miércoles, 3 de junio de 2015

Ciclo Otto

El motor de 2 tiempos de ciclo Otto utiliza como combustible la gasolina u otros combustibles muy similares (butanol, etanol, biogasolina...), la gasolina es pulverizada con aire en una proporción de 1 Kg de gasolina con 15 Kg de aire, que luego entra al motor y se quema, proporcionando la energía contenida en la gasolina.

El pistón delimita las cámaras del cilindro y del cárter modificando el volumen de las mismas
-Pistón ascendente: disminución del volumen del cilindro y aumento del volumen del cárter
-Pistón descendente: aumento del volumen del cilindro y disminución del volumen del cárter
Estos cambios de volumen de las cámaras son usados para realizar el ciclo de 4 fases en 2 carreras (2 tiempos): admisión compresión combustión y escape, pero aun así con estas fases no es posible hacer funcionar el motor correctamente, como el ciclo se realiza en apenas una vuelta de cigüeñal, no hay la posibilidad de crear dos carreras motrices exclusivamente para la admisión y el escape, por eso las dos fases se realizan a la vez en las cercanías del punto muerto inferior (PMI), renombrando a la fase como barrido; otro problema que surge es la manera de activar la salida de los gases quemados y la entrada de los gases frescos, para ello se dispone un mecanismo de barrido, que puede ser un compresor o el aprovechamiento del cárter como bomba de barrido, el ultimo sistema es el usado en todos los motores de pequeña cilindrada, el uso de compresores queda reservado para los grandes motores Diésel marinos. El barrido por cárter consiste en aspirar mezcla al carter cuando aumenta el volumen de este e impulsarlo cuando disminuye el volumen.

Ahora explicaremos el funcionamiento mas detallado.

1er Tiempo: Compresión: Las lumbreras están cerradas por el pistón que asciende comprimiendo gases frescos en el cilindro a 15 bares. 
En el cárter se crea vacío de -0,4 bares, que en las cercanías del Punto Muerto Superior (PMS) al descubrir la lumbrera de preadmision entran gases frescos provenientes del carburador, estos entran hasta que la presión en el cárter y en el exterior son iguales (presión atmosférica).

2º Tiempo: Combustión: Con el pistón poco antes de llegar al PMS salta una chispa eléctrica entre los electrodos de la bujía que inflaman los gases frescos, estos gases están totalmente quemados poco después del PMS, la combustión eleva la temperatura de los gases que al estar a volumen constante aumenta la presión (de 25 a 35 bares), esta presión actúa sobre el pistón empujándole con gran fuerza hacia el PMI. 
En el cárter se cierra la lumbrera de preadmision y comienza la precompresion de los gases al reducirse el volumen del cárter, elevando la presión de estos gases a 1 bar.

Final del 2º tiempo e inicio del 1er tiempo: Barrido: En el cilindro cerca del PMI es descubre la lumbrera de escape para liberar la presión residual de los gases quemados, poco después se abre la lumbrera de carga que comunica con el cárter y los gases frescos a presión del cárter entran en el cilindro empujando los gases quemados por la lumbrera de escape y llenando el cilindro con gases frescos de nuevo. 

Luego se cierran las lumbreras de escape y carga dejando el cilindro preparado para un nuevo ciclo






                                          Este video es de You Tube

CARBURADOR
Es el encargado de mezclar la gasolina y el aire en una proporción de un 1g de gasolina por cada 15g de aire, esta es la llamada mezcla estequiometrica 15/1 y es la ideal para su funcionamiento, aunque se puede modificar la mezcla para hacer mezclas pobres de 1/18 que contienen poca gasolina y mucho aire o mezclas ricas de 1/12 que contienen mucha gasolina y poco aire. En la practica una mezcla ligeramente pobre (1/16) aumenta el rendimiento del motor consumiendo menos gasolina pero la potencia disminuye, en cambio una mezcla ligeramente rica (1/14) aumenta la potencia pero disminuye el rendimiento aumentando en consumo, si la mezcla es demasiado rica o demasiado pobre el rendimiento disminuye la potencia se reduce y el consumo aumenta por lo tanto es imprescindible a mantener una mezcla estequiometrica que puede variar el propio carburador según la condiciones de marcha (rica para aceleraciones y pobre para deceleraciones)
Su funcionamiento es sencillo, al pasar el aire por un estrechamiento que produce la compuerta que regula los gases, el aire se acelera y crea vació, en este lugar es donde se practica un orificio que comunica con la cuba del carburador llena de gasolina, este vacío arrastra la gasolina a la corriente de aire donde se gasificara y mezclara formando los gases frescos, la cantidad de gasolina se limita mediante un conducto calibrado o boquilla (chicler o gliceur) y se regula mediante una aguja solidaria a la compuerta que regula la cantidad de gas para que la mezcla se mantenga en su proporción, ademas los carburadores disponen de otros circuitos para disponer unas proporciones distintas en distintos nº de revoluciones o para enriquecer o empobrecer la mezcla cuando sea necesario, aumentando el rendimiento.

Este es el funcionamiento básico


Silenciador: Se puede usar un silenciador normal (motosierras, desbrozadoras, motocultores...), este sirve para retener los gases quemados asi se evita la perdida de gases frescos por el escape ademas de reducir el ruido, este sistema al retener los gases reduce la velocidad a la que puede girar el motor reduciendo su potencia pero son muy compactos e ideales para maquinas de tamaño reducido, para las motos donde la potencia es fundamental y el espacio del tubo de escape no importa idearon los tubos de escapes de cámara de expansión, que expanden los gases que salen por la lumbrera de escape en un cono divergente para realizar un escape de gases rápido, pero a su vez los vuelve a comprimir en un cono convergente para retener los gases frescos dentro del cilindro cuando van a escaparse, así el tubo de escape toma forma de estomago, con este se logra aumentar el nº de revoluciones máximo aumentando la potencia.
                                          Tubo de escape de cámara de expansión


                 

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