El documento describe los ciclos teóricos y reales de los motores Otto e ideal de Diesel. El ciclo Otto ideal consiste en 4 procesos (admisión, compresión, explosión y escape) que ocurren a volumen o presión constante. El ciclo Diesel ideal también consta de 4 procesos pero la combustión ocurre a presión constante. El ciclo real presenta variaciones como el adelanto de apertura y retardo de cierre de las válvulas para mejorar el rendimiento.

1. CICLO OTTO TEÓRICO Y REAL
MOTORES DE COMBUSTION OTTO
Jim Palomares Anselmo

2. CICLO DE MOTORES DE 4 TIEMPOS

3. CICLO OTTO IDEAL
Es el ciclo Teórico de los motores de
Combustión Interna denominados:
• Motores de explosión.
• De ciclo Otto.
• De encendido por chispa.
• De combustión a volumen constante.

4. CICLO OTTO IDEAL
• ADMISIÓN: en este primer tiempo del ciclo,
el pistón empieza a descender y la válvula de
admisión se abre. A medida que el pistón se
mueve hacia abajo absorbe mezcla compuesta
por aire y gasolina. Al llegar al P.M.I. (Punto
Muerto Inferior) la válvula se cierra y el
cilindro queda lleno.
• COMPRESIÓN: el pistón comienza su carrera
ascendente comprimiendo la mezcla
aproximadamente hasta una novena parte.
Las dos válvulas se mantienen cerradas.

5. CICLO OTTO IDEAL
• EXPLOSIÓN: al terminar el tiempo de
compresión, la bujía lanza un chispazo
eléctrico sobre la mezcla produciendo la
EXPLOSIÓN y un rapidísimo aumento
expansivo de los gases lanzando el pistón con
fuerza hasta el P.M.I. (Punto Muerto Inferior).
• ESCAPE: al subir el pistón al extremo superior
P.M.S. arroja los gases quemados por la
lumbrera de escape quedando el cilindro
limpio y listo para empezar un nuevo ciclo.

6. CICLO OTTO IDEAL

7. CICLO OTTO IDEAL
• Si en este esquema, el proceso 0 – 1 (línea),
que representa el tiempo de admisión, lo
interceptamos horizontalmente con el eje (P)
que representa la presión, veremos que no
hay variaciones de valores ni para arriba ni
para abajo con respecto al eje (P) de la
presión, por lo que se dice que el proceso 0 –
1 es a presión constante.

8. CICLO OTTO IDEAL
• El proceso 2 – 3, que representa la
combustión que en los motores gasolineros se
conoce como explosión, lo interceptamos
verticalmente con el eje (V) que representa el
volumen, veremos que no hay variación de
valores ni para la izquierda ni para la derecha
con respecto al eje (V) de volumen, por lo que
se dice que el proceso 2 – 3 es a volumen
constante. De aquí se deduce que la explosión
se realiza a volumen constante.

9. CICLO OTTO IDEAL
• En el proceso 2 – 3, la combustión se
encuentra a volumen constante (mezcla sin
variar volumen) y teniendo en cuenta que la
manivela tiene velocidad angular constante
(), este proceso debe efectuarse en un
tiempo nulo.

10. CICLO OTTO IDEAL

11. CICLO OTTO IDEAL
Notas:
• Por lo general Combustión y expansión que
comprenden los dos procesos termodinámicos
de 2-3 y 3-4 se considera en un solo tiempo, el
III.
• El proceso de 4-1 representa un enfriamiento
de la mezcla a volumen constante.

12. CICLO DIESEL IDEAL
Es el ciclo ideal o teórico de los motores de
combustión interna denominados:
• De encendido por comprensión.
• Motores Diesel.
• Combustión a presión constante.

13. CICLO DIESEL IDEAL

14. CICLO DIESEL IDEAL
• Al igual que en el esquema anterior, si al
proceso (0 – 1) que representa el tiempo de
admisión, lo interceptamos horizontalmente
con el eje (P) que representa la Presión,
veremos que no hay variaciones de valores ni
para arriba ni para abajo con respecto al eje
(P) de la Presión, por lo que se dice que el
proceso 0 – 1 es a presión constante.

15. CICLO DIESEL IDEAL
• El proceso 2 – 3 que representa la
combustión, lo interceptamos
horizontalmente con el eje (P) que representa
la Presión, veremos que no hay variaciones ni
para arriba ni para abajo con respecto al eje
(P) de la Presión, por lo que se dice que el
proceso 2 – 3 de la combustión es a Presión
constante.

16. CICLO DIESEL IDEAL

17. CICLO DE 4 TIEMPOS EN 4 CILINDROS

18. CICLO DE 4 TIEMPOS EN 4 CILINDROS

19. CICLO DE 4 TIEMPOS EN 4 CILINDROS

20. CICLO DE 4 TIEMPOS EN 4 CILINDROS

21. RESUMEN DEL CICLO DE 4 TIEMPOS EN 4 CILINDROS

22. CICLO REAL DE 4 TIEMPOS (Fig. 5)

23. CICLO REAL DE 4 TIEMPOS (Fig. 6)

24. CICLO REAL DE 4 TIEMPOS
AAA: Adelanto de Apertura de Admisión
RCA: Retardo del Cierre de Admisión.
AAE: Adelanto de Apertura de Escape.
RCE: Retardo del Cierre de Escape.
• Teóricamente cada tiempo del ciclo Otto o del ciclo
Diesel empieza cuando el pistón se encuentra en el
P.M.S. (Punto Muerto Superior) o P.M.I. (Punto Muerto
Inferior) y dura media vuelta del cigüeñal es decir 180°.
• Teóricamente la válvula de admisión se abre cuando el
pistón está en el P.M.S. y se cierra cuando el pistón está
en el P.M.I.
• Teóricamente la válvula de escape se abre cuando el
pistón está en el P.M.I. y se cierra cuando está en el
P.M.S.
• Sin embargo en la realidad esto no sucede así.

25. CICLO REAL DE 4 TIEMPOS
• El AAA (Adelanto de Apertura de Admisión) de la
válvula es decir se abre antes de que termine el
escape. En la Fig. 5 (1er. Tiempo) la válvula de admisión
se abre 5 mm. antes que el pistón llegue al P.M.S. En la
Fig. 6 vemos que se adelanta 20° antes del P.M.S. Esto
se produce para poder compensar la menor velocidad
de ingreso del aire debido a que el pistón se desplaza
más rápido.
• El RCA (Retardo de Cierre de Admisión) de la válvula.
En la Fig. 5 (2do. Tiempo) la válvula de admisión se
cierra cuando el pistón ha subido 27 mm del P.M.I. En
la Fig. 6. vemos que la válvula de admisión se cierra 65°
después del P.M.I. Esto para aprovechar al máximo la
Energía y obtener un mejor llenado de la mezcla al
cilindro del motor.

26. CICLO REAL DE 4 TIEMPOS
• Tener en cuenta que la chispa no es instantánea
por que dura aproximadamente entre 2 y 3
milésimas de segundos. Y también hay un
pequeño adelanto y retardo del pistón al llegar al
P.M.S.
• El AAE (Adelanto de Apertura de Escape) de la
válvula. En la Fig. 5 (3er. Tiempo) la válvula de
escape se abre 22 mm. antes que el pistón llegue
al P.M.I. En la Fig. 6 vemos que la válvula de
escape se abre 60° antes del P.M.I. Esto para
facilitar la salida de los gases quemados y
conseguir que baje la presión dentro del cilindro.

27. CICLO REAL DE 4 TIEMPOS
• El RCE (Retardo de Cierre de Escape) de la válvula. En la
Fig. 5 (4to. Tiempo) la válvula de escape se cierra
cuando el pistón ha bajado 5 mm del P.M.S. En la Fig. 6
vemos que la válvula de escape se cierra 20° después
del P.M.S. Esto con la finalidad de que los gases
quemados abandonen en forma total el cilindro.
• Por lo que vemos en la Fig. 6 existe un periodo de
tiempo muy breve durante el cual las dos válvulas se
encuentran abiertas. A este momento se le conoce
como “CRUCE DE VÁLVULAS”
• Hay tener en cuenta que los ángulos mencionados
varían de acuerdo a la velocidad del motor.

28. BIBLIOGRAFÍA
• Apuntes de Mecánica de la Universidad
Nacional de Ingeniería.
• Mecánica Automotriz – Mario Lozada Vigo –
Tomo I.
• Motores de Combustión Interna – Jim
Palomares Anselmo.
• Direcciones web.