Ciclo Otto y Diesel: Funcionamiento, Comparación y Ventajas

Ciclo Otto

Adm(1-2):

La válvula de admisión se abre y el pistón desciende desde el PMS (Punto Muerto Superior) al PMI (Punto Muerto Inferior). El cilindro se llena con gases frescos a la presión atmosférica. La válvula de admisión se cierra cuando el pistón llega al PMI.

Comp(2-3):

Con las válvulas de admisión y escape cerradas, el pistón se desplaza del PMI al PMS y la mezcla de aire y combustible queda comprimida. El aumento de presión eleva la temperatura de la mezcla.

Comb(3-4):

En el PMS se produce el encendido, la combustión inmediata de los gases provoca una fuerte subida de la presión. La aportación del calor es instantánea, sin movimiento del pistón.

Expa(4-5):

Las dos válvulas continúan cerradas, la alta presión hace que el pistón se desplace del PMS al PMI generando un trabajo positivo.

Cruzamiento de válvulas:

El cruce de válvulas se produce entre el AAA (Avance al Apertura de la Admisión) y el RCE (Retraso al Cierre del Escape). Al final del escape los gases que han adquirido inercia continúan saliendo a cierta velocidad, el pistón decelera rápidamente al llegar al PMS.

Comparación de compresión en motores Otto y Diesel

Otto:

Las válvulas de admisión y escape están cerradas, el pistón realiza su carrera ascendente desde el PMI. Cuando el pistón llega al PMS la mezcla queda comprimida en la cámara de combustión alcanzando una presión que oscila entre 10 y 15 bar dependiendo del valor de la relación de compresión. Para realizar la compresión y elevar la temperatura de la mezcla el volante de inercia aporta su energía cinética.

Diesel:

Las válvulas están cerradas, el pistón sube desde el PMI hasta el PMS. Se comprime el aire, según la relación de compresión del motor, entre 14 y 22 veces el volumen de la cámara de combustión. Con esta elevada compresión se obtiene una alta temperatura capaz de inflamar el combustible.

Aire/combustible

El combustible ha de mezclarse con el aire, ya que este aporta el oxígeno necesario para realizar la combustión, los dos elementos se combinan en una proporción aprox. de 1kg de gasolina por cada 14,7kg de aire. La gasolina vaporizada debe distribuirse uniformemente en el aire para garantizar una combustión completa.

Encendido Diesel

El encendido se produce antes de que el pistón llegue al PMS. Desde el comienzo de la inyección hasta que empieza a inflamarse el combustible, ya mezclado con el aire, transcurre un tiempo llamado retraso del encendido. En los motores con cámara auxiliar son necesarias bujías de calentamiento para facilitar el arranque en frío.

Ventajas e Inconvenientes del Motor Diesel

Ventajas:

• Mayor rendimiento térmico debido a que trabaja con temperaturas más elevadas.
• Menor consumo, se aprovecha mejor la energía del combustible.
• Menos contaminante al ser combustión más completa, los gases son menos tóxicos.
• Mayor duración con menor coste de mantenimiento.

Inconvenientes:

• Mayor peso, más ruidoso y de funcionamiento más brusco.
• Más caro, mejor calidad y ajustes que requiere su fabricación.
• Se adapta peor a los rápidos cambios de régimen que el motor Otto.
• El arranque en frío presenta más dificultades.