Ciclos termodinámicos

CICLO OTTO:

Según (Rulle, 2006) indica que este ciclo es un proceso idealizado que describe el funcionamiento de los motores de combustión interna de cuatro tiempos, utilizados comúnmente en automóviles y motocicletas. Este ciclo fue propuesto por Nikolaus Otto, un ingeniero alemán, en la década de 1870. Este es un ciclo de combustión a volumen constante, también conocido como ciclo de Beau de Rochas. Es un proceso teórico que no tiene en cuenta las pérdidas de calor, la fricción o las limitaciones prácticas del motor real. 

El ciclo de Otto consta de cuatro etapas principales:

• Admisión
• Comprensión
• Combustión
• Escape

Después de la etapa de escape, el ciclo vuelve a la etapa de admisión y se repite. El número de ciclos completos que ocurren por unidad de tiempo se conoce como velocidad de rotación del motor y se mide en revoluciones por minuto (RPM).

Existen tipos de ciclos:

• Ciclo Otto convencional
• Ciclo Otto Atkinson
• Ciclo Otto Miller
• Ciclo Otto híbrido

Diferencias entre otros ciclos:

• Tipo de motor: El ciclo Otto se utiliza en motores de combustión interna de cuatro tiempos, como los motores de gasolina utilizados en automóviles a diferencia del ciclo Diesel que se usa en motores de combustión interna de cuatro tiempos, pero con ignición por compresión en lugar de una chispa, el ciclo Brayton usado en turbinas de gas y motores de reacción y el ciclo Rankine usado en sistemas de generación de energía térmica y plantas de energía.
• Tipo de combustible: El ciclo Otto utiliza como combustible gasolina u otras mezclas de gasolina mientras que los demás ciclos usan otro tipo de combustibles como, por ejemplo: Diesel – diésel, Brayton - gas natural o el queroseno, Rankine - no utiliza un combustible específico.
• Proceso de ignición: En el ciclo Otto la ignición se produce por una chispa generada por una bujía, mientras que en el ciclo Brayton no hay ignición propiamente dicha, en el ciclo Diesel esta ignición se produce por la alta temperatura y presión generada durante la compresión del aire en el cilindro y en el ciclo Rankine no implica combustión interna.
• Relación de compresión: El rango de la relación de compresión del ciclo Otto es relativamente baja (8:1 a 12:1), por otra parte, en el ciclo Diesel es mucho mas alta (15:1 a 25:1) y en los ciclos Brayton y Rankine o se aplica una relación de compresión definida

Aplicaciones:

• Automóviles: El ciclo Otto es ampliamente utilizado en los motores de gasolina de los automóviles. Estos motores ofrecen una potencia adecuada para acelerar y mantener velocidades de conducción normales, lo que los hace ideales para uso diario y viajes de larga distancia. Además, los motores basados en el ciclo Otto son conocidos por su suavidad de funcionamiento, bajo nivel de vibración y facilidad de mantenimiento, lo que los hace populares en la industria automotriz.
• Motocicletas: Se aplica en los motores de gasolina de muchas motocicletas. Estos motores ofrecen una potencia adecuada para la conducción en carreteras y proporcionan una experiencia de conducción emocionante y ágil, lo que los convierte en una opción popular para los entusiastas de las motocicletas.
• Equipos de jardinería y herramientas motorizadas: En muchos equipos de jardinería, como cortadoras de césped, sopladores de hojas y motosierras, funcionan con motores basados en el ciclo Otto. Estos motores ofrecen la potencia necesaria para realizar tareas de mantenimiento de jardines y terrenos de manera eficiente y confiable.
• Generadores portátiles:  Los generadores portátiles utilizados en situaciones de emergencia o en lugares remotos a menudo están equipados con motores basados en el ciclo Otto. Estos generadores proporcionan una fuente confiable de energía eléctrica en momentos en que no hay acceso a la red eléctrica, lo que los convierte en una opción valiosa para campamentos, eventos al aire libre, construcción y respaldo de energía en caso de cortes de electricidad.
• Equipos de construcción y maquinaria industrial: Los motores basados en el ciclo Otto también se utilizan en diversos equipos industriales y maquinaria, como compresores de aire, bombas y generadores estacionarios. Estos motores proporcionan la potencia necesaria para impulsar estas máquinas y garantizar un rendimiento confiable en aplicaciones industriales y comerciales.

Rulle, K. (2006). Termodinámica-El motor Otto real. https://www.google.com.pe/book/e dition/Termodinamica/1rIBBXQhmCwC?hl=es&gbpv=0

Erazo & Viteri. (2018). Análisis termodinámico de los parámetros indicados de un motor de ciclo Otto aspiración natural con sistema de inyección electrónica en función de la altitud sobre el nivel del mar. https://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19868

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