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1 El estudio que hacemos a continuación se realiza sobre un motor normal sin sobrealimentación y a nivel del mar. El ciclo de cuatro tiempos está constituido por las siguientes fases: Admisión, compresión, explosión y escape. Al producirse la explosión de la mezcla, tiene lugar la expansión de los gases deslizándose el cilindro hacia el punto muerto inferior, siendo esta la única fase útil del ciclo, como ya hemos dicho anteriormente. Primer tiempo. Fase de admisión.- Durante la carrera de admisión el émbolo se desliza hacia el punto muerto inferior, accionado por la biela. La válvula de admisión se supone que abre completamente, permitiendo la entrada de la mezcla, la cual va a ocupar el espacio que ha dejado el émbolo en su descenso. Teóricamente, la presión es constante e igual a la atmosférica (Figura? 4). Segundo tiempo. Fase de compresión.- En el segundo tiempo la válvula de admisión se cierra, precisamente cuando el émbolo llega al punto muerto inferior. En este momento el émbolo inicia su carrera ascendente hacia el P.M.S., haciendo disminuir el volumen ocupado por la mezcla, comprimiéndola hasta dejarla reducida al volumen de la cámara de explosión. Durante la compresión, la mezcla, además de aumentar su presión aumenta su temperatura; pero no lo suficiente para producir la explosión. Este aumento de temperatura hace que sea más fácil el encendido de la mezcla y más rápida su combustión. 1 / 6

2 Tercer tiempo. Fase de expansión.- El aumento de presión originado por la combustión de la mezcla actúa sobre todas las paredes de la cámara de explosión, obligando a la única pared móvil, que es el émbolo, a descender rápidamente, expandiéndose los gases y disminuyendo la presión con el aumento de volumen. La temperatura, al final de la expansión, desciende, quedando entre y C. Esta expansión termina, teóricamente, cuando el émbolo llega al punto muerto inferior. La temperatura de la mezcla al final de la compresión varía entre 520 y 650 C, según los valores de la relación de compresión. Una vez que el émbolo llega al P.M.S., finaliza la fase de compresión y tiene lugar la combustión de la mezcla iniciándose la fase de explosión. Al inflamarse la mezcla, se eleva bruscamente, la presión y la temperatura en el interior de la cámara de explosión. Teóricamente, la temperatura absoluta en la cámara de explosión alcanza entre y C, dependiendo este valor de la relación de compresión (Figura? 5). Como anteriormente decíamos, la expansión es la única fase motriz en la que se tranforma en trabajo el calor producido por la combustión de la mezcla; durante la fase de expansión las válvulas de admisión y escape permanecen cerradas. (Figura? 6). 2 / 6

3 Cuarto tiempo. Fase de escape.- Cuando el émbolo llega al P.M.I. la válvula de escape se abre, quedando abierta hasta el fin de la carrera de subida del émbolo al P.M.S., con lo cual se expulsan los gases quemados, preparando el cilindro para recibir más mezcla e iniciar nuevamente el ciclo. (Figura? 7). Se supone que en el momento de llegar el émbolo al punto muerto inferior y abrirse la válvula de escape desciende la presión de los gases a la presión atmosférica, y que durante la marcha del émbolo hacia el P.M.S. los gases se mantienen a dicha presión. La temperatura de los gases a la salida al exterior se supone que es de a C, dependiendo este valor de que la carburación esté bien regulada y de que se efectúe una buena combustión. En el momento de iniciarse el escape, la elevada temperatura que llevan los gases da lugar a una gran pérdida de energía térmica. En la descripción de este ciclo teórico hemos visto que solamente una fase es útil para el trabajo. Tal discontinuidad en dar trabajo al eje motor produciría una variación en la regularidad de la velocidad del mismo; pero este grave inconveniente se elimina casi totalmente en los motores de hasta 4 cilindros montándoles un volante sobre el cigüeñal. En los motores aeronáuticos la hélice tiende a regularizar el régimen del motor y esta dificultad empieza a desaparecer en los motores de 6 cilindros. Algunas casas constructoras de motores han eliminado la discontinuidad mediante el acoplamiento de doble hélice en un mismo motor. En lecciones posteriores se hará un estudio 3 / 6

4 sobre este tipo de motor. Ciclo gráfico teórico.- Representaremos el volumen ocupado por los gases del cilindro en un momento determinado sobre el eje horizontal o de abscisas (Figura? 8) y la presión de los gases en ese momento sobre el eje vertical o de ordenadas. Por lo tanto a cada situación del ciclo corresponderá un punto del plano. Es evidente que los gases nunca ocupan un volumen menor que v (cámara de explosión) ni tienen una presión menor que la presión atmosférica: 1 kg/cm 2 4 / 6

5 La tiempo la punto presión volumen Suponemos el aumenta representamos En válvula punto fase la fase la aumentando, de muerto del presión de repente que interior admisión compresión por superior, al permanece llegar la del queda tal línea con se cilindro presión como se abre las y CD este representada produce explosión, constante válvulas en nos V desde punto disminuye el volumen P.M.S. la representa de unas cerradas combustión el dentro por máxima émbolo constante 19 hasta la del atm. línea y la presión, por convertirse cilindro línea instantánea a desliza AB (Figura lo 45 tanto BC horizontal, atm. (casi cuando en desde? el en (atmósferas). 9). el siempre volumen v gráfico. el (de los el suponiendo émbolo punto gases, la será cámara va Como Este muerto disminuyendo se algo por encuentra que se fenómeno de lo menor) ve, inferior cual explosión). el ese y en y al que la 5 / 6

6 El estando por escape, 11). De cerrándose comienza Como gas, recibe de producir cilindros Trabajo motor. representa aumento expansión D nuevo DE siendo a mucho Recordando (Figura E útil baja las produzca observara disminuye de el compresión el teórico de válvulas la émbolo nuevo la trabajo que más del?10). expansión escape en del lo en la va cerradas, trabajo útil al dicho ciclo.- presión obliga (caso la hacia instantáneamente de teórico, fase (que compresión; al la (caso Se del al tratar y siendo se está única P.M.S. émbolo llama aumenta puesto motor compresión da, de abierta la fase ya los esta así representación y monocilíndrico), sin a que al motores en el descender al la teóricamente embargo, llegar volumen estamos trabajo que el fase 4 atm. cilindro suministra aquí que que a recibe de varios y se en la gráfica, se llamamos está de o nuevo teóricamente necesita presión el durante abre bien, E trabajo ciclo cilindros). a mucha B, tendremos la hasta que teórico ambiente de por válvula la energía del al cartera la expansión, abrirse el mayor émbolo desarrolla cilindro. punto (Figura que almacenada ascendente), admisión presión la 1 para muerto le Lógicamente, válvula? atm. representado área un 12). comprimir ciclo otros (Figura inferior BCDEB para la ydel fase? sel 6 / 6

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