Motor OTTO 4 tiempos
El termino Otto, es en honor a su inventor, el alemán Nikalous August Otto, el cual basa su creación en el funcionamiento de 4 movimientos: admisión, compresión, explosión y escape.
Primer tiempo, admisión:
En esta parte del ciclo el pistón comienza una carrera descendiente, lo cual hace un vacío en el cual se aspira aire y se inyecta el combustible vaporizado. La válvula de escape se encuentra totalmente cerrada y la válvula de admisión abierta. En el primer tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas da 90º.
Segundo tiempo, compresión:
En el segundo tiempo encontraremos la válvula de admisión y de escape totalmente cerrada, el pistón se encontrara de forma ascendente con el objetivo de mezclar y comprimir el aire y el combustible vaporizado que se encuentran dentro del cilindro. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º.
Tercer tiempo, explosión:
En este punto la mezcla alcanza su mayor presión provocada por el ascenso del pistón, inmediatamente se genera la chispa por la bujía la cual da inicio a la combustión de nuestra mezcla, lo que provoca aumentos en la temperatura y por la expansión produce que el pistón baje, en esta parte del ciclo es el único momento donde se produce un trabajo. En este tiempo el cigüeñal gira 90° mientras que el árbol de levas gira 270°.
Cuarto tiempo, escape:
En esta parte del proceso, el pistón va de manera ascendente lo cual comprime los gases de escape, la válvula de escape se encuentra abierta, y es por donde se expulsan dichos gases. En este punto el cigüeñal ya alcanza 2 vueltas y el árbol de levas alcanza 1 vuelta. al cerrarse la válvula de escape se abre nuevamente la de admisión y se reinicia el ciclo.
PMS= Punto muerto superior del cilindro.
PMS= Punto muerto inferios del cilindro.
VE= Válvula de escape
VA= Valvula de admisión
X°= Vueltas del cigueñal en grados.
1) Admision: El cilindro pasa del PMS al PMI.
VE= Cerradas.
VA= Abiertas.
180°= 0.5 vueltas del cigüeñal.
2) Compresión: El cilindro pasa del PMI al PMS.
VE= Cerradas.
VA= Cerradas.
360°= 1 vuelta del cigüeñal.
3.1) Trabajo: Energia calorica (explosión).
3.2) Trabajo: Potencia del motor.
El cilindro pasa del PMS al PMI.
VE= Cerradas.
VA= Cerradas
540°= 1.5 vueltas del cigüeñal.
4) Escape: El cilindro pasa del PMI al PMS.
VE= Abiertas.
VA= Cerradas.
720°= 2 vueltas del cigüeñal
Hay estarian las 4 etapas que posee un motor de 4 tiempos, ahora una ves explicado los procesos debemos tener en cuenta que hay dos formas de ver un motor, esta el ciclo teorico y el ciclo real.
Como pueden ver en esta imagen todo cuadra perfectamente, ahora bien en el ciclo real ocurre otra cosa:
Como pueden observar en el ciclo real se produce algo que se denomina cruce de valvulas.
El cruce de valvulas muchas veces el mal interpretado como un error en las valvulas, arbol de levas y blablabla, la verdad es que el cruce de valvulas es para mejorar el rendimiento del motor de dos maneras, la primera es ayudar a mejorar la admision de combustible en la camara de combustion y la segunda es ayudar a la liberacion de gases en el interior de la camara de combustion.
Ahora bien para calcular a cuantos grados del cigueñal se hara cada etapa podemos sacarlo con las siguientes formulas:
AAA= Adelantamiento a la apertura de la VA.
RCA= Atraso al cierre de la VA.
AAE= Adelantamiento a la apertura de la VE.
RCE= Retraso al cierre de la VE.
180° + AAA + RCA= Lo que dura la admision realmente.
180° - RCA= Lo que dura la compresion realmente.
180° - AAE= Lo que dura la explosion.
180° + AAE + RCE= Lo que dura el escape realmente.
AAA + RCE= Cruce de valvulas.
Ejemplo: AAA= 15° Calcular ciclos en grados de admision, compresion, escape y cruce de valvulas.
RCA= 72°
AAE= 14°
RCE= 33°
180° + 15° + 72°= 267° Lo que dura la admision.
180° - 72°= 108° Lo que dura la compresion.
180° - 14°= 166°Lo que dura la explosion.
180° + 14° + 33°= 227° Lo que dura el escape.
15° + 33°= 48° Cruce de válvulas.
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