Mecânica

Ciclo de Otto

1

Ciclo de Otto
O Ciclo de Otto é um ciclo termodinâmico, que idealiza o funcionamento de motores de combustão interna de ignição por centelha. Foi definido por Beau de Rochas e implementado com sucesso pelo engenheiro alemão
Nikolaus Otto em 1876, e posteriormente por Étienne Lenoir e Rudolf Diesel.
Motores baseados neste ciclo equipam a maioria dos automoveis de passeio atualmente. Para esta aplicação, é possível construir motores a quatro tempos mais eficientes e menos poluentes em comparação aos motores a dois tempos, apesar do maior número de partes móveis, maior complexidade, peso e volume, comparando motores de mesma potência.

O modelo ideal
O ciclo ideal se constitui dos seguintes processos:
1. Admissão isobárica 0-1.
2. Compressão adiabática 1-2.
3. Combustão isocórica 2-3, expansão adiabática 3-4.
4. Abertura de válvula 4-5, exaustão isobárica 5-0.

Diagrama Pressão X Volume

A taxa de compressão volumétrica é definida por:

.

O rendimento térmico do ciclo reversível é definido por: representa a capacidade térmica à pressão e volume constantes.

.

Ciclo de Otto

2

Ciclos reais
Os ciclos termodinâmicos associados às máquinas reais se diferem sensivelmente da idealização, já que os processos ocorrem apenas de forma aproximada à maneira descrita e que os motores estão sucetíveis a fenômenos não reversíveis como o atrito.

Ciclo mecânico
Considerando o uso de apenas duas válvulas que são comandadas pelos ressaltos de árvore de cames, uma designada por válvula de admissão (à direita na animação), que permite a introdução no cilindro de uma mistura gasosa composta por ar e combustível e outra designada como válvula de escape (à esquerda na animação), que permite a expulsão para a atmosfera dos gases queimados, o ciclo de funcionamento de um motor de combustão a 4 tempos é o seguinte:
1. Com o êmbolo (também designado por pistão) no PMS (ponto morto superior) é aberta a válvula de admissão,