Cicle Otto

Esquema d'un cicle Otto de 4 temps en un diagrama PV

Cicle Otto en valors exactes

El cicle Otto és el cicle termodinàmic que s'aplica en els motors de combustió interna d'encés provocat per una purna elèctrica (motors de gasolina, etanol, gasos derivats del petròleu o atres substàncies altament volàtils i inflamables). Inventat per Nicolaus Otto en 1860, es caracterisa perque en una primera aproximació teòrica, tota la calor s'aporta a volum constant.

Cicle de 4 temps (2 regressos de cigonyal)

Hi ha tres tipos de motors que es rigen pel cicle d'Otto creats per IO, els motors de dos temps, els motors de quatre temps i els motors de sis temps. Per diferents factors casi tots els motors solen ser de 4 temps. El cicle no influïx en la selecció de combustible.

El 4 temps, junt en el motor diésel, ha segut el més utilisat en els automòvils durant els últims anys (abans del 2000 hi havia molt pocs automòvils diésel), ya que té un bon rendiment i no es controlava la contaminació. (despuix de les últimes actualisacions de normatives anticontaminación la fabricació i venda d'automòvils diésel s'ha desplomat)

El cicle de 4 temps consta de sis processos, dos dels quals (E-A i A-E) no participen en el cicle termodinàmic del decorregut operante, pero són fonamentals per a la renovació de la càrrega del mateix:

1. E-A: admissió a pressió constant (renovació de la càrrega).
2. A-B: compressió dels gasos i isoentrópica.
3. B-C: combustió, aporte de calor a volum constant. La pressió s'eleva ràpidament abans de començar el temps útil.
4. C-D: força, expansió isoentrópica o part del cicle que entrega treball.
5. D-A: Escape, cessió del calor residual a l'ambient a volum constant.
6. A-E: Escape, buidat de la cambra a pressió constant (renovació de la càrrega.)(isobàric).

Motor de quatre temps

Artícul principal → Cicle de quatre temps.

1. Durant la primera fase, el pistón es desplaça fins a el PMI (Punt Mort Inferior) i la vàlvula d'admissió permaneix oberta, permetent que s'aspire la mescla de combustible i aire cap a dins del cilindre (açò significa que entra de forma gaseosa).
2. Durant la segona fase les vàlvules permaneixen tancades i el pistón es mou cap a el PMS, comprimint la mescla d'aire i combustible. Quan el pistón aplega al final d'esta fase, una purna en la bugia encén la mescla.
3. Durant la tercera fase, es produïx la combustió de la mescla, lliberant energia que provoca l'expansió dels gasos i el moviment del pistón cap a el PMI. Es produïx la transformació de l'energia química continguda en el combustible en energia mecànica transmesa al pistón, que la transmet a la biela, i la biela la transmet al cigonyal, d'a on es pren per a la seua utilisació.
4. En la quarta fase s'obri la vàlvula d'escape i el pistón es mou cap a el PMS (Punt Mort Superior), expulsant els gasos produïts durant la combustió i quedant preparat per a escomençar un nou cicle (renovació de la càrrega).

Cicle de 2 temps (1 regrés de cigonyal)

Motor de dos temps.

1. (Admissió - Compressió). Quan el pistón alcança el PMI (Punt Mort Inferior) escomença a desplaçar-se fins a el PMS (Punt Mort Superior), creant una diferència de pressió que aspira la mescla d'aire i gasolina per la lumbrera d'admissió cap al cárter de precompresión. (Açò no significa que entre de forma gaseosa). Quan el pistón tapa la lumbrera, deixa d'entrar mescla, i durant el restant del recorregut descendent, el pistón la comprimix en el cárter inferior, fins que es descobrix la lumbrera de transferència que ho comunica en la cambra de compressió, en lo que la mescla fresca precomprimida ajuda a expulsar els gasos cremats de l'escape.
   Quan el pistón escomença a pujar la lumbrera de transferència permaneix oberta una part de la carrera i el cárter no agarra aire fresc, sino que retornen part dels gasos, perdent eficiència de bombeig.
   A altes revolucions s'utilisa l'inèrcia de la massa dels gasos per a minimisar este efecte (renovació de la càrrega).
2. (Expansió - Escape de Gasos). Una volta que el pistón ha alcançat el PMS i la mescla està comprimida, li l'encén per una purna entre els dos electrodos de la bugia, lliberant energia i alcançant altes pressions i temperatures en el cilindre. El pistón es desplaça cap a avall, realisant treball fins que es descobrix la lumbrera d'escape. En estar a altes pressions, els gasos cremats ixen per eixe orifici.

La principal ventaja d'este cicle és la senzillea de fabricació per lo que molts fabricants de transports econòmics varen optar per esta tecnologia. (quan les regulacions migambientals no suponien una dificultat)

L'eficiència d'estos motors varia molt segons la construcció; podent ser, des d'inferior a la de motors de 4 temps (en el cas de motors senzills) fins a eficiència tèrmiques similars com el cas dels motors de EMD de 2 temps per a locomotores diésel elèctriques.

En el cas de motors econòmics i atmosfèrics, el rendiment volumètric d'este motor és inferior respecte al motor de 4 temps, ya que realisa part de la carrera de compressió en les lumbreras obertes i l'agranada de gasos és menys eficaç. Quan es compara un motor actual de 4 temps en un motor de 2 temps desenrollat fa 30 anys sol ser més contaminant. Per un atre costat, solen donar més parell motor en l'unitat de temps (potència) per a la mateixa cilindrada, ya que este fa una explosió en cada revolució, mentres el motor de 4 temps fa una explosió per cada 2 revolucions, i conta en més parts mòvils. En el passat varen ser sumament populars per les seues elevades prestacions, senzillea i baix pes en les motocicletes fins a una certa cilindrada, ya que en aumentar esta, deixen de treballar en condicions òptimes, la seua eficiència es desploma i el seu consum era excessiu.

Eixemples: Aprilia SR 50 Ditech (cicle 2 temps): consum mig 1,72L/100Km. segons usuari Spritmonitor (6,5CV a 7800RPM)

Fonda zoomer 50(cicle 4 temps): consum mig 2,36L/100Km segons usuari Spritmonitor. (4CV a 7500RPM)

Este tipo de motors s'utilisen majoritàriament en motors de poca cilindrada (ciclomotorés, desbrozadoras, cortasetos, motosierras, etc.), ya que és més barat i senzill de construir, ademés, en contar en la potència justa per a l'aplicació treballen constantment en condicions òptimes per lo que la seua eficiència aumenta i la seua emissió de contaminants en valors absoluts és baixa donada la seua eficiència i chicoteta potència.