Informe Del Ciclo de Otto

Introduccin.
El ciclo Otto es el ciclo termodinmico que se aplica en los motores de

combustin interna de encendido provocado por una chispa elctrica (motores
de gasolina, etanol, gases derivados del petrleo u otras sustancias altamente
voltiles e inflamables).
Objetivo General. -
Dar a conocer las funciones y aplicaciones del ciclo de Otto en el campo de la
termodinmica.
Objetivos Especificos.
Definir lo que es ciclo de otto.
Explicar los trminos usados en el informe.
Dar a conocer las aplicaciones de este ciclo termodinamico.
Utilizar ejemplos para ayudar a comprender los procesos de este cliclo.
Anexar graficos al informe para evaluar el motor en el cual se aplica el
ciclo de otto.
Marco Teorico.
1. Antecedente Historico.
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.
2. Ciclo de 4 tiempos.
El ciclo Otto es el ciclo termodinmico que se aplica en los motores de
combustin interna de encendido provocado por una chispa elctrica (motores
de gasolina, etanol, gases derivados del petrleo u otras sustancias altamente
voltiles e inflamables). Inventado por Nicolaus Otto en 1876, se caracteriza
porque en una primera aproximacin terica, todo el calor se aporta a volumen
constante.
Hay dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de Otto creados por IO, 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.
El ciclo de 4 tiempos consta de seis procesos, dos de los cuales (E-A y A-E) no
participan en el ciclo termodinmico del fluido operante pero son fundamentales
para la renovacin de la carga del mismo:
1. E-A: admisin a presin constante (renovacin de la carga).

2. A-B: compresin de los gases e isoentrpica.
3. B-C: combustin, aporte de calor a volumen constante. La presin se
eleva rpidamente antes de comenzar el tiempo til.
4. C-D: fuerza, expansin isoentrpica o parte del ciclo que entrega trabajo.
5. D-A: Escape, cesin del calor residual al ambiente a volumen constante.
6. A-E: Escape, vaciado de la cmara a presin constante (renovacin de la
carga.)(isobrico).
7. 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).
8. 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.
9. 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.
10. 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.
3. Ciclo de dos 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
4. 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.
Ejemplos.
1) Un ciclo Otto ideal con aire tomado de la atmsfera como fluido de trabajo,
tiene una relacin de compresin de 8. Las temperaturas mnima y mxima en
el ciclo son 310 K y 1600 K. Determine:
a) La cantidad de calor transferido al aire durante el proceso de adicin de calor.

b) La eficiencia trmica.
c) La presin media efectiva y la cilindrada.
Aplicaciones del Ciclo de otto.
Qu es un motor de combustin interna de Otto?

Un motor de combustin interna, motor de explosin o motor a pistn, es un tipo
de mquina que obtiene energa mecnica directamente de la energa qumica
de un combustible que arde dentro de la cmara de combustin.
Las aplicaciones industriales del ciclo otto tienen gran similitud que las del ciclo
diesel teniendo en cuenta que el ciclo otto es utilizado en mayor parte en la
industria automotriz para vehculos de baso peso ya que normalmente para los
de alto peso se utiliza motores disel.
Utilizados en aplicaciones autnomas emplendose en los automviles, motos y
dems vehculos terrestres Vehculo con motor a gasolina tipo Otto
En aplicaciones estacionarias, se emplean en grupos generadores de energa
elctrica, normalmente de emergencia, entrando en funcionamiento cuando falla
el suministro elctrico, y para el accionamiento de mquinas diversas
generalmente cuando no se dispone de alimentacin elctrica
Conclusiones.
La definicin del ciclo de otto no ayuda a comprender de mejor manera la
combustin que existen dentro de los motores de gasolina y disel que nos
explica de mejor manera la funcin de los 4 y 2 tiempos.
Este ciclo tambien es aplicado en las industrias elctricas en funcin de las fallas
como generardor de energa alterna
Anexos.

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Introduccin.

El ciclo Otto es el ciclo termodinmico que se aplica en los motores de

1. E-A: admisin a presin constante (renovacin de la carga).

(Admisin - Compresin). Cuando el pistn alcanza el PMI (Punto Muerto

(Expansin - Escape de Gases). Una vez que el pistn ha alcanzado el PMS y

a) La cantidad de calor transferido al aire durante el proceso de adicin de calor.

Qu es un motor de combustin interna de Otto?

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