por cada 1 Kg. de gasolina.
La proporción puede variar entre:
Una mezcla pobre de máximo rendimiento (18/1).
Una mezcla rica de máxima potencia (12.5/1).
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
5
CARACTERISTICAS DEL MOTOR OTTO
Encendido
La combustión de la mezcla se inicia al final de la compresiónpor el salto de una chispa eléctrica en la bujía, proporcionadapor el sistema de encendido, momentos antes de que el pistónllegue a su P.M.S. (avance al encendido).
Este efecto es necesario, para compensar el tiempo que la llamatarda en propagarse y generar una alta presión.
La presión máxima de combustión se aplica sobre la cabeza delpistón cuando este ya ha superado el P.M.S.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
6
CARACTERISTICAS DEL MOTOR OTTO
Regulación de la carga
Se efectúa mediante una mariposa de gases, dispuesta en elcolector de admisión, que es mandada por el pedal delacelerador.
A mayor apertura de la mariposa, mayor cantidad de mezclaque pasa, aumentándose así la energía obtenida en lacombustión.
Según las necesidades de funcionamiento se regula la cantidadde mezcla que admitirá el motor, pero manteniendoaproximadamente la misma proporción aire/gasolina.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
7
CONSTITUCIÓN DEL MOTOR OTTO
Esta formado por un pistón de movimiento alternativo y un sistemade biela y cigüeñal, encargado de transformar el movimiento linealdel pistón en movimiento de rotación.
El pistón se desplaza dentro del cilindro; la estanqueidad entre estosdos elementos está asegurada por unos anillos elásticos, que semontan en el pistón, llamados segmentos.
En la parte superior del cilindro se forma lacámara de combustión donde se comprimey se quema la mezcla, en su interior sedisponen las válvulas de admisión y escapey la bujía de encendido.
La parte central constituye el armazón delbloque y se denomina bloque, en su partesuperior se fija culata y la inferior quedacerrada por el cárter.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
8
CONSTITUCIÓN DEL MOTOR OTTO
Desplazamiento del pistón
CARRERA: Distancia que recorre el pistón entre el P.M.S. y elP.M.I.
PUNTO MUERTO SUPERIOR(P.M.S.): Punto mas altodentro de su recorrido por elcilindro donde el pistóncambia de sentido en sumovimiento alternativo.
PUNTO MUERTO INFERIOR(P.M.I.): Punto mas bajodentro de su recorrido por elcilindro donde el pistóncambia de sentido en sumovimiento alternativo.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
9
CONSTITUCIÓN DEL MOTOR OTTO
Desplazamiento del pistón
VOLUMEN DEL CILINDRO:Espacio que se generacuando el pistón se desplazadesde el P.M.S. al P.M.I.Depende de la carrera y deldiámetro del cilindro
Vù = л.D² . L
4
CILINDRADA TOTAL:
Volumen unitario por elnumero de cilindros.
Vt = Vu . N
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
10
CONSTITUCIÓN DEL MOTOR OTTO
Relación de compresión
Es la relación existente entrelos volúmenes que ocupa lamezcla en el interior delcilindro, cuando el pistón estaen el P.M.I. (Vu + Vc), y elvolumen que ocupa cuandoesté se sitúa en el P.M.S.(Vc).
De el depende la presión y latemperatura final de lacompresión.
Rc = Vu + Vc
Vc
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
11
CICLO DE TRABAJO DE CUATRO TIEMPOS
Se completa en cuatro carreras del pistón, realizándose en cada
una de ellas una operación diferente.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
12
CICLO DE TRABAJO DE CUATRO TIEMPOS
Admisión
El pistón realiza una carrera descendentedesde el P.M.S. al P.M.I.
Con antelación a la llegada del pistón alP.M.S. se abre la válvula de admisión(A.A.A. Adelanto a la Apertura de laAdmisión).
El aumento de volumen en el cilindroprovoca un vacío que aspira la mezclaque entra en el cilindro a gran velocidad.
Poco después de pasar el pistón el P.M.I.la válvula de admisión se cierra (R.C.A.Retraso al Cierre de la Admisión).
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
13
CICLO DE TRABAJO DE CUATRO TIEMPOS
Compresión
El pistón realiza una carrera ascendentedesde el P.M.I. al P.M.S.
Las dos válvulas están cerradas.
El pistón en su carrera ascendentecomprime la mezcla, según la Rc, entre 8y 11 veces el volumen que ocupaba alinicio de la carrera.
El aumento de presión eleva latemperatura de la mezcla, favoreciendola homogeneización de la misma.
Poco antes de que el pistón llegue alP.M.S., salta una chispa en la bujíainiciándose la combustión.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
14
CICLO DE TRABAJO DE CUATRO TIEMPOS
Expansión
Las dos válvulas están cerradas.
El pistón realiza una carrera descendentedesde el P.M.S. al P.M.I.
La combustión de la mezcla comprimidacausa un rápido aumento de latemperatura, apareciendo una altapresión que empuja al pistón hacia abajo(transformación de la energía calorífica,liberada en la combustión, en energíamecánica).
El descenso del pistón aumenta elvolumen dentro del cilindro, haciendoque descienda progresivamente lapresión.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
15
CICLO DE TRABAJO DE CUATRO TIEMPOS
Escape
La válvula de escape se abre al final de lacarrera de expansión (A.A.E. Adelanto a laApertura del Escape).
El pistón realiza una carrera ascendentedesde el P.M.I. al P.M.S.
La presión existente en los gasesquemados hace que estos salgan a granvelocidad hacia el conducto de escape. Elascenso del pistón expulsa el resto de losgases.
La válvula de escape se cierra después deque el pistón haya pasado el P.M.S.(R.C.E.Retraso al Cierre del Escape). Comienzade nuevo la Admisión y el ciclo se repite.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
16
CICLO DE TRABAJO DE CUATRO TIEMPOS
De los cuatro tiempos:
(ADMISIÓN – COMPRESIÓN – EXPANSIÓN – ESCAPE),
solamente el de expansión aporta trabajo.
El impulso es recogido
por el volante de
inercia que, debido a
su masa, es capaz de
almacenar cierta
cantidad de energía
cinética devolviéndola
después para realizar
los otros tres tiempos.
J.H.G. MOTORES El Motor Otto de cuatro tiempos. 17
INTERCAMBIO DE GASES
Los residuos de la combustión deben ser evacuados en su
totalidad para llenar el cilindro con mezcla fresca que será
quemada nuevamente.
De su eficacia depende en gran medida el rendimiento
volumétrico del motor.
Comprende los procesos de admisión de la mezcla en el
cilindro y expulsión de los gases quemados
El intercambio de gases debe
realizarse en un tiempo muy
corto, por lo que es necesario
optimizar el proceso
considerando los efectos de
la inercia a que está sometida
la masa gaseosa.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
18
INTERCAMBIO DE GASES
Cotas de distribución
Marcan los puntos de apertura y cierre de las válvulas.
Se miden en grados de giro del cigüeñal respecto de los PMS y
PMI.
Se determinan para cada motor, dependiendo su valor de las
características constructivas del mismo.
J.H.G. MOTORES
El Motor Otto de cuatro tiempos.
19
INTERCAMBIO DE GASES
Cotas de distribución
Se representan en un diagrama circular llamado diagrama de la
distribución.
(AAE) Avance a la apertura
del escape.
(RCE) Retraso al cierre del
escape.
(AAA) Avance a la apertura
de admisión.
(RCA) Retraso al cierre de
admisión.
J.H.G. MOTORES El Motor Otto de cuatro tiempos.
20
MOTORES OTTO DE CUATRO TIEMPOS
Atendiendo al tipo de mezcla que utilizan, los podemos clasificar en:
Motor Otto de inyección indirecta:
La mezcla esta formada por 14.7 partes
de aire por cada parte de combustible,
además es necesario que en todo su
volumen la proporción sea la misma.
Motor Otto de inyección directa:
El motor tiene dos modos de
funcionamiento que se diferencian por el
tipo de mezcla que utilizan y en que
momento se produce en cada uno de
ellos:
Modo estratificado pobre/carrera de
compresión.
Modo homogéneo/carrera de
admisión.
Inyección en
compresión
Inyección en
admisión
