Motor Otto: Funcionamiento, Componentes y Características Clave

Características del Motor Otto

El motor Otto es un motor térmico de combustión interna que consume una mezcla de aire y combustible previamente preparada. Dispone de un sistema de encendido eléctrico que inflama la mezcla que se encuentra comprimida en la cámara. El proceso de admisión y de escape son controlados por las válvulas, que abren y cierran mandadas por el sistema de distribución.

Ciclo de Funcionamiento

• Admisión de la mezcla de aire y combustible.
• Compresión de la misma.
• Encendido, combustión y expansión.
• Escape.

Esto se realiza en cada carrera del pistón, que equivale a media vuelta del cigüeñal, por lo que el ciclo completo son dos vueltas.

Combustible

Está derivado del petróleo, tiene una densidad de 0,71 a 0,76 Kg/l a 15ºC y posee un alto poder calorífico de unos 44000 Kj/Kg. Es muy volátil. Otra característica es el índice de octanos, que define su poder antidetonante, es decir, la temperatura que puede alcanzar cuando se comprime sin que llegue a autoencenderse. Contra mayor sea el octanaje, disminuye el riesgo de autoencendido. Este se produce cuando el combustible se inflama de forma espontánea, independientemente del encendido por la chispa.

Preparación de la Mezcla

El combustible ha de mezclarse con el aire, ya que este aporta el oxígeno necesario para realizar la combustión. La mezcla estequiométrica de la gasolina es aproximadamente de 1 Kg de gasolina por cada 14,7 de aire. Debe ser lo más homogénea posible.

El Encendido

La combustión se inicia al final de la compresión con el salto de chispa, momentos antes de que el pistón llegue al PMS (Punto Muerto Superior). Este efecto se conoce como avance de encendido, necesario para compensar el tiempo que tarda la llama en propagarse y generar una alta presión, que debe darse cuando la cabeza del pistón llega al PMS.

Regulación de la Carga

Según la necesidad, se regula la cantidad de la mezcla admitida en el motor, pero manteniendo aproximadamente la misma proporción, regulada por la mariposa de gases en el colector de escape y mandada por el pedal del acelerador.

Constitución del Motor Otto

Está formado por un pistón alternativo y un sistema de biela-cigüeñal encargado de transformar el movimiento lineal en rotativo. El pistón se desliza dentro del cilindro y se regula la estanqueidad en este por los segmentos. Se forma la cámara de combustión en la parte superior de la cabeza del pistón, donde se comprime y se quema la mezcla. En su interior se disponen las válvulas y la bujía. La parte central constituye el armazón del motor y se denomina bloque. En su parte superior se fija la culata y la inferior queda cerrada por el cárter.

Desplazamiento del Pistón

Se toma como referencia el plano de la cabeza del pistón. Los puntos donde este cambia el sentido del movimiento alternativo se denominan PMS (Punto Muerto Superior) y PMI (Punto Muerto Inferior). La carrera es la distancia que recorre el pistón entre estos dos puntos. El volumen del cilindro es el espacio que genera cuando el pistón se desplaza entre estos.

Volumen unitario = 3,14 * D² / 4 * la carrera

Para calcular la cilindrada total, se multiplica el volumen unitario por el número de cilindros. Al final de la admisión, cuando el pistón se encuentra en el PMI, el gas ocupa todo el volumen del interior del cilindro. Cuando el pistón se sitúa en el PMS, el gas se comprime, ocupando únicamente el volumen de la cámara.

La relación existente entre estos dos volúmenes se denomina relación de compresión y de ella depende la presión y la temperatura final de la compresión.

Relación de compresión = (volumen unitario + volumen de la cámara de combustión) / volumen de la cámara de combustión