PRESENTADO A: ENRIQUE BALBIS PRESENTADO A: ENRIQUE BALBIS
ENRIQUE BERDUGO ENRIQUE BERDUGO LEIDY
LEIDY BETBETANCOURTANCOURT CAROLINA CARDENAS CAROLINA CARDENAS AILIN CERVANTE AILIN CERVANTE KENYA CASTRO KENYA CASTRO
UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) TERMODINAMICA TERMODINAMICA 2013 2013
CICLO OTTO
CICLO OTTO
Nació el 19 de julio de
Nació el 19 de julio de 18321832 en
en HolzhausenHolzhausen, localidad situada en, localidad situada en la región alemana de
la región alemana de Taunus, yTaunus, y murió
murió 26 de enero de 189126 de enero de 1891
Fue un ingeniero alemán, co-inventor Fue un ingeniero alemán, co-inventor del motor de combustión interna junto del motor de combustión interna junto con Etienne Lenoir.
con Etienne Lenoir. Otto
Otto se aficionó a la mecánica trasse aficionó a la mecánica tras conocer los motores
conocer los motores Lenoir Lenoir , que, que funcionaban con gas, y sus funcionaban con gas, y sus aplicaciones. aplicaciones.
NIKOLAUS
NIKOLAUS
AUGUST OTTO
AUGUST OTTO
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 LangenSiete años más tarde, Otto
abrió otra fábrica
en Deutz, cerca
de Colonia
En 1872 llevó a la práctica la
construcción del motor de
combustión interna de
cuatro tiempos.
Realizó notables estudios
sobre el motor de gas
INVENCION DEL MOTOR DE
COMBUSTION INTERNA
El primer inventor, hacia 1862, fue el francés Alphonse Beau de Rochas.
Hacia 1875, fue el alemán doctor Nikolaus August Otto fue el segundo inventor.
De Rochas ganó cierta suma de dinero.
Pero Otto se quedó con la fama: el principio termodinámico del motor de cuatro tiempos se llama aún ciclo de Otto.
CREÓ UNA MÁQUINA MOTRIZ ESTÁTICA
A PARTIR DE LA CUAL DESARROLLARÍA
EL MOTOR OTTO
•
Este motor sirvió de base
para la invención del motor
diésel.
•
Éste se hizo famoso en todo
el mundo como máquina
para el accionamiento de
vehículos, trenes, barcos y
aviones.
Estas maquinas de ignición por
chispa operan generalmente según
principios conocidos de 4 y 2 tipos
Se basan en la existencia de cuatro
movimientos en el funcionamiento
del motor
•Admisión
•Compresión
•Explosión de la
mezcla
•Expulsión de
los gases
quemados.
Ideado para combustibles ligeros, capaces de vaporizarse, se trata de motores de chispa.
Un ciclo Otto ideal es una aproximación teórica al comportamiento de un motor de explosión. Las fases de operación de este motor son las siguientes:
1. Admisión : El pistón baja con la válvula de admisión abierta, aumentando la cantidad de mezcla (aire + combustible) en la cámara. Esto se modela como una expansión a presión constante (ya que al estar la válvula abierta la presión es igual a la exterior)
2. Compresión: El pistón sube comprimiendo la mezcla. Dada la velocidad del proceso la mezcla no tiene posibilidad de intercambiar calor con el ambiente, por lo que el proceso es adiabático.
3. Combustión : Con el pistón en su punto más alto, salta la chispa de la bujía. El calor generado en la combustión calienta bruscamente el aire, que incrementa su temperatura a volumen prácticamente constante.
4. Expansión : La alta temperatura del gas empuja al pistón hacia abajo, realizando trabajo sobre él.
5. Escape : Se abre la válvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistón a una temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla fría en la siguiente admisión. El sistema es realmente abierto, pues intercambia masa con el exterior.
•
En el ciclo de Otto, el fluido de trabajo es una mezcla de aire y
gasolina que experimenta una serie de transformaciones (seis
etapas, aunque el trabajo realizado en dos de ellas se cancela)
en el interior de un cilindro provisto de un pistón.
•
El rendimiento del ciclo de Otto, como el de cualquier otra
máquina térmica, viene dado por la relación entre el trabajo
total realizado durante el ciclo y el calor suministrado al fluido
de trabajo:
El rendimiento de este ciclo viene dado
por la expresión
Siendo r = VA/ VBla razón de compresión igual al cociente entre el volumen máximo y
mínimo de la cámara de combustión.
El rendimiento medio de un buen motor Otto de 4 tiempos es de un 25 a un 30%, inferior al alcanzado con motores diésel, que llegan a
rendimientos del 30 al 45%, debido precisamente a su mayor relación de compresión.
GRAFICAS DEL CICLO
TEORICO
GRAFICAS DEL CICLO TEORICO
• E-A: admisión a presión constante
(renovación de la carga)
• A-B: compresión isoentrópica
• 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)
GRAFICA CICLO REAL DE OTTO
• En el ciclo real los procesos son curvas
más suaves, correspondientes además a procesos irreversibles.
• Entre los efectos irreversibles no
considerados en el ciclo ideal destaca la fricción del émbolo con el cilindro. Esta fricción disipa energía por calentamiento (que en ausencia de aceite llega a gripar el motor, por fusión de las piezas). Por todo ello, el rendimiento de un motor de explosión real puede estar en torno al 25% o 30%
Las diferentes variantes de los dos ciclos tanto en diesel como en gasolina,
tienen cada uno su ámbito de aplicación.
2T gasolina: tuvo gran aplicación en las motocicletas, motores de ultraligeros (ULM) y motores marinos fuera-borda hasta una cierta cilindrada, Además de en las cilindradas mínimas de ciclomotores sólo motores muy pequeños como moto sierras siguen llevándolo.
4T gasolina: domina en las aplicaciones en motocicletas de todas las cilindradas, automóviles, aviación deportiva y fuera borda.
2T diesel: domina en las aplicaciones navales de gran
potencia, hasta 100000 CV hoy día, tracción ferroviaria. En su día se usó en aviación con cierto éxito.
4T diesel: domina en el transporte terrestre, automóviles, aplicaciones navales hasta una cierta potencia. Empieza a aparecer en la aviación deportiva.
Efectúan una carrera útil
de trabajo en cada giro.
Gracias a que el motor de
dos tiempos es liviano y
de bajo costo es muy
usado cuando la potencia
no es un factor crítico
•
Motor de dos
tiempos
(2T)
Motor fuera de borda: Es un motor de explosión que se instala en la parte exterior de una embarcación Desmalezadora: Es una máquina utilizada en
jardinería para cortar las malas hierbas a
ras de suelo
Moto sierra: Es
una máquina formad a por conjunto de
dientes
de sierra unidos a una cadena accionada por un motor que la hace girar a alta velocidad.
•
Motor de cuatro
tiempos
(4T)
Efectúan una carrera
útil de trabajo cada
dos giros.
Camión: Es un vehículo para transporte de bienes. Maquinaria agrícola: Es la serie de máquinas y equipos que utilizan
los agricultores en sus labores
Aviones:
Es una aeronave de alas fijas con mayor densidad que el aire,
capaz de volar, impulsado por uno o
DIFERENCIAS
MOTORES 2T
•
El aire comprimido no
alcanza la pureza ya
que dentro del cilindro
quedan siempre una
cantidad
de
gases
residuales del ciclo
anterior.
•
Ello la combustión no
puede ser tan perfecta,
lo que representa una
pérdida
de
rendimiento.
MOTORES 4T
•
Se dispone de una
carrera completa para
cada una de las fases de
aspiración y escape.
• Dispone de un mayor
tiempo de entrada y también para la expulsión de los gases quemados es siempre más puro.
• La combustión del
combustible se realiza en óptimas condiciones.
