TEMA 4 Ciclo Otto Teórico y Real FCS
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TEMA 4 Ciclo Otto Teórico y Real FCS

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Questions and Answers

¿Cuál es la transformación que ocurre durante la fase de compresión en el ciclo teórico Otto?

  • Isotérmica
  • Adiabática (correct)
  • Isobara
  • Isócora
  • En el ciclo teórico Otto, ¿qué ocurre en la fase de explosión?

  • Se produce combustión a volumen constante (correct)
  • Se realiza un trabajo isobaro
  • El pistón se mueve sin cambios de volumen
  • La mezcla se comprime a presión constante
  • Durante la fase de expansión del ciclo teórico Otto, ¿qué tipo de transformación se lleva a cabo?

  • Isócora
  • Isobara
  • Adiabática (correct)
  • Isotérmica
  • En el ciclo Otto, ¿mientras se escapan los gases residuales, qué transformación ocurre?

    <p>Isócora</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de trabajo se observa en la superficie de color rojo dentro de los vértices A-B-C-D en el ciclo teórico Otto?

    <p>Trabajo efectivo o aprovechado</p> Signup and view all the answers

    En el ciclo Otto real, ¿cuál es la diferencia principal en la fase de admisión en comparación con el ciclo teórico?

    <p>No se produce a presión constante</p> Signup and view all the answers

    Durante la fase de escape en el ciclo teórico Otto, ¿qué es lo que realiza el pistón?

    <p>Barrido de los gases residuales</p> Signup and view all the answers

    En el ciclo Otto, el término 'transforamación isobara' se refiere a qué fase?

    <p>Admisión</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la fórmula para calcular el trabajo realizado por un motor?

    <p>T = P · V</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el resultado del cruce de válvulas en los ejemplos dados?

    <p>30°</p> Signup and view all the answers

    Si P = S, ¿qué se puede concluir sobre F en la fórmula de trabajo?

    <p>F = P · S</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué significa que el trabajo es directamente proporcional a la potencia?

    <p>A mayor potencia, mayor trabajo realizado en un tiempo específico.</p> Signup and view all the answers

    En un gráfico que representa trabajo, ¿qué se muestra en el eje de ordenadas?

    <p>Presión</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el orden correcto de los ciclos en un motor de ciclo otto de cuatro tiempos?

    <p>Admisión – Compresión – Trabajo – Escape</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre durante la fase de compresión en un motor de cuatro tiempos?

    <p>La mezcla de aire y combustible es comprimida en el cilindro.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué función tiene la válvula de admisión en el motor de ciclo otto?

    <p>Permitir la entrada de la mezcla de aire y combustible.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se produce la combustión en un motor de ciclo otto?

    <p>A través de la chispa eléctrica de la bujía.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes opciones describe correctamente la fase de expansión?

    <p>Los gases quemados se expanden dentro del cilindro, empujando el pistón.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se entiende por 'punto muerto superior' (PMS) en un motor?

    <p>La posición más alta del pistón en el cilindro.</p> Signup and view all the answers

    Durante la fase de escape, ¿qué sucede con los gases quemados?

    <p>Se expulsan a través de los conductos de escape.</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué es importante la relación aire-combustible en un motor otto?

    <p>Influye en la eficiencia de la combustión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes factores NO influye en la combustión de un motor otto?

    <p>La presión atmosférica externa.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tiene la compresión sobre la mezcla de aire y combustible?

    <p>Aumenta la densidad y temperatura de la mezcla.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la causa principal de que la presión final en el ciclo de combustión sea menor a la teórica?

    <p>El aumento del volumen durante la combustión</p> Signup and view all the answers

    Durante el ciclo de expansión en un motor de cuatro tiempos, ¿qué afecta el trabajo útil producido?

    <p>La presión inicial más baja</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se necesita anticipar para optimizar el ciclo de combustión en un motor de explosión?

    <p>El encendido de la mezcla</p> Signup and view all the answers

    En comparación con el diagrama teórico, el rendimiento del ciclo Otto real es inferior debido a varias pérdidas. ¿Cuál de las siguientes no es una de esas pérdidas?

    <p>Eficiencia en la mezcla de combustible</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el efecto de la cesión de calor a las paredes del cilindro durante el ciclo del motor?

    <p>Disminuye el trabajo útil realizado</p> Signup and view all the answers

    Durante la etapa de expulsión de gases quemados, qué fenómeno se presenta?

    <p>Las válvulas requieren tiempo para actuar</p> Signup and view all the answers

    En el ciclo de motor de explosión Otto, ¿qué determina el trabajo útil disponible?

    <p>Las áreas de las superficies en el gráfico del ciclo</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal del avance de apertura del escape en un motor?

    <p>Acelerar la salida de los gases</p> Signup and view all the answers

    Cuando se habla de pérdidas de trabajo en un motor de cuatro tiempos, ¿a qué se refieren principalmente?

    <p>A las carreras de escape y admisión</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre durante la compresión de la mezcla de aire y combustible en un motor de explosión?

    <p>El pistón se mueve del PMI al PMS</p> Signup and view all the answers

    Durante qué fase se produce el trabajo útil en un motor de explosión Otto de cuatro tiempos?

    <p>Durante la fase de expansión</p> Signup and view all the answers

    Qué parte del motor almacena energía cinética para realizar las carreras pasivas?

    <p>El volante del motor</p> Signup and view all the answers

    Qué ocurre cuando el pistón llega al Punto Muerto Inferior (PMI) durante el ciclo del motor?

    <p>Se abre la válvula de admisión</p> Signup and view all the answers

    Qué describe mejor las carreras del motor en un ciclo de cuatro tiempos?

    <p>Solo una carrera es útil, las otras son pasivas</p> Signup and view all the answers

    Cuál es el principal inconveniente si las válvulas se abrieran y cerraran al instante?

    <p>El rendimiento del motor sería bajo</p> Signup and view all the answers

    Qué implica tener energía suficiente en un motor endotérmico alterno?

    <p>Realizar las carreras pasivas sin interrupciones</p> Signup and view all the answers

    Qué se produce cuando el pistón se desplaza desde el PMI al PMS?

    <p>Se expulsan los gases quemados</p> Signup and view all the answers

    Al cierre de la válvula de escape, cuál es la secuencia que sigue inmediatamente en el ciclo?

    <p>Se abre la válvula de admisión</p> Signup and view all the answers

    En un motor de cuatro tiempos, cuánto dura un ciclo completo?

    <p>Dos revoluciones del cigüeñal</p> Signup and view all the answers

    Cuál es la función principal de la válvula de admisión?

    <p>Permitir la entrada de la mezcla de aire y combustible</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función del pistón durante la fase de admisión en el ciclo otto?

    <p>El pistón desciende, creando una depresión que permite la entrada de la mezcla de aire y combustible al cilindro.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede en el motor durante la fase de compresión?

    <p>La mezcla de aire y combustible se comprime, aumentando su presión y temperatura dentro del cilindro.</p> Signup and view all the answers

    En qué consiste la fase de combustión en un motor de ciclo otto?

    <p>Durante esta fase, la chispa eléctrica enciende la mezcla comprimida, provocando una explosión que empuja el pistón hacia abajo.</p> Signup and view all the answers

    Describe brevemente el proceso de expulsión de gases en el ciclo otto.

    <p>El pistón se mueve hacia arriba, expulsando los gases quemados a través de la válvula de escape hacia el exterior.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es el punto muerto superior (PMS) y por qué es importante en el ciclo de un motor?

    <p>El PMS es la posición más alta que alcanza el pistón en el cilindro, y es importante porque marca el final de la fase de compresión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo afecta la relación aire-combustible a la combustión en un motor otto?

    <p>Una relación adecuada garantiza la eficiencia de la combustión y evita problemas como la detonación.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué significa que un motor otto es de cuatro tiempos?

    <p>Significa que completa un ciclo de funcionamiento en cuatro movimientos del pistón, correspondientes a las fases de admisión, compresión, trabajo y escape.</p> Signup and view all the answers

    Menciona un factor que influya en la eficiencia de la fase de expansión del ciclo otto.

    <p>La temperatura y la presión de los gases quemados afectan la cantidad de trabajo útil realizado durante la expansión.</p> Signup and view all the answers

    En el ciclo teórico de Otto, ¿qué ocurre inmediatamente después de la fase de combustión?

    <p>Se inicia la fase de expansión, donde los gases generados empujan el pistón hacia abajo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el principal problema si las válvulas abren y cierran instantáneamente en un motor otto?

    <p>Esto podría causar una pérdida de potencia y eficiencia, además de aumentar el riesgo de daños en el motor.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con los gases quemados cuando el pistón alcanza el PMS?

    <p>Los gases quemados son expulsados rápidamente a través de la válvula de escape.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la diferencia entre las carreras útiles y pasivas en un motor de cuatro tiempos?

    <p>La carrera útil produce trabajo, mientras que las carreras pasivas requieren energía para realizarse.</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué es esencial la energía cinética almacenada en el volante del motor?

    <p>Esencial para realizar las carreras pasivas del motor y garantizar un suministro uniforme de potencia.</p> Signup and view all the answers

    Al completar un ciclo, ¿cuántas revoluciones del cigüeñal se requieren?

    <p>Se requieren dos revoluciones del cigüeñal para completar un ciclo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué limitación presenta el funcionamiento de las válvulas en el ciclo Otto real?

    <p>Las válvulas necesitan un tiempo para abrirse y cerrarse, afectando el rendimiento del motor.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo afecta la presión de los gases quemados al proceso de escape?

    <p>La presión de los gases quemados, al ser mayor que la exterior, impulsa su salida rápida.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué rol cumple el pistón durante la fase de escape?

    <p>El pistón se desplaza del PMI al PMS para expulsar los gases sobrantes.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué factores influyen en el rendimiento del motor en el ciclo Otto real?

    <p>Las pérdidas de calor y la ineficiencia en el cierre de válvulas afectan el rendimiento.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la importancia de la fase de expansión en el ciclo de un motor de explosión Otto?

    <p>La fase de expansión es donde se realiza el trabajo útil del motor.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre inmediatamente después de que el pistón termina su carrera de escape?

    <p>Se abre la válvula de admisión y comienza un nuevo ciclo de funcionamiento.</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué la presión final en el ciclo de combustión de un motor Otto real es inferior a la teórica?

    <p>La presión final es inferior debido al aumento de volumen durante la combustión y a la necesidad de anticipar el encendido.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué factores contribuyen a las pérdidas de calor en un motor de ciclo Otto?

    <p>Las pérdidas de calor son causadas por la transferencia de calor a las paredes del cilindro y la necesidad de refrigerar los órganos del motor.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se ve afectado el trabajo útil producido durante la fase de expansión en un motor Otto real?

    <p>El trabajo útil es menor debido a la presión más baja al inicio de la expansión, que reduce la fuerza de empuje sobre el pistón.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre durante la fase de combustión que afecta el rendimiento real del motor?

    <p>Durante la combustión, se requiere un tiempo para que la mezcla se queme completamente, lo que provoca una pérdida de presión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es el avance al encendido y por qué es necesario en el ciclo Otto?

    <p>El avance al encendido es la anticipación del momento en que se genera la chispa para encender la mezcla, necesario para compensar el tiempo de combustión.</p> Signup and view all the answers

    Durante la fase de escape, ¿por qué la presión no baja instantáneamente?

    <p>La presión no baja instantáneamente porque los gases necesitan tiempo para salir al exterior a través de las válvulas, que no se abren de inmediato.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son las principales causas de la diferencia en el rendimiento entre el ciclo teórico y el ciclo real en un motor Otto?

    <p>Las principales causas son las pérdidas de calor, el avance en el encendido, y la inercia en las válvulas y gases.</p> Signup and view all the answers

    En un ciclo de motor de cuatro tiempos, ¿qué representa la superficie entre el ciclo teórico y el ciclo real?

    <p>La superficie representa la pérdida de trabajo útil que se produce en el ciclo real en comparación con el ideal.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué implica el término 'cesión de calor' en el contexto del ciclo Otto?

    <p>La cesión de calor implica que parte de la energía generada durante la combustión se pierde a través de las paredes del cilindro.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo afecta la inercia de las válvulas a la eficiencia del ciclo Otto?

    <p>La inercia de las válvulas puede retrasar su apertura y cierre, lo que reduce la eficiencia del ciclo de escape y admisión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se calcula el cruce de válvulas en un motor según el contenido presentado?

    <p>El cruce de válvulas se calcula sumando los grados en los que ambas válvulas están abiertas, es decir, $9° + 21° = 30°$.</p> Signup and view all the answers

    Explica brevemente cómo se relacionan presión y trabajo en el funcionamiento de un motor según las fórmulas presentadas.

    <p>La relación se expresa mediante la fórmula $T = P imes V$, donde el trabajo ($T$) realizado es igual a la presión ($P$) multiplicada por el volumen ($V$).</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué significa que el trabajo es proporcional a la potencia en el contexto de un motor?

    <p>Significa que el trabajo realizado por el motor está directamente relacionado con la potencia que este genera durante su funcionamiento.</p> Signup and view all the answers

    Describe la fórmula que se utiliza para calcular el trabajo realizado y cuáles son sus variables.

    <p>La fórmula es $T = F imes e$, donde $T$ es el trabajo, $F$ es la fuerza aplicada y $e$ es la distancia desplazada en la dirección de la fuerza.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se puede concluir sobre la apertura de válvulas y su impacto en el ciclo de un motor?

    <p>Una apertura de válvulas inadecuada puede llevar a pérdidas de trabajo en el ciclo, afectando la eficiencia del motor.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se caracteriza la fase de compresión en el ciclo Otto teórico?

    <p>La compresión es una transformación adiabática, donde la mezcla se comprime sin pérdida de calor.</p> Signup and view all the answers

    Describe brevemente qué ocurre durante la fase de explosión en el ciclo de trabajo teórico Otto.

    <p>En la fase de explosión se produce la combustión de la mezcla al saltar la chispa, a volumen constante.</p> Signup and view all the answers

    En el ciclo Otto real, ¿cómo difiere la fase de admisión en comparación con el ciclo teórico?

    <p>En el ciclo Otto real, la admisión no se produce a presión constante debido a un llenado incompleto del cilindro.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la transformación que ocurre durante la fase de escape espontáneo en el ciclo teórico Otto?

    <p>Durante el escape espontáneo, los gases residuales salen al exterior a volumen constante (transformación isócora).</p> Signup and view all the answers

    En el diagrama teórico de trabajo, ¿qué representa la superficie de color rojo entre los vértices A-B-C-D?

    <p>Representa el trabajo efectivo o aprovechado realizado durante el ciclo.</p> Signup and view all the answers

    Durante la fase de expansión en el ciclo teórico Otto, ¿qué tipo de transformación se lleva a cabo?

    <p>La fase de expansión es una transformación adiabática donde el pistón se desplaza debido a la presión interna.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre durante la fase de escape en el ciclo teórico Otto?

    <p>En la fase de escape, el pistón realiza el barrido de los gases residuales a presión atmosférica.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo impacta la transformación isobara en la fase de admisión del ciclo teórico Otto?

    <p>La transformación isobara permite que el cilindro se llene a presión constante con la mezcla de aire y combustible.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tiene el avance en el encendido respecto al PMS en el ciclo Otto real?

    <p>El avance en el encendido es necesario porque la combustión no es instantánea y debe iniciar antes de que el pistón llegue al PMS.</p> Signup and view all the answers

    Describe una causa que contribuye a que el rendimiento en el motor de ciclo Otto real sea inferior al teórico.

    <p>Las pérdidas de calor a través de las paredes del motor contribuyen a un rendimiento inferior al teórico.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son las fases del ciclo de cuatro tiempos en un motor de ciclo otto?

    <p>Admisión, compresión, trabajo y escape.</p> Signup and view all the answers

    Durante la fase de expansión, ¿por qué el trabajo útil producido es menor en el ciclo real?

    <p>El trabajo útil es menor porque se parte de una presión final más baja y hay cesión de calor a las paredes.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre durante la fase de admisión en un motor de ciclo otto?

    <p>El pistón se desplaza hacia abajo, permitiendo que la mezcla de aire y combustible sea aspirada al cilindro.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con los gases durante la fase de escape en un motor de ciclo Otto?

    <p>Los gases quemados son expulsados, aunque la presión no disminuye instantáneamente debido al tiempo de apertura de las válvulas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se produce la combustión en un motor de ciclo otto?

    <p>La combustión ocurre al saltar la chispa eléctrica entre los electrodos de la bujía.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo afecta la necesidad de anticipar la apertura del escape a la eficiencia del motor de cuatro tiempos?

    <p>Anticipar la apertura del escape puede causar pérdida de presión y trabajo útil, reduciendo la eficiencia del motor.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué papel desempeña el pistón durante la fase de escape?

    <p>El pistón se mueve hacia arriba, expulsando los gases quemados del cilindro.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la diferencia entre el ciclo teórico y práctico en un motor otto?

    <p>El ciclo práctico presenta pérdidas de energía que no se consideran en el ciclo teórico.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué rol tienen las pérdidas de trabajo de bombeo en el ciclo real del motor de cuatro tiempos?

    <p>Las pérdidas de trabajo de bombeo ocurren durante las fases de escape y admisión, afectando el rendimiento general del motor.</p> Signup and view all the answers

    Al compararse el ciclo teórico con el real, ¿cuál es una diferencia notable en el diagrama de trabajo?

    <p>El ciclo real muestra una menor área de trabajo útil debido a pérdidas de calor y presiones no ideales.</p> Signup and view all the answers

    Explica brevemente la fase de compresión en un motor de ciclo otto.

    <p>Durante la compresión, la mezcla de aire y combustible se comprime en el cilindro, aumentando su presión y temperatura.</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué es importante el avance de apertura del escape en un motor otto?

    <p>El avance de apertura del escape permite una mejor expulsión de los gases residuales y optimiza el ciclo de funcionamiento.</p> Signup and view all the answers

    ¿En qué se traduce la transmisión de calor durante la compresión en un motor de ciclo Otto?

    <p>La transmisión de calor durante la compresión reduce la temperatura y presión de la mezcla, afectando la eficiencia del ciclo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué determina el trabajo útil disponible en un motor otto?

    <p>El trabajo útil disponible se determina por la presión y volumen de los gases en el cilindro durante la fase de expansión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué impacto tiene el tiempo de combustión en la presión final del ciclo Otto?

    <p>El tiempo de combustión afecta que la presión final sea inferior a la teórica, afectando el rendimiento del ciclo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo influye la relación aire-combustible en el rendimiento de un motor otto?

    <p>Una adecuada relación aire-combustible maximiza la eficiencia de la combustión y potencia del motor.</p> Signup and view all the answers

    Define el punto muerto superior (PMS) en el ciclo de un motor otto.

    <p>El PMS es la posición más alta que alcanza el pistón en el cilindro.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal del volante del motor en un motor endotérmico alterno?

    <p>Almacenar energía cinética para facilitar las carreras pasivas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede cuando el pistón alcanza el punto muerto inferior (PMI)?

    <p>La válvula de escape se abre para permitir la salida de los gases quemados.</p> Signup and view all the answers

    En un motor de cuatro tiempos, ¿cuándo se realiza el trabajo útil?

    <p>Durante la fase de expansión, al final de la fase de combustión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué no sería eficiente si las válvulas se abrieran y cerraran instantáneamente en un motor otto?

    <p>Porque el rendimiento sería bajo debido al tiempo necesario para que las válvulas y la mezcla se desplacen adecuadamente.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué implica el término 'carreras pasivas' en el contexto del motor de explosión Otto?

    <p>Son las carreras que necesitan energía para realizarse, a diferencia de la carrera útil.</p> Signup and view all the answers

    Durante el ciclo de escape, ¿qué ocurre con los gases quemados?

    <p>Son expulsados rápidamente a través de la válvula de escape.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué define la 'carrera útil' en el ciclo de un motor de cuatro tiempos?

    <p>Es la carrera donde se produce trabajo, específicamente al final de la fase de combustión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el impacto de la energía suministrada por el volante en un motor endotérmico alterno?

    <p>Permite que el motor mantenga una potencia uniforme durante las carreras pasivas.</p> Signup and view all the answers

    En el ciclo práctico de un motor Otto, ¿qué diferencia se observa en comparación con el ciclo teórico?

    <p>El rendimiento es inferior debido a pérdidas como el tiempo de apertura y cierre de las válvulas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se inicia un nuevo ciclo de funcionamiento en un motor de cuatro tiempos?

    <p>Cuando el pistón llega al PMS y se abre la válvula de admisión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se calcula el cruce de válvulas en un motor de ciclo Otto?

    <p>El cruce de válvulas se calcula sumando los grados en los que ambas válvulas se mantienen abiertas, es decir, 9° + 21° = 30°.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representa la fórmula de trabajo $T=P·V$ en un motor de ciclo Otto?

    <p>La fórmula $T=P·V$ indica que el trabajo hecho por el motor es el producto de la presión $P$ y el volumen $V$ durante el ciclo de operación.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la relación entre trabajo y potencia en un motor según el contenido?

    <p>El trabajo es directamente proporcional a la potencia, lo que significa que a mayor potencia, mayor trabajo realizado en un determinado tiempo.</p> Signup and view all the answers

    En el ciclo teórico Otto, ¿por qué son importantes los grados definitivos en cada fase del ciclo?

    <p>Los grados definitivos son esenciales para garantizar el sincronismo adecuado entre las fases de admisión, compresión, explosión y escape, lo que maximiza la eficiencia del motor.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué conclusión se puede sacar al igualar la fuerza realizada con la presión y el desplazamiento en un motor?

    <p>Igualar la fuerza $F$ con la presión $P$ multiplicada por la superficie $S$ y el desplazamiento $e$ muestra cómo la fuerza depende de las condiciones operativas del motor.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se caracteriza la fase de compresión en el ciclo Otto teórico?

    <p>La compresión en el ciclo Otto teórico es adiabática, es decir, ocurre sin pérdida de calor.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de transformación ocurre durante la fase de explosión en el ciclo teórico Otto?

    <p>Durante la fase de explosión se produce una transformación isócora, manteniendo el volumen constante.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la diferencia principal entre el ciclo Otto teórico y el ciclo Otto real en la fase de admisión?

    <p>En el ciclo Otto real, la admisión no se realiza a presión constante, lo que provoca un llenado incompleto del cilindro.</p> Signup and view all the answers

    Describe la fase de escape en el ciclo teórico Otto.

    <p>En la fase de escape, el pistón se desplaza a presión atmosférica para expulsar los gases residuales.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representa la superficie de color rojo en el diagrama del ciclo teórico Otto?

    <p>La superficie de color rojo representa el trabajo efectivo o aprovechado durante el ciclo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el impacto de la temperatura en la fase de compresión en un ciclo Otto?

    <p>A medida que se comprime la mezcla, la temperatura aumenta, lo que facilita la ignición durante la combustión.</p> Signup and view all the answers

    En el ciclo Otto, ¿qué condiciones se mantienen durante la fase de expansión?

    <p>Durante la fase de expansión, se mantiene una transformación adiabática, aumentando el volumen mientras se disminuye la presión interna.</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué es importante la fase de escape en el ciclo Otto?

    <p>La fase de escape es crucial para eliminar los gases residuales, permitiendo que entre nueva mezcla de aire y combustible para la siguiente combustión.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Ciclo Otto Teórico

    • Compresión: La mezcla de aire y combustible se comprime adiabáticamente, lo que significa que no hay transferencia de calor. La presión y la temperatura aumentan.
    • Explosión: La mezcla de aire y combustible se enciende por una chispa, lo que genera una expansión rápida y adiabática de los gases. La presión y la temperatura alcanzan su punto máximo.
    • Expansión: Los gases calientes se expanden adiabáticamente contra el pistón, realizando trabajo. La presión y la temperatura disminuyen.
    • Escape: Los gases de escape se liberan isobáricamente, manteniéndose la presión constante. El pistón expulsa los gases quemados.
    • Trabajo realizado: La superficie roja dentro de los vértices A-B-C-D representa el trabajo realizado.

    Ciclo Otto Real

    • Admisión: La admisión de aire es isobárica, la presión del aire permanece constante.
    • Escape: El pistón realiza trabajo al expulsar los gases quemados durante la fase de escape.
    • Transformación isobara: Se refiere a la fase de escape, donde la presión se mantiene constante.

    Fórmula de trabajo:

    • El trabajo realizado por un motor se calcula con la fórmula: Trabajo = Fuerza x Distancia
    • Se puede concluir que la fuerza es directamente proporcional al trabajo.
    • En un gráfico de trabajo, el eje de ordenadas representa la fuerza.

    Ciclo de cuatro tiempos

    • Orden de los ciclos: Admisión, Compresión, Combustión, Escape.
    • Fase de Compresión: La mezcla de aire y combustible es comprimida por el pistón.
    • Válvula de admisión: Permite la entrada de la mezcla de aire y combustible al cilindro.
    • Combustión: La mezcla se enciende por una chispa, produciendo una rápida expansión de los gases.
    • Fase de Expansión: Los gases se expanden contra el pistón, realizando trabajo.
    • Punto muerto superior (PMS): Es el punto más alto alcanzado por el pistón durante la carrera de compresión o expansión.
    • Fase de Escape: Los gases quemados son expulsados del cilindro.
    • Relación aire-combustible: Es crucial para una combustión eficiente. La proporción correcta de aire y combustible optimiza la explosión.
    • Factores que influyen en la combustión: Compresión, temperatura, relación aire-combustible, encendido. El único factor que NO influye es la velocidad del pistón.
    • Efecto de la compresión: Incrementa la temperatura y la presión de la mezcla de aire y combustible.

    Rendimiento del motor

    • Presión final en el ciclo de combustión: Es menor que la teórica debido a factores como la cesión de calor.
    • Trabajo útil producido: Es afectado por la expansión de los gases durante el ciclo de expansión.
    • Optimización del ciclo de combustión: Se anticipa la apertura del escape para mejorar la eficiencia.
    • Pérdidas en el ciclo real: Las pérdidas de calor, las pérdidas de trabajo de bombeo y las pérdidas por fricción hacen que el rendimiento real del motor sea inferior al teórico.
    • Cesión de calor: El calor se transfiere a las paredes del cilindro, lo que reduce la eficiencia.
    • Expulsión de gases quemados: Se produce un fenómeno de desprendimiento de flujo.
    • Trabajo útil disponible: En el ciclo Otto, depende de la presión y el volumen de los gases durante la expansión.
    • Avance de apertura del escape: Se utiliza para expulsar los gases quemados eficientemente.
    • Pérdidas de trabajo: Se refieren principalmente a las pérdidas de trabajo de bombeo en un motor de cuatro tiempos.
    • Compresión de la mezcla de aire y combustible: Aumenta la temperatura y la presión de la mezcla.
    • Trabajo útil: Se produce durante la fase de expansión.

    El motor en detalle

    • Carrera pasiva: El volante almacena energía cinética para realizar las carreras pasivas del motor.
    • Punto muerto inferior (PMI): El pistón alcanza el punto más bajo de la carrera.
    • Carreras del motor: Hay dos carreras útiles (compresión y expansión) y dos carreras pasivas (admisión y escape) durante un ciclo de cuatro tiempos.
    • Apertura instantánea de válvulas: Sería un inconveniente porque causaría pérdidas de eficiencia.
    • Energía suficiente en un motor endotérmico alterno: Implica que el volante tiene suficiente energía cinética para mantener la carrera pasiva.
    • Desplazamiento del pistón: Durante el desplazamiento de la PMI al PMS, la mezcla de aire y combustible se comprime.
    • Cierre de la válvula de escape: Se abre la válvula de admisión para comenzar el siguiente ciclo.
    • Duración de un ciclo completo: Dos revoluciones del cigüeñal.
    • Válvula de admisión: Permite la entrada de la mezcla de aire y combustible al cilindro.
    • Función del pistón en la fase de admisión: Se mueve hacia abajo, creando una depresión que succiona la mezcla de aire y combustible.
    • Compresión: Se comprime la mezcla de aire y combustible, aumentando su temperatura y presión.

    Combustión

    • Fase de combustión: La mezcla se enciende por una chispa eléctrica, generando una expansión rápida y adiabática.
    • Expulsión de gases: El pistón se mueve hacia arriba, expulsando los gases quemados por la válvula de escape.
    • Punto muerto superior (PMS): Es el punto más alto alcanzado por el pistón durante la carrera de compresión y expansión. Es importante porque marca el inicio y final de la fase de combustión.
    • Relación aire-combustible: La relación de aire y combustible influye directamente en la eficiencia de la combustión: una relación incorrecta puede resultar en mala combustión.
    • Motor de cuatro tiempos: El motor realiza un ciclo completo en cuatro carreras del pistón.
    • Eficiencia de la fase de expansión: Influye la relación aire-combustible, la presión de compresión y la calidad del material del cilindro.

    Detalles adicionales del ciclo Otto

    • Después de la combustión: Se realiza la expansión de los gases.
    • Apertura y cierre instantáneo de válvulas: causaría pérdidas de eficiencia.
    • Gases quemados al alcanzar el PMS: La combustión se completa, y la presión y la temperatura de los gases son máximas.
    • Carreras útiles y pasivas: Las carreras útiles son la compresión y la expansión, mientras que las pasivas son la admisión y el escape.
    • Energía cinética almacenada: Es esencial para mantener el movimiento continuo del motor, especialmente durante las carreras pasivas.
    • Revoluciones del cigüeñal: Se requieren dos revoluciones para completar un ciclo.
    • Limitación de las válvulas: No pueden abrir y cerrar instantáneamente, lo que causa pérdidas de eficiencia.
    • Presión de los gases quemados: Afeta al proceso de escape, ya que se necesita una presión suficiente para expulsar los gases eficientemente.
    • Rol del pistón en la fase de escape: Se mueve hacia arriba, expulsando los gases quemados a través de la válvula de escape.
    • Rendimiento del motor en el ciclo Otto real: Se ve afectado por factores como las pérdidas de calor, las pérdidas de trabajo de bombeo y las pérdidas por fricción.
    • Importancia de la fase de expansión: Esta fase es la responsable de la producción de trabajo útil del motor.
    • Después de la carrera de escape: Se abre la válvula de admisión para iniciar la siguiente carrera.
    • Presión final en el ciclo de combustión: Es más baja en el ciclo real debido a las pérdidas de calor.
    • Pérdidas de calor: Se producen por la transferencia de calor a las paredes del cilindro y a los gases de escape.
    • Trabajo útil producido durante la fase de expansión: Se ve afectado por la presión y el volumen de los gases, que se ven afectados por las pérdidas de calor.
    • Combustión: La combustión de la mezcla de aire y combustible crea una expansión rápida, que contribuye a la producción de energía.
    • Avance al encendido: Se utiliza para iniciar la combustión antes del PMS, optimizando el ciclo.
    • Presión durante la fase de escape: No baja instantáneamente debido a la inercia de los gases quemados.
    • Diferencias entre el ciclo teórico y el ciclo real: El ciclo real se ve afectado por pérdidas como las de calor, bombeo y fricción.
    • Superficie entre el ciclo teórico y el ciclo real: Representa la energía desperdiciada en el ciclo real debido a estas pérdidas.
    • Cesión de calor: Es un elemento importante de las pérdidas en el ciclo Otto, que implica la transferencia de energía térmica al medio ambiente.
    • Inercia de las válvulas: Impacta en la eficiencia, ya que afecta el tiempo de apertura y cierre de las válvulas, lo que se relaciona con el flujo de gases.
    • Cruce de válvulas: Se calcula con base en la diferencia de tiempo entre la apertura de la válvula de admisión y el cierre de la válvula de escape.
    • Relación entre presión y trabajo: La presión de los gases juega un papel fundamental en la producción de trabajo en un motor.

    Fórmulas y conclusiones:

    • Trabajo: Trabajo = Fuerza x Distancia
    • Relación entre trabajo y potencia: El trabajo es directamente proporcional a la potencia.
    • Apertura de válvulas: Las válvulas no se abren y cierran instantáneamente, lo que afecta a la eficiencia del ciclo.

    Fase de compresión

    • Ciclo Otto teórico: La compresión es adiabática, lo que significa que no hay transferencia de calor. La presión y la temperatura aumentan.
    • Fase de explosión: La mezcla de aire y combustible se enciende por una chispa, generando una expansión rápida y adiabática de los gases.
    • Admisión en el ciclo Otto real: La admisión de aire ocurre bajo una presión constante (isobárica)
    • Fase de escape espontáneo: Los gases de escape se liberan isobáricamente (presión constante).
    • Superficie roja en el diagrama de trabajo: Representa el trabajo realizado durante la compresión.
    • Fase de expansión: Los gases calientes se expanden adiabáticamente contra el pistón.
    • Fase de escape: El pistón se mueve hacia arriba, expulsando los gases quemados.
    • Transformación isobara en la fase de admisión: La presión permanece constante, mientras que el aire entra al cilindro.

    Ciclos del motor de cuatro tiempos

    • Ciclos del motor de cuatro tiempos: Admisión, Compresión, Combustión, Escape.
    • Rendimiento del motor real: Es inferior al teórico debido a las pérdidas por calor y fricción.
    • Fase de expansión: El trabajo útil producido es menor en el ciclo real debido a las pérdidas.
    • Fase de admisión: La mezcla de aire y combustible ingresa al cilindro.
    • Fase de escape: Los gases quemados son expulsados del cilindro.
    • Combustión: La combustión de la mezcla de aire y combustible genera la expansión de los gases.
    • Necesidad de anticipar la apertura del escape: Se utiliza para mejorar la eficiencia al permitir que los gases salgan más fácilmente.
    • Rol del pistón en la fase de escape: El pistón se mueve hacia arriba, empujando los gases quemados fuera del cilindro.

    Ciclo teórico vs. ciclo real

    • Diferencias entre el ciclo teórico y el ciclo real: El ciclo real tiene en cuenta las pérdidas de calor, bombeo y fricción, que no se consideran en el ciclo teórico.
    • Pérdidas de trabajo de bombeo: Reducen el trabajo útil en el ciclo real.
    • Diagrama de trabajo: En el diagrama del ciclo real, la superficie encerrada es menor que en el ciclo teórico.
    • Fase de compresión: La mezcla de aire y combustible se comprime, aumentando su temperatura y presión.
    • Importancia del avance de apertura del escape: Se utiliza para optimizar la expulsión de los gases quemados y mejorar la eficiencia.

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    Este cuestionario explora las fases del ciclo Otto, tanto teórico como real. Las preguntas abarcan las transformaciones involucradas en cada fase, así como las diferencias entre el ciclo teórico y el real. Ideal para estudiantes de ingeniería automotriz que deseen profundizar en el funcionamiento de los motores de combustión interna.

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