Ciclo Otto teórico y ciclo Otto real.

Los motores térmicos de combustión interna han ido evolucionando a lo largo de la historia de forma desenfrenada. Se han logrado hoy y día grandes resultados de rendimiento que probablemente, al principio fueran impensables.

Todos los motores térmicos aprovechan solamente en torno a un 20% de su energía total, ya que el resto de energía es calor generado que se evacúa mediante la refrigeración.

Para que un motor alcance esos valores y aprovechar la energía es necesario regirse al ciclo teórico del motor Otto de cuatro tiempos; el problema es que en la realidad eso es  imposible, podemos aproximarnos pero nunca llegar a él, porque siempre habrá energía en forma de calor que sea desperdiciada y liberada a la atmósfera.

Para comprender mejor qué diferencias existen entre el ciclo teórico y el ciclo real pasemos a observar la siguiente gráfica:

Podemos obsevar que en ciclo teórico del motor de combustión, en el momento de la admisión la presión se mantiene ( en la situación que se encuentre a nivel de el mar) a 1 atmósfera de presión de forma constante. En realidad esto no sucede así, porque el pistón baja tan rápido que se produce vacío; es entonces cuando el aire empieza a entrar a través de la válvula de admisión, pero no hay una atmósfera de presión, sino algo menos por lo que ya tenemos pérdida de presión en la admisión. Es por eso, que a a la válvula de admisión se le retrasa el cierre, y esta válvula comienza a cerrar, en el ciclo práctico, cuando el pisto enpieza a subir para facilitar el llenado lo máximo posible. En el ciclo teórico sin embargo, esa válvula debería cerrar cuando el pistón se encuentra en el PMI.

Si seguimos con la compresión vemos que llega a un valor máximo cuando se produce el avance de encendido y la mezcla inflama. En realidad no disponemos de tanta compresión o tanta fuerza en ese momento porque la admisión, como hemos mencionado antes, ha sido un poco deficiente.

En el momento de la combustión, cuando empieza a expandirse el cilindro hacia el punto muerto inferior, observamos un descenso de presión, ya que al aumentar el volucmen en el cilindro disminuye la presión y por tanto la temperatura.En el ciclo real este descenso de temperatura es mucho más acusado, ya que existen pérdidas de calor y además se produce un avance en la apertura de la válvula de escape antes incluso de que el pistón llegue al punto muerto inferior para que los gases comiencen a salir un poco antes de tiempo y asegurar una inercia inicial al pistón.

Seguidamente, cuando el pistón sigue con su fase de escape, en el ciclo teórico llega un punto en que la váluva de escape cierra y la de admisión continúa cerrada, pero esto en realidad no es así, y hay un momento, conocido como solapo, en el que ambas válvulas permanecen abiertas por un breve periodo de tiempo.

Esto es debido a que cómo se producen pérdidas de energía durante la expansión de los gases, y la admisión puede que no se haga a fondo, es posible que se produzca un ligero vacío que afecte a la inercia inicial del motor, es por eso que cuando el pistón llega al punto muerto superior en la fase de escape, la válvula de escape aún no ha cerrado del todo y la de admisión comienza a abrir. Esto favorece que la entrada de aire fresco obligue a los gases calientes a terminar de salir por la válvula de escape y facilitando además la inercia del motor.

EVOLUCIONES PARA APROVECHAR AL MÁXIMO LA ENERGÍA.

Al margen del papel que puedan jugar otros sistemas, como la inyección, el escape etc se han desarrollado motores con electroválvulas de admisión y escape para facilitar que el ciclo práctico sea lo más real y aproximado posible al teórico.

Al mismo tiempo, se han diseñado esos motores pensando en la mínima péridida de calor posible para que sea aprovechada en la carrera del pistón en el momento de la explosión del punto muerto superior hacia el punto muerto inferior.

LLevar a valores casi teóricos los valores prácticos con los actuales sistemas de distribución es muy complicado, de hecho existen sistemas de distribución variable, de los que se hablarán en otro post, en los que se pretende facilitar el escape y llenado de los cilindros; pero es con electroválvulas de admisión y escape cuando se lleva a cabo la máxima aproximación.

Los motores de alta competición utilizan este sistema y logran capacidades absolutamente impensables.

Esta teconología para vehículos turismo es posible pero nada económica para el consumidor, por lo que ningún fabricante la ha llevado a cabo para equipar un vehículo de gama media con este sistema.

Aquí { http://professionalautomotive.wordpress.com/2011/09/12/la-distribucion-la-precision-marca-siempre-la-diferencia/ } se muestra un post sobre distribuciones que explicará qué resultados se logran con una distribución variable y que resultados, todavía más soprendentes se logran con una distribución mediante electroválvulas.

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