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 Motor Otto de cuatro tiempos Un motor de combustión interna convierte una parte del calor producido por la combustión de gasolina o de gasoil en trabajo. Hay varias formas de éstos motores. Las más conocidas son las de gasolina, un invento del ingeniero y comerciante alemán  Nikolaus  August Otto 1876 y el motor diesel. El funcionamiento del motor Otto de cuatro tiempos: Cada cilindro tiene dos válvulas, la válvula de admisión A y la de escape E . Un mecanismo que se llama árbol de levas las abre y las cierra en los momentos adecuados. El movimiento de vaivén del émbolo se transforma en otro de rotación por una biela y una manivela. El funcionamiento se explica con cuatro fases que se llaman tiempos: 1. tiempo (aspiración): El pistón baja y hace entrar la mezcla de aire y gasolina preparada por el carburador en la cámara de combustión. 2. tiempo (compresión): El émbolo comprime la mezcla inflamable. Aumenta la temperatura. 3. tiempo (carrera de trabajo): Una chispa de la bujía inicia la explosión del gas, la presión aumenta y empuja el pistón hacia abajo. Así el gas caliente realiza un trabajo. 4. tiempo (carrera de escape): El pistón empuja los gases de combustión hacia el tubo de escape. El árbol de manivela convierte el movimiento de vaivén del pistón en otro de rotación. Durante dos revoluciones sólo hay un acto de trabajo, lo que provoca vibraciones fuertes. Para reducir éstas, un motor normalmente tiene varios cilindros, con las carreras de trabajo bien repartidas. En coches corrientes hay motores de 4 cilindros, en los de lujo 6, 8, 12 o aún más.

Motor Otto de Cuatro Tiempos

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Motor Otto de cuatro tiemposUn motor de combustión interna convierte una parte del calor producido por la combustión de gasolina o de gasoil en trabajo.Hay varias formas de éstos motores. Las más conocidas son las degasolina, un invento del ingeniero y comerciante alemán Nikolaus

 August Otto 1876 y el motor diesel. El funcionamiento del motor Otto de cuatro tiempos: Cada cilindro tiene dos válvulas, la válvula de admisión A y la deescape E . Un mecanismo que se llama árbol de levas las abre y lascierra en los momentos adecuados. El movimiento de vaivén delémbolo se transforma en otro de rotación por una biela y unamanivela.

El funcionamiento se explica con cuatro fases que se llamantiempos: 

1.  tiempo (aspiración):El pistón baja y hace entrar la mezcla de aire y gasolinapreparada por el carburador en la cámara de combustión.

2.  tiempo (compresión):El émbolo comprime la mezcla inflamable. Aumenta latemperatura.

3.  tiempo (carrera de trabajo):Una chispa de la bujía inicia la explosión del gas, la presiónaumenta y empuja el pistón hacia abajo. Así el gas calienterealiza un trabajo.

4. 

tiempo (carrera de escape):El pistón empuja los gases de combustión hacia el tubo deescape.El árbol de manivela convierte el movimiento de vaivén delpistón en otro de rotación. Durante dos revoluciones sólo hayun acto de trabajo, lo que provoca vibraciones fuertes. Parareducir éstas, un motor normalmente tiene varios cilindros, conlas carreras de trabajo bien repartidas. En coches corrienteshay motores de 4 cilindros, en los de lujo 6, 8, 12 o aún más.

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Ciclo teórico de un motor de cuatro tiempos

En un motor de una moto de cuatro tiempos, hay un ciclo teórico que es labase para entender el funcionamiento del ciclo real, pero como sunombre lo indica, no precisamente sucede lo que se describe.El primer tiempo del ciclo es el de aspiración de la carga fresca,compuesta por aire (comburente) y la gasolina (combustible). En estemomento el pistón desciende desde el Punto muerto superior hasta el

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inferior, mientras que el cigüeñal gira 180º, de la misma forma quela válvula de admisión (de 0º a 180º) dando paso a la mezcla.El segundo tiempo está dado por la compresión, cuando la válvula secierra en 180º dejando el interior del cilindro sellado. El pistón sube y eleva

la presión de la mezcla reduciendo el volumen que la contiene, mientrasque el cigüeñal completa su primera vuelta a 360º.El tercer tiempo inicia en el momento en que el pistón se encuentra en elpunto muerto superior, y la bujía emite una chispa que inicia la combustióndel combustible, transformando su energía en calor. Esta transformacióngenera una expansión que hace que el pistón baje violentamente, produciendo el trabajo.En el cuarto tiempo tenemos al pistón abajo del todo, y los gases de lacombustión llenando el cilindro, los cuales son retirados por la segunda 

carrera ascendente del pistón. Posteriormente se hable la válvula deescape, la cual con la fuga de los gases se cierra y permite que se reinicienlos ciclos.

Diferencia entre los ciclos Otto real y teórico

Entre el ciclo indicado y el ciclo teórico correspondiente existen diferenciassustanciales tanto en la forma del diagrama como en los valores detemperaturas y presiones.

La diferencia de forma consiste en un perfil distinto en las curvas deexpansión y compresión, en la sustitución de los trazos rectilíneos deintroducción y sustracción del calor por trazos curvos y el redondeamientode los ángulos agudo. Las causas de tales diferencias se fundan en lassiguientes razones:

1.  Perdidas de calor. En el ciclo teórico son nulas, pero bastantesensibles, por el contrario, en el ciclo real. Como el cilindro estarefrigerado para asegurar el buen funcionamiento del pistón, una

cierta parte de calor del fluido se transmite a las paredes. Las líneasde compresión y expansión no son, por consiguiente, adibaticas, sinopolitropicas, con exponente n, diferente de k. Como el fluidoexperimenta una perdida de calor se tiene evidentemente: para laexpansión, n>k, y para la compresión, n<k. Se produce, por tanto,una perdida de trabajo útil correspondiente a la superficie A dela figura. 

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2.  Combustión no instantánea. En el ciclo teórico, se supone que lacombustión se realiza a volumen constante; es, por tanto,instantánea; en el ciclo real, por el contrario, la combustión dura uncierto tiempo. Si el encendido tuviese lugar justamente en el P.M.S.,la combustión ocurriría mientras el pistón se aleja de dicho punto, y el

valor de la presión sería inferior al previsto, con la correspondienteperdida de trabajo útil.

Por ello es necesario anticipar el encendido de forma que lacombustión pueda tener lugar, en su mayor parte, cuando el pistónse encuentra en la proximidad del P.M.S. Esto produce un redondeamiento de la línea teórica 2-3 de introducción del calor y, por tanto,una pérdida de trabajo útil representada por el área B. Pero estapérdida resulta de cuantía bastante menor de la que se tendría sinadelantar el encendido.

3.  Tiempo de abertura de la válvula de escape.

En el ciclo teórico también habíamossupuesto que la sustracción de calor ocurría instantáneamente en el P.M.I Enel ciclo real la sustracción de calor tienelugar en un tiempo a que una parte delos gases salgan del cilindro antes de

que el pistón alcance el P.M.I. demanera que su presión descienda cercadel valor de la presión exterior alcomienzo de la carrera de expulsión.Este hecho provoca una perdida detrabajo útil representada por el arrea C,perdida que es, sin embargo, menor que la que se tendría sin el adelanto dela abertura de la válvula de escape.

Las causas de las diferencias en los valores de la presión y temperaturamáxima son:

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1.  Aumento de los calores específicos del fluido con la temperatura .Como ya sabemos, tanto el calor especifico a presión constante cpcomo el correspondiente a volumen constante cv, de un gas real,crecen con la temperatura, pero de tal forma que su diferenciapermanece constante, es decir, cp - cv = AR; por consiguiente, al

aumentar la temperatura disminuye el valor de la relación k = cp /cv. De lo cual se infiere que los valores de la presión y la temperaturamáximas resultan siempre inferiores a las que se alcanzarían en elcaso en que los calores específicos permanecieron constantes alvariar la temperatura. Este hecho se toma en consideración tambiénal trazar el ciclo teórico del aire; pero, en el caso real, los productosde la combustión tienen calores específicos mayores que el aire, y,por tanto, los valores de la presión y de la temperatura máxima son,en el ciclo real, inferiores a los correspondientes al ciclo teórico. Por esta razón, la superficie y el rendimiento térmico resultan disminuidos.

2.  Disociación en la combustión. Los productos de la combustión sonesencialmente CO2 y H2O, además de otros compuestos, talescomo CO, H2 y O2. La disociación de estos productos es unareacción que se lleva a cabo con la absorción de calor, latemperatura máxima alcanzable es menor y se pierde una ciertacantidad de trabajo. Pero dado que la temperatura disminuyedurante la expansión, se produce un retroceso en la reacción dedisociación. En consecuencia, sobreviene en esta fase una parcial reasociación con desarrollo de calor. Desciende el valor del

exponente de la poli trópica de expansión -el cual debería ser mayoque k por las pérdidas de calor a través de las paredes del cilindro- yse aproxima al de la poli trópica de compresión; por ello, se consigueuna parcial recuperación del trabajo antes perdido.

El ciclo real presenta, por último, otra diferencia importante alcompararlo con el ciclo teórico; durante la carrera de aspiración, lapresión en el cilindro es inferior a la que se tiene durante la carrerade escape. Salvo casos particulares, en el decurso de la aspiración,la presión resulta inferior a la atmosférica, mientras que durante el

escape es superior. Se crea, por tanto, en el diagrama indicado unasuperficie negativa que corresponde al trabajo perdido. El esfuerzorealizado por el motor para efectuar la aspiración y el escape sellama trabajo de bombeo y esta, por lo general, comprendido en eltrabajo perdido por rozamientos.

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Nicolaus Otto

Nicolaus August Otto (Colonia, 10 de Junio de 1832) -

(26 de enero de 1891), , Ingeniero alemán, co-inventor del motor de combustión interna junto con EtienneLenoir. 

Se fue a Italia, donde se interesó por las máquinas de

gas del ingeniero e inventor francés Etienne Lenoir. 

Inició su carrera profesional como comerciante,

aunque pronto la abandonó para ir se a la fabricación

de máquinas motrices de combustión interna.

A pesar de no tener una información técnica sólida,

Otto fabrica su primera máquina en 1867. 

En 1869 fundó una empresa junto con el industrial alemán Eugen Langen. 

Siete años más tarde, Otto abrió otra fábrica en Deutz, cerca de Colonia.

Realizó notables estudios sobre el motor de gas y en 1872 llevó a la

práctica la construcción del motor de combustión interna de cuatro

tiempos. De este modo creó una máquina motriz estática a partir de la

cual desarrollaría el motor Otto. Éste se hizo famoso en todo el mundo

como máquina para el accionamiento de vehículos, trenes, barcos yaviones. Este motor sirvió de base para la invención del motor diesel. 

En los 15 años siguientes se vendieron más de 50.000 motores, muchos de

los cuales se emplearon en fábricas de maquinaria. En 1884, la patente de

Otto se hizo pública.

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1. Introducción: En este punto desarrollaremos más en detalle las diferencias que existenentre el ciclo Otto teórico y ciclo real. En el párrafo presentaremos variosconceptos de gran importancia como potencia de bombeo y presiónmedia efectiva. Este análisis también comienza a relacionar aspectos

técnicos de este ciclo con respecto a sus características decontaminación.Los diferentes puntos que vamos a abordar son:

  Puntos claves y terminología del ciclo Otto real.  Factores que afectan rendimiento el ciclo Otto real.  Mejoras que se hacen al ciclo real para acercarse al ciclo teórico.  Control de potencia en motor Otto.  Control de mezcla de combustible en motos Otto.  Contaminación en motores Otto.  Motores Otto de dos tiempos y motor Wankel.

2. Puntos Claves y Terminología del Ciclo Otto Real: Ciclo Otto Teórico: El ciclo Otto teórico se ve en la figura 1. Típicamente el ciclo lo describe unsistema cilindro-pistón, accionado por un mecanismo biela-manivela. Ladescripción del ciclo Otto teórico se hizo en un punto anterior. Aquí tenemos que recordar los siguientes aspectos básicos que valen para unciclo de cuatro tiempos:El pistón se mueve entre dos extremos llamados Punto Muerto Superior (PMS) y Punto Muerto Inferior (PMI). Se usa el término de punto muerto puescuando el cigueñal se mueve una cierta cantidad de grados en torno alpunto muerto, el desplazamiento vertical del pistón es pequeño. Encambio cuando se mueve los mismos grados a mitad de carrera, eldesplazamiento es grande.Se llama carrera la distancia que hay entre el PMS y PMI. Una carrera, por lo tanto, corresponde a media vuelta de cigueñal.El cilindro se conecta con el exterior por medio de un sistema deadmisión y un sistema de escape. La admisión de mezcla aire/combustiblese controla por medio de una válvula de admisión (VA) y la expulsión degases quemados a la atmósfera se controla por medio de una válvula deescape (VE). El desplazamiento es el volumen que desplaza el pistón entre su carrera

desde el PMS a PMI o vice versa.El volumen mínimo o volumen muerto es el volumen que queda adentrodel cilindro cuando el pistón está justo en el PMS.El volumen máximo es el volumen dentro del cilindro cuando el pistón estáen el PMI.La razón de compresión es el cuociente entre el volumen máximo yvolumen mínimo.

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Un ciclo de 4 tiempos completo se realiza en dos revoluciones completasdel motor (4 carreras): carrera de admisión (VA abierta y VE cerrada,desde PMS a PMI); carrera de compresión (VA y VE cerradas, desde PMI aPMS); carrera de trabajo (VA y VE cerradas, desde PMS a PMI) y carrera deexpulsión o escape (VA cerrada, VE abierta, desde PMI a PMS).

Potencia de Bombeo: El ciclo real tiene dos áreas de trabajo. Un área positiva que corresponde ala evolución 1-2-3-4 y un área de trabajo negativo que corresponde altrabajo de aspiración 0-1 más el trabajo de expulsión 1-0. Esta área detrabajo negativo se llama trabajo de bombeo y corresponde al trabajonecesario a hacer debido al llenado y vaciado de cilindro.La potencia de bombeo es simplemente el trabajo de bombeo que sepierde por unidad de tiempo.En la práctica el motor Otto (a gasolina) controla el trabajo generado por ciclo aumentando la potencia de bombeo. En efecto, para el motor Otto,

la razón aire/combustible debe mantenerse casi constante e igual alaestequiométrica en todo el rango de funcionamiento. Por lo tanto a bajapotencia y rpm la solución que se adopta es estrangular la admisión, paraque así entre menos masa de aire y, por lo tanto, también disminuya lacantidad de combustible. Por lo tanto el trabajo de succión que se debehacer durante la admisión crece mucho (es trabajo negativo). Por otrolado en la descarga o vaciado del cilindro también hay un área negativaque tiende a ser importante.De hecho cuando el motor está sin carga y en ralenti, el trabajode bombeo es igual al trabajo positivo generado por el ciclo y el trabajoneto es cero.Presión Media Efectiva: El trabajo neto que entrega el ciclo real es la suma del trabajo positivo(evolución real 1-2-3-4) más el trabajo negativo de bombeo (0-1 más 1-0).Podemos asimilar esta área de trabajo en un diagrama p-V a unrectángulo de área equivalente que tiene como presión mínima la presiónambiente, volumen mínimo el volumen V_2 y volumen máximo elvolumen V_1. La presión máxima de este ciclo teórico es la presión mediaefectiva. En buenas cuentas la presión media efectiva resulta de calcular un cicloteórico, rectangular, que tiene el volumen mínimo y máximo del ciclo,

presión mínima igual a la ambiente y presión máxima tal que el área detrabajo encerrado por este ciclo equivale al trabajo neto del ciclo real.

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Rendimiento Volumétrico: Otro concepto importante en el análisis del rendimiento que tiene un cicloreal es el rendimiento volumétrico. Este simplemente expresa el cuocienteentre la masa de aire real que entra al cilindro en una embolada y la masade aire teórica.

El cilindro tiene un volumen desplazado igual a Vmax - Vmin. Si el cilindroadmitiera aire (mezcla) a presión ambiente, la masa que entra seríasimplemente:$$ m = \varrho \cdot (V_{max} - V_{min}) \qquad = { p_a \over R' \cdotT_a} \times (V_{max} - V_{min}) $$Un menor rendimiento volumétrico hace que el motor pierda potencia.Hay varios fenómenos que hacen que la masa de aire que entra al cilindroes menor a la teórica. En particular:

  A medida que la altura sobre el nivel del mar aumenta, la masa deaire disminuye. En vehículos antiguos, carburados, esto además da

origen a mezcla excesivamente rica y pérdida adicional depotencia.  Si la temperatura ambiente sube, la densidad del aire disminuye y

baja el rendimiento volumétrico (y potencia).  La pérdida de carga en el sistema de admisión de aire disminuye el

rendimiento volumétrico. En particular, filtros de aire tapados o enmal estado dan origen a este fenómeno.

  Cuando las revoluciones del motor son muy elevadas, los fenómenosde roce en el sistema de admisión (filtro, múltiple de admisión,válvulas) crecen más rápido que las rpm, lo cual hace que elrendimiento volumétrico caiga.

3. Factores que Afectan Rendimiento de Ciclo Real: En la figura 2 se sobreponen el ciclo Otto teórico y lo que ocurriría si laapertura y cierre de válvulas así como el encendido de mezcla ocurra justoen los puntos claves del ciclo. En la descripción que sigue se compara loque en teoría ocurre en cada evolución del ciclo y lo que ocurriría si sesigue el ciclo teórico.Evolución 0-1; Aspiración: la válvula de admisión (VA) se abre y la válvulade escape está cerrada. En teoría el cilindro se llena con mezcla a presiónambiente. En realidad hay pérdida de carga en el sistema de admisión(filtro de aire, múltiple de admisión, flujo por válvula de admisión), esto

hace que la presión en 1, p_1 sea menor que la presión ambiente. si en eseinstante se cierra la válvula de admisión, el cilindro queda lleno de mezclaa presión significativamente menor que el ambiente. Al haber menosmezcla (menos aire), esto afectará negativamente la potencia que puededesarrollar el motor.Evolución 1-2; Compresión: esta evolución en principio es una adiabática.Como p_1 es menor que el ambiente, la presión p_2 también termina deestar bastante por debajo de lo que ocurre en teoría.

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Evolución 2-3; Combustión: La combustión en teoría es a volumenconstante (isócora). Esto sería así si el tiempo de combustión fuera 0. Peroen realidad el frente de llama tiene una velocidad finita (del orden de ladecena de metros por segundo). Cuando los motores Otto eran muy lentos(100 a 200 rpm), en la práctica la combustión se podía considerar 

instantánea, pero al sobrepasar las 2.000 a 3.000 rpm, la velocidad delpistón es del mismo orden de magnitud que el frente de llama.Además, al iniciarse la combustión, esta se propaga desde la bujía alentorno de la cámara de combustión. Como el frente de llama espequeño en un inicio, la presión subre relativamente lento. Entonces si seenciende la chispa justo en el punto 2 (PMS), el pistón comenzará a bajar de inmediato y el volumen a aumentar y la presión crecer menos de lo quedebería.Evolución 3-4; Carrera de trabajo: Esta evolución, en teoría, es expansiónadiabática sin roce. Como el punto 3 termina a menor presión y más

volumen que la teoría, es pierde área de trabajo.Evolución 4-1; apertura Válvula de Escape: en teoría, al abrir la válvula deescape (lo que debería ocurrir instantáneamente en el punto 4), la presióndentro de la cámara de combustión cae en forma instantánea de p_4 ap_a (presión ambiente). Sin embargo ocurre que la apertura de la VE no esinstantánea y además los gases de escape tienen que vencer el roce defluir en torno a la VE y del sistema de escape (múltiple de escape,catalizador, ducto de escape y silenciador). Todo esto hace que la presiónno caiga instantáneamente hasta p_a, sino que más lentamente, lo cualhace que de a poco se acerque la presión a p_a.Evolución 1'-0; carrera de escape: en teoría esta evolución es a p_a. Peroen realidad la presión va cayendo hasta p_a. Esto se hace con la válvulade escape (VE) abierta. Si justo al llegar al PMS se cierra la VE y se abre laVA, ocurrirá que quedará dentro de la cámara de combustión una ciertacantidad de gases quemados (correspondientes al volumen muerto delcilindro). Estos gases quemados disminuyen el rendimiento del próximociclo al quitar volumen y aire fresco para la siguiente evolución.En resumen, si se trata de abrir y cerrar válvulas y dar la chispa justo en lospuntos teóricos del ciclo Otto, el rendimiento y performance se deterioranpor:Mal llenado de cilindro: al admitir mezcla a presión inferior al ambiente, la

masa aire/combustible que llena el cilindro es menos que la teórica, estobajará la cantidad de trabajo que se puede generar, pues entra menoscombustible y además el trabajo de admisión es negativo.

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Combustión no isócora: al dar la chispa justo en el PMS, se pierde trabajopor aumento de volumen durante la combustión y además porqueadiabática de trabajo ocurrirá a presión menor que la teórica.Vaciado no instantáneo del cilindro: al abrir la VE justo en el PMI, elvaciado del cilindro es no instantáneo, lo cual origina trabajo negativo de

vaciado.Carrera de expulsión con presión mayor a p_a: el punto anterior tambiénhace que el trabajo de vaciado del cilindro durante toda la fase deexpulsión sea mayor de lo necesario.Gases quemados en volumen muerto: al cerrar la VE justo en el PMS y almismo tiempo abrir la VA, hace que queden gases quemados en elvolumen muerto, lo cual deteriora el rendimiento del siguiente ciclo.4. Mejoras que se Hacen al Ciclo Real para Acercarlo al Ciclo Teórico: Las mejoras que se hacen para mejorar el ciclo son muy variadas. En loprincipal tienen que ver con los momentos de apertura y cierre de válvulas,

como también con el avance del encendido. Todas estas mejoras buscanacercar más el ciclo real al ciclo teórico. En los próximos puntos trataremosde explicar en detalle estas mejoras. En forma análoga al párrafo anterior,describiremos el ciclo paso a paso.

Evolución 0-1; Aspiración: La válvula de admisión (VA) se abre antes de que el pistón llegue al PMS(X) y la válvula de escape está cerrada. El adelantar la apertura de la VApermite facilitar el ingreso de mezcla al cilindro. Esto reduce la caída depresión en la admisión. Durante el descenso del pistón desde el PMS al PMIla mezcla en el sistema de admisión adquiere energía cinética. Por lo tantoes indispensable atrasar el cierre de la VA más allá del PMI. Esto permiteque se sigua admitiendo mezcla al cilindro y se mejora la eficiencia delllenado del mismo.

Evolución 1-2; Compresión: Esta evolución en principio es una adiabática. Ahora p_1 es menor que elambiente, pero más parecido a la evolución teórica, por lo tamnto lapresión p_2 ce acerca más a lo que ocurre en la teoría. Aquí se aplica una

medida de suma importancia, que es adelantar el encendido. Estosignifica que se enciende la chispa antes de llegar al PMS. El adelanto delencendido es importante, entre 14 y 30 en función de la velocidad delmotor. La discusión se completa en el siguiente punto.Otro punto a destacar en esta parte es que en realidad se comprime unamezcla de aire y gotas de combustible micropulverizadas. Al comprimirsela mezcla las gotas se evaporan. Esto hace que la evolución decompresión sea en realidad una politrópica con n< \gamma.

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Evolución 2-3; Combustión: Al iniciar la combustión antes de llegar al PMS se logra que el momento enque el pistón pasa por el PMS, la combustión se está desarrollando a

máxima velocidad, lo cual permite acercarse más al ciclo teórico decombustión a volumen constante.Es sumamente importante darse cuenta de que la magnitud de adelantodel encendido es dinámico; es decir es función de la velocidad y la cargadel motor. Cuando el motor está en ralenti, el avance del encendidopuede ser de 10 a 14 según el motor. Este avance va creciendo a medidaque las rpm del motor sube y para velocidades en torno a las 3.000 rpm elavance suele estar entre 25 y 30.

Evolución 3-4; Carrera de trabajo: Esta evolución, en teoría, es expansión adiabática sin roce. Como elpunto 3 se acerca más al proceso ideal, se tiene una evolución quepermite recuperar más trabajo. Aquí se toma una medida de muchaimportancia que es el adelanto de la apertura de la válvula de escape deX grados. La explicación detallada se ve en el próximo punto.

Evolución 4-1; apertura Válvula de Escape: En teoría, al abrir la válvula de escape (lo que debería ocurrir instantáneamente en el punto 4), la presión dentro de la cámara decombustión cae en forma instantánea de p_4 a p_a (presión ambiente).Sin embargo ocurre que la apertura de la VE no es instantánea y ademáslos gases de escape tienen que vencer el roce de fluir en torno a la VE ydel sistema de escape (múltiple de escape, catalizador, ducto de escapey silenciador). Al adelantar la apertura de la VE antes del PMI se logra quela presión de los gases dentro del cilindro alcance valores más pequeños alpasar el pistón por el PMI y al comenzar a subir, ya está prácticamente apresión ambiente.

Evolución 1'-0; carrera de escape: Con el adelanto de apertura en VE, se logra iniciar esta evolución a unapresión mucho menor, casi a p_a. Por ello el vaciado del cilindro se haceen forma mucho más eficiente. Además aquí se incorpora una mejora muyimportante:

  Se adelanta la apertura de la válvula de admisión.  Y se atrasa el cierre de la válvula de escape.

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Esta medida se conoce como cruce de válvulas. Esta mejora implica lossiguientes efectos:

  Al estar las dos válvulas abiertas durante un cierto período detiempo, se produce el barrido de la cámara de combustión. Es decir,la mezcla fresca que entra al cilindro, barre los gases de escape que

aún quedan dentro de él.  El adelantar la apertura de la VA permite facilitar el ingreso de nueva

mezcla, pues la energía cinética de los gases quemados que salenayudan a la mezcla fresca a entrar.

  El mismo fenómeno hace que la carrera de llenado ocurra a presiónmás cercana a lo teórico.

En Resumen: Las mejoras que permiten acercarse más al ciclo ideal son:

  Atraso en el cierre de la VA al aspirar mezcla, más allá de PMI encarrera de admisión.

 Adelantar el encendido de la mezcla antes de llegar a PMS encarrera de compresión.

  Adelantar la apertura de la VE antes de llegar al PMI en carrera detrabajo.

  Adelantar la apertura de la VA antes de llegar a PMS y atrasar cierreVE más allá de PMS en carrera de escape.

En los motores actuales solo el adelanto del encendido es dinámico, esdecir depende de las revoluciones y condiciones de carga del motor. Laapertura y cierre de válvulas queda determinado por la geometría ycinética de las levas de admisión y escape. El ciclo podría mejorar en

forma significativa sí la apertura y cierre de válvulas se controlara en formadinámica, es decir en función de la velocidad y condiciones de carga delmotor. Esto se está comenzando a implementar en forma experimental yen poco tiempo más se va a ver como productos de línea.

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Instituto Politécnico Nacional

Centro de Estudios Tecnológicos n°1

Walter Cross Buchanan

Materia: motores híbridos

Alumno: Aranda Carbajal Ismael

Pedro

Grupo: 4lM7

Trabajo: Motor Otto