Tema 3 ciclo otto 2018

descripcion de ciclo Otto

1. UNIVERSIDAD MAYOR
DE SAN SIMON
FPVA
FPVA
FPVA
FPVA
FPVA
COCHABAMBA BOLIVIA

2. UNIVERSIDAD MAYOR
DE SAN SIMON
FPVA
FPVA
FPVA
FPVA
FPVA
COCHABAMBA BOLIVIA

3. ING. ROGER MONTECINOS R.
DOCENTE

4. INTRODUCCION A
MOTORES

5. CICLO OTTO

6. EL MOTOR DE CUATRO CILINDROS
1876:AugustOttoconstruyóun
motordecuatrocilindrosque
constituyólabasedecasitodoslos
motoresposterioresdecombustión
interna.

9. CICLO OTTO TEÓRICO
•ElmotorOtto,eselmásempleadoenlaactualidad,yrealizala
transformacióndeenergíacaloríficaenmecánica
•Ejecutacuatrofases,durantelascualesunpistónquese
desplazaenelinteriordeuncilindroefectúacuatro
desplazamientosocarrerasalternativas
•Elsistemabiela-manivela,transformaelmovimientolinealdel
pistónenmovimientoderotacióndelárbolcigüeñal,realizando
estedosvueltascompletasencadaciclodefuncionamiento.

10. Laentradaysalidadegases
enelcilindroescontroladapor
dosválvulassituadasenla
cámaradecombustión,las
cualessuaperturaycierrela
realizanporeldenominado
sistemadedistribución,
sincronizadocon el
movimientodegirodelejede
levas.

11. PMI
PMSParaqueelmotorfuncioneporsí
soloesnecesarioqueelpistón
hagacuatrorecorridos:dosde
arribaabajoydosdeabajo
arriba;encadaunodeellos
ocurreenelinteriordelcilindro
unaoperacióndistinta,yporeso
sellamaciclodecuatrotiempos

12. CICLO DE 4 TIEMPOS
•CARRERA DE ADMISION
•CARRERA DE COMPRESION
•CARRERA DE EXPLOSION
•CARRERA DE ESCAPE
CICLO OTTO TEORICO

13. TIEMPO DE ADMISIÓN
•DesdeelPMS,elpistóniniciasucarrera
descendente.
•Laválvuladeadmisiónseabreypermitela
entradadelamezclaaire-combustible
•Eltiempodeadmisiónylacarreradel
pistónterminancuandoéstellegaalPMI
•Lapresióninicialenelcilindroesnegativa
odepresiónde0.1a0.2kg/cm2,
•Lapresiónfinalesde1kg/cm2
•Latemperaturadelamezclaesla
ambiente.

14. TIEMPO DE COMPRESION
•Elpistóniniciasucarreraascendente;laválvulade
admisiónsecierraylamezclaaire-combustiblees
comprimidaviolentamente.
•Laspartículasdecombustibleseencuentran
entoncesrodeadasapretadamenteporpartículasde
oxígeno
•Eltiempodecompresiónylacarreradelpistón
terminancuandoéstellegaalPMS
•Lapresióninicialdecompresióneslaatmosférica1
kg/cm
2
•Latemperaturainicialdecompresiónesla
atmosférica
•Lapresiónfinalesdeacuerdoalarelaciónde
compresiónhasta18kg/cm
2
•Latemperaturafinales400ºCa500ºC

15. TIEMPO DE EXPLOSION
•Lamezclaaire-combustibleseenciendeporla
chispa,generandoaltapresióndegasesen
expansión.
•Comolasválvulassiguencerradas,losgases
empujanalpistónensucarreradescendenteyla
bielacomunicaesafuerzaalcigüeñalhaciéndolo
girar.
•Presióninicialdeexplosiónes18kg/cm
2
•Temp.inicialdeexplosiónesla400ºC
•Lapresiónmáximadeexplosiónes30kg/cm
2
•Temp.máximadeexplosiónes2000ºCa2500º
C
•Presiónfinaldeexpansiónes3kg/cm
2
•Temp.finaldeexpansiónes800ºC

16. TIEMPO DE ESCAPE
•Eltiempodeescapeeselúltimodelcicloy
tienelugarenlacarreraascendentedelpistón.
•Laválvuladeescapeseabreypermitela
expulsióndelosgasesquemadosqueserán
conducidosalexterioratravésdeltubodel
escape.
•Elciclosereanudadeinmediatoyaquea
continuaciónsiguedenuevoeltiempode
admisiónyasísucesivamenteenforma
indefinida.
•Lapresióninicialdeescapees3kg/cm2
•Latemperaturainicialdeescapees800ºC
•Lapresiónresidualesde0.2bares
•Latemperaturaresidualeslaambiente

17. Podemos decir
Elrendimientotérmicoidealeslarelaciónentrelacantidad
decalortransformadaentrabajoútilylacantidaddecalor
suministradaalfluido.
= Q1 –Q2 Real
Q1 Ideal
La segunda ley de la termodinámica enuncia:
NINGUNMOTORREALOIDEALpuedenconvertirentrabajo
mecánicotodoelcalorenelintroducido.
Solounafraccióndelcalorsuministradoporlacombustiónpodrá
convertirseentrabajo;estafracciónrepresentaelrendimiento
térmicodelmotor.

18. ElcicloOttoeselcicloidealdelosmotoresdeencendidopor
batería,lastransformacionestermodinámicasqueseverifican
son:
1-2AdiabáticaoIsotrópica(sinintercambiodecalorconel
exterior)compresióndelfluidoactivoyelcorrespondientetrabajo
realizadoporelpistón
2-3Avolumenconstanteintroduccióninstantáneadelcalor
SuministradoQ1
3-4 Adiabáticaexpansión y correspondiente trabajo producido por
el fluido activo
3-4 A volumen constante sustracción instantánea del calor Q2

22. 0 1

37. DIAGRAMA P -V DE UN CICLO OTTO TEÓRICOP
V
4
3
2
1
0
Q
Q
1
2



P
P
P.M.I. P.M.I.
4
0
P
3
Admisión (Isobara)
Compresión (Adiabática)
Combustión (Isócora)
Trabajo (Adiabática)
Primera fase del
escape (Isócora)
Segunda fase del
escape (Isobara)

38. ÁNGULOS CARACTERÍSTICOS

39. CICLO OTTO REAL
Elcicloesabierto,seintercambiamasaconelexteriordurantelos
procesosdeadmisiónydeescape.
Elfluidooperanteesreactivoymodificasuspropiedadesal
producirselacombustión.
Procesodecompresión:
-Haypequeñasfugasdegas.
-Seproduceintercambiodecalorentreelfluidoylapareddel
cilindro,yporlotantoelprocesonoesadiabático.
-Elretrasoenelcierredelaválvuladeadmisiónprovocauna
pérdidadefluidoporlapipadeadmisión.

40. CICLO OTTO REAL
Procesodecombustión:
-Haypérdidasdecalorhaciaelfluidorefrigerante.
-Lacombustiónesincompletadebidoalasimperfeccionesen
laformacióndelamezcla.
-Lavelocidadmediadelpistónyladelfrentedellamasondel
mismoorden,estoimpidequelacombustiónocurra
instantáneamenteenelPMS.

41. CICLO OTTO REAL
Procesodeexpansión:
-Elevadogradientedetemperaturaentreelfluidoylapareddel
cilindro,elprocesonoesadiabáticoyocurrengrandespérdidasde
calor.
-LaaperturadelaválvuladeescapeantesdelPMIprovoca
pérdidasdecalorenlosgasesenviadosalexterior.

62. PÉRDIDAS DE CALOR
Comoelcilindroesta
refrigeradoparaasegurarel
buenfuncionamientodel
pistón,unaciertapartede
calordelfluidosetransmitea
lasparedes.Seproduce,por
tanto,unaperdidadetrabajo
útilcorrespondienteala
superficieAdelafigura.

63. COMBUSTIÓN NO INSTANTÁNEA
•Enelcicloteórico,sesuponequela
combustiónserealizaavolumen
constante;es,portanto,instantánea;en
elcicloreal,porelcontrario,la
combustiónduraunciertotiempo.
•Sielencendidotuvieselugarjustamente
enelP.M.S.,lacombustiónocurriría
mientraselpistónsealejadedicho
punto,yelvalordelapresiónseria
inferioralprevisto,conla
correspondienteperdidadetrabajoútil,
porloqueesnecesarioanticiparel
encendidodeformaquelacombustión
puedatenerlugar,ensumayorparte,
cuandoelpistónseencuentraenla
proximidaddelP.M.S.
•Estoproduceunredondeamientodela
líneateórica2-3deintroduccióndel
calory,portanto,unaperdidadetrabajo
útilrepresentadaporeláreaB.

64. TIEMPO DE ABERTURA DE LA
VÁLVULA DE ESCAPE
•Enelcicloteóricotambiénhabíamos
supuestoquelasustraccióndecalor
ocurríainstantáneamenteenelP.M.I
•Enelcicloreallasustraccióndecalor
tienelugarenuntiempoaqueunaparte
delosgasessalgandelcilindroantes
dequeelpistónalcanceelP.M.I.de
maneraquesupresióndesciendacerca
delvalordelapresiónexterioral
comienzodelacarreradeexpulsión.
•Estehechoprovocaunaperdidade
trabajoútilrepresentadaporelareaC,
perdidaquees,sinembargo,menorque
laquesetendríasineladelantodela
aberturadelaválvuladeescape.

65. DEFINICIÓN DE MOTOR
Transformación
de energía
química a
mecánica
Energía
mecánica se
manifiesta en la
rotación del eje
del motor
Eje de rotación
unida al
mecanismo
que se quiere
mover

66. CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES
oPor el Modo de Generar el Estado Térmico
oPor el Combustible.
oPor el Modo de Trabajo.
oDisposición de los Cilindros.
oPor la Distribución o (disposición de Válvulas).
oPor tipo de Inyección “alimentación”.
oPor el Encendido.
oPor la Refrigeración.
oSegún el Modo de Lubricación.
oSegún las Aplicaciones

67. CLASIFICACION DE LOS MOTORES
•SEGÚN EL MODO DE GENERAR EL ESTADO
TÉRMICO:
–de combustión externa (mce):
–de combustión interna (mci):
combustión
combustión
caldera
vapor
agua
MOTOR COMBUSTIÓN EXTERNA MOTOR COMBUSTIÓN INTERNA

68. Motores de
combustión interna
Motores de
combustión externa

69. •SEGÚN LA FORMA EN QUE SE RECUPERA LA ENERGÍA
MECÁNICA:
–ALTERNATIVOS:
•Según el encendido de la mezcla aire-combustible:
–Motor de encendido provocado (MEP)
–Motor de encendido por compresión (MEC)

70. POR EL ENCENDIDO
Eselmas
utilizadohastaenlosmotores
modernoscomoeseldeinyección
electrónica.
•SistemadeEncendidoConvencional.
•SistemadeEncendidoD.I.S.
Esteseutilizaen
losmotoresaDieselesteauto
encendidoseproduceporlaselevadas
temperaturasyalaelevadapresióndel
airequeingresaenelcilindro,este
tambiéndebidoalaelevadapresión
queesinyectadoelgas-oil.

71. CLASIFICACION DE LOS MOTORES
•SEGÚN LA FORMA EN QUE SE RECUPERA LA ENERGÍA
MECÁNICA:
–ALTERNATIVOS:
•Según la forma en que se realiza el trabajo:
–Motor de 4 tiempos (4T): 2 giros de cigüeñal realizan 1 ciclo.
–Motor de 2 tiempos (2T): 1 giro de cigüeñal realiza 1 ciclo.

72. MODO DE TRABAJO O CICLOS
oMotorcuatrotiempos:dos
vueltasacigüeñal,cuatro
carrerasdelpistón.Cuatro
etapas:admisión,compresión,
expansión,escape
oMotordostiempos:Unavuelta
alcigüeñal,doscarrerasal
pistón.

73. POR EL TIPO DE
REFRIGERACIÓN
Estecirculapordentro
delmotoryelaguaesla
encargadaderecogerelcalor
queseproducedentrode
este.
Estesistemaesmas
utilizadoenmotocicletasya
queasíaprovechanelaire
pararefrigerar.

74. CLASIFICACION DE LOS MOTORES
–ROTATIVOS:
•Turbó máquinas: Turbina de gas.
•Volumétricos: Motor Wankel.

75. CLASIFICACION DE LOS MOTORES
–REACCIÓN:
•Cohetes.
Esunreactorquetieneuntanquecon
combustibleyotroconcomburente(oxigeno).
Losgasesalcalentarsesedilatanysalena
granvelocidad.Cuantomasvelocidadde
salidatenganlosgasesproducidosporla
combustiónmasvelocidadtendráelcohete.
m(gas)·v(gas)=m(cohete)·v(cohete)

76. CLASIFICACION DE LOS MOTORES
–REACCIÓN:
TURBOREACTOR
Elaireentraaspiradoporloshélicesdelcompresordondesecomprimecon
elquerosenoenlacámaradecombustiónyexplotaagranvelocidad
empujandoalavión.

77. CLASIFICACION DE LOS MOTORES
–REACCIÓN:
TURBOFAN
Estemotorutilizanlosavionescomercialesporquesonmassilenciosos.Al
estarelfansesumandosefectos:
1-refrigeraalturboreactor.
2-elflujodeaireesmayor.
Elavancedelaviónsehacegraciasalfanyalosgases.

78. CLASIFICACION DE LOS MOTORES
–REACCIÓN:
TURBOHÉLICE
Aquílaturbinatambiéngiraalhélicedelantero.Lapropulsiónsedebea
doscausas:alosgasesquesalenporlaparteposterior(apocavelocidad
porquelamayorpartedelaenergíasegastaenmoverlaturbina)yal
empujedelahélice

79. TURBOREACTOR TURBOFAN
TURBOHÉLICE

80. •Según el combustible empleado
Gasolina,
GNC,
diésel,
hidrógeno,
nitrógeno, etc.

81. CLASIFICACIÓN SEGÚN TIPO DE
COMBUSTIBLE
Motores
Diesel
Motores de
Gasolina
Motores de
Gas

82. •Según el número de cilindros
–Monocilíndrico y policilindrico

83. SEGÚN NÚMERO DE CILINDROS
•Motor Mono cilindro: 1
cilindro, encontrado en
motocicletas.
•Motor policilindro: vienen en
disposiciones de 4, 6, 8, 12 y
hasta 16 cilindros.

84. SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE CILINDROS
En línea

85. Cilindros opuestos
SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE CILINDROS

86. Estrella
SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE CILINDROS

87. Cilindros en V
SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE CILINDROS

88. Cilindros
en línea
Cilindros
en V
Cilindros
opuestos
Motor
Radial o
estrella
Motor
Forma H
Motor
forma W
SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE CILINDROS

89. DISTRIBUCIÓN O DISPOSICIÓN
DE LAS VÁLVULAS
SV
OHV
Noseutilizadesdehace
tiempoyaquelasválvulasno
estáncolocadasenlaculata
sinoenelbloquedelmotor,
loqueprovocaquela
cámaradecompresióntenga
quesermayoryeltamaño
delascabezasdelas
válvulassevealimitada.
Sedistingueportenereleje
delevasenelbloquemotory
lasválvuladispuestasenla
culata

90. OHC
DOHC
se distingue por tener el árbol
de levas en la culata lo mismo
que las válvulas.
utilizadosobretodoen
motorescon3,4y5válvulas
porcilindro.
3 válvulas por 4 válvulas por
cilindro cilindro

91. ACCIONAMIENTO DE LA DISTRIBUCIÓN
SEGÚN EL SISTEMA UTILIZADO
Sistema OHV

92. SEGÚN VELOCIDAD DE
ROTACIÓN (RPM)
Motores de baja
velocidad
(Menor de 300
rpm)
Motores de
media velocidad
(300-1000 rpm)
Motores de alta
velocidad (Más
de 1000 rpm)

93. SEGÚN EL MODO
DE LUBBRICACIÓN
Motoresdondeexisteun
cárterquecontieneaceite
lubricante.
En
estecasoelcárterestávacío
yellubricanteentraalmotor
mezcladoconlagasolina.

94. SEGÚN APLICACIÓN
Motores para
Automóviles
Generadores
Motores
Marinos
Motores para
aviones
Motores para
Trenes
Uso en el
hogar
Equipos para
Movimiento de
tierra

95. funcionaconuncicloduranteelcualelpistónefectúadoscarrerasy
elcigüeñaldasólounavueltaogirode360º.12
1
2
5
3
9
6
1.- cilindro.
2.- lumbrera de escape.
3.- lumbrera de admisión.
4.- lumbrera de carga.
5.- bloque.
6.- cárter.
7.- pistón.
8.- biela.
9.- cigúeñal.
10.- aletas de refrigeración.
11.- deyector.
12.- bujía o inyector.
8
7
4
11
10
MOTOR DE DOS TIEMPOS

97. MOTOR DE DOS TIEMPOS
Duranteestacarreralamuñequilladel
cigüeñalhagirado180ºysehanrealizado
lassiguientesfases:
•Barridodegasesresiduales.
•Compresióndelamezcla.
•Preadmisiónollenadodelcárter.

98. MOTOR DE DOS TIEMPOS
Enestasegundacarreralamuñequilla
delcigüeñalhagiradootros180º,
completandounavueltadelcigüeñalyse
hanrealizadolassiguientesfases:
•Combustiónytrabajo.
•Precomprensióndelamezclaenel
cárter.
•Escape.
•Admisión.

99. FedericoWankel1956alemán.Inventaunmotorrotativode
encendidoprovocado.
oConstadeunémbolorotativo,conformadetriangulo
curvilíneo.
oPoseemenorespérdidasporfricción(menornúmerodepiezas
móviles),menorpesoymáscompacto.
oPresentaproblemasdeselladoenlascámarasdecombustión,
ypérdidasdecalor.
101
MOTOR ROTATIVO WANKEL

100. MOTOR ROTATIVO WANKEL
notienenicilindrosnipistones,sinoqueestáformadoporuna
carcasaconformageométricadeepitrocoide,alrededordela
cualhaycámaraspordondecirculaelaguaquesirvede
refrigeración,lacualestácerradaherméticamenteporambos
ladoscondostapasenlasquevaninstaladosloscojinetesde
apoyodeunejemotordelquesetomaeltrabajoproducido.

101. MOTOR ROTATIVO WANKEL
Lacarcasallevatalladosdosorificiosquesedenominan
lumbrerasdeadmisiónyescape,atravésdelascualesse
realizaelllenadocongasesfrescosylaexpulsióndegases
quemados,ytieneademásunorificioroscadoenelqueva
situadalabujíaoelinyectordecombustible.

102. MOTOR ROTATIVO WANKEL
Enelinteriordelacarcasasemueveunrotorenformade
triánguloequiláterocurvilíneo,quegiraexcéntricamenteconsus
vérticesencontinuocontactoconlacarcasa,manteniendola
hermeticidadgraciasaunospatinesquehacenelmismoefecto
quelossegmentosenlosmotoresalternativos.Elrotorlleva
unacoronadentadainteriormente,queengranaconunpiñón
delárbolmotor.

103. 1)¿EnquéañoconstruyeOttosumotordecombustióninterna?
2)¿AquésellamacicloOtto?
3)¿EncuántascarrerasserealizaelcicloOtto?
4)¿Porquéutilizaelsistemabiela-manivelaelcicloOtto?
5)¿CómosecontrolalaentradaysalidadelosgasesenelmotorOtto?
6)¿Aquésellamafasesotiemposdetrabajoenunmotordecombustióninterna?
7)¿Aquésellamaadmisiónenunmotordecombustióninterna?
8)¿Aquésellamacompresiónenunmotordecombustióninterna?
9)¿Aquésellamaaltercertiempotrabajo(expansión)enunmotordecombustióninterna?
10)¿Aquésellamaescapeenunmotordecombustióninterna?
11)¿PorquésellamaAdmisión(Isobara)enunmotordecombustióninterna?
12)¿PorquésellamaCompresión(Adiabática)enunmotordecombustióninterna?
13)¿PorquésellamaCombustión(Isocora)enunmotordecombustióninterna?
14)¿PorquésellamaTrabajo(Adiabática)enunmotordecombustióninterna?
15)¿PorquésellamaPrimerafasedelescape(Isocora)enunmotordecombustióninterna?
16)¿PorquésellamaSegundafasedelescape(Isobara)enunmotordecombustión
interna?
17)RealiceunDiagramaP-VdeuncicloOttoteórico
PRACTICA

104. 18)¿AquésellamacicloOttoreal?
19)¿PorquéhaypérdidasdecalorenelcicloOttoreal?
20)¿PorquélacombustiónnoesinstantáneoenelcicloOttoreal?
21)¿PorquélaaperturadeválvulasnoesigualenelcicloOttoreal?
22)¿AquésellamaRCE?
23)¿AquésellamaAAE?
24)¿AquésellamaRCA?
25)¿AquésellamaAAA?
26)¿AquésellamaAE?
27)¿Aquésellamatraslapevalvular?
28)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúnporelmododegenerarelestadotérmico?
29)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúncombustibleempleado?
30)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúnlaformaenqueserealizaeltrabajo?
31)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúnladisposicióndecilindros?
32)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúnladistribucióno(disposicióndeVálvulas)?
33)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúnelencendidodelamezclaaire-combustible?
34)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúneltipodeinyecciónalimentación?
PRACTICA

105. 35)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúneltipodeencendido?
36)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúneltipoderefrigeración?
37)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúneltipodelubricación?
38)¿Cómoseclasificanlosmotoressegúnvelocidadderotación(rpm)?
39)¿CómoseclasificanlosmotoressegúnlasAplicaciones?
40)¿Aquésellamamotorde2tiempos?
41)¿AquésellamamotorWankel?
PRACTICA

106. GRACIAS POR SU
[email protected]