Motores de Combustión Interna: Características, Diferencias y Ciclos Termodinámicos (Otto, Diésel, Dual)

Características y Diferencias entre Motores M.ECH y M.EC

Los motores de combustión interna se clasifican principalmente según su método de encendido:

• Motores de Encendido por Chispa (M.ECH): Utilizan combustibles de muy fácil inflamación, denominados carburantes. Requieren obligatoriamente la chispa de una bujía para iniciar el encendido. Ejemplos: motores de gasolina, etanol, GLP (Gas Licuado de Petróleo), GNV (Gas Natural Vehicular), etc.
• Motores de Encendido por Compresión (M.EC): Usan combustible diésel. El encendido se origina por la alta temperatura causada por la compresión del aire en el cilindro y la posterior inyección del combustible. Ejemplos: motores diésel, biodiésel, etc.

Ciclos Termodinámicos de Motores: Diagramas P-V y T-S

A continuación, se describen los procesos que conforman los ciclos teóricos que más se asemejan a los ciclos reales de los motores de combustión interna, representados en coordenadas P-V y T-S.

Ciclo Otto Teórico

El ciclo Otto teórico es el ciclo ideal de los motores de encendido por chispa (M.ECH). Se representa en diagramas P-V y T-S, como se muestra en la siguiente figura:

• V_a: Volumen total del cilindro
• V_h: Volumen de desplazamiento del cilindro
• V_c: Volumen de la cámara de combustión (volumen muerto)

Procesos del Ciclo Otto:

• a-c: Compresión adiabática e isentrópica (k=1.4). No hay pérdidas de calor.
• c-z: Adición de calor a volumen constante (q₁).
• z-b: Expansión adiabática e isentrópica.
• b-a: Rechazo de calor a volumen constante (q₂).

Ciclo Diésel Teórico

Es el ciclo ideal de los motores de encendido por compresión (M.EC), donde el calor se suministra a presión constante.

Procesos del Ciclo Diésel:

• a-c: Compresión adiabática e isentrópica (k=1.4). No hay pérdidas de calor.
• c-z: Adición de calor a presión constante (q₁).
• z-b: Expansión adiabática e isentrópica.
• b-a: Rechazo de calor a volumen constante (q₂).

Ciclo con Suministro de Calor Mixto (Dual)

Procesos del Ciclo Dual:

• a-c: Compresión adiabática e isentrópica (k=1.4). No hay pérdidas de calor.
• c-z': Adición de calor a volumen constante (q_1').
• z'-z: Adición de calor a presión constante.
• z-b: Expansión adiabática e isentrópica.
• b-a: Rechazo de calor a volumen constante (q_2').

Ciclo Generalizado

Procesos del Ciclo Generalizado:

• a-c: Compresión adiabática e isentrópica (k=1.4). No hay pérdidas de calor.
• c-z': Adición de calor a volumen constante (q_1').
• z'-z: Adición de calor a presión constante.
• z-b: Expansión adiabática e isentrópica.
• b-f: Rechazo de calor a volumen constante (q_2').
• f-a: Rechazo de calor a presión constante.