El motor de combustión interna (ciclo de Otto)

El ciclo de Otto es un conjunto de procesos usado por los motores de combustión interna (2-tiempos o 4-tiempos). Estos motores a) admiten una mezcla de combustible y aire, b) que es comprimida c) para que esta pueda reaccionar con eficacia a la adición de calor, así que la energía química de la mezcla se pueda transformar en energía térmica, d) y mediante la expansión de los productos de la combustión se produzca movimiento, y posteriormente e) los gases exhaustos de la combustión se expulsan y posteriormente se substituyen por una nueva mezcla de combustible y aire. Los diversos procesos se demuestran en la figura ()

Figure 29: Ciclo idel de Otto

1. Admisión de la mezcla vapor de la gasolina y aire dentro del motor ( $5\longrightarrow1$).

2. Compresión de la mezcla, $P$ y $T$ se incrementan ( $1\longrightarrow 2$).

3. Combustión (chispa), tiempo muy corto, esencialmente el volumen permanece constante ( $2\longrightarrow3$). Modelo: el calor absorbido de una serie de reservorios a temperaturas $T_{2}$ a $T_{3}$.

4. Expansión ( $3\longrightarrow4$).

5. Válvula de escape: la válvula se abre, los gases escapan.

6. ( $4\longrightarrow1$) Modelo: calor expelido como una serie de reservorios a temperaturas $T_{4}$ a $T_{1}$.

7.Los gases exhaustos productos de la combustión son expulsados ( $1\longrightarrow5$).

En la figura (30) se presenta esquemáticamente un ciclo Otto real donde se observa como se desvirtúan las trayectorias en los diferentes procesos.

Figure 30: Esquema del ciclo Otto real

Modelamos los procesos como todos actuando con una masa fija de aire contenida por el cilindro y el pistón como se muestra en la figura ()

Figure 31: Pistón y valvulas en una máquina de combustión de cuatro tiempos