Ciclo de Otto

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Ciclo de Otto
O alemão, Nikolaus Otto foi a primeira pessoa a construir um motor de quatro tempos, a partir da ideia de se utilizar benzeno como combustível datada de 1870. Seis anos depois, viria a ser desenvolvido um motor estacionário que utiliza uma mistura gás de carvão como combustível. Este princípio de quatro tempos hoje é comumente conhecido como o ciclo de Otto, e motores de quatro tempos usando velas de ignição muitas vezes são chamadas motores Otto.
O ciclo de Otto é um ciclo termodinâmico idealizado que descreve o funcionamento de um típico motor de pistão de ignição com faísca. É o ciclo termodinâmico mais comum em motores de automóveis, funcionando nos chamados quatro tempos: Admissão, compressão, combustão e exaustão (escape).
Este ciclo é uma descrição do que acontece com uma massa de gás é submetida à trocas de calor e variações de pressão, temperatura e volume. A massa de gás sujeita à essas mudanças é chamada de sistema, logo o sistema, neste caso, é definido como o fluído (gás) dentro do cilindro. Ao descrever as mudanças que ocorrem dentro do sistema, também descreverá em inverso, o efeito do sistema sobre o meio ambiente. No caso do ciclo Otto, o efeito será para produzir o trabalho, líquido suficiente para impulsionar um automóvel e seus ocupantes.
Vantagens do ciclo de Otto
· Eficiência energética: O ciclo de Otto é conhecido por sua alta eficiência energética, o que significa que consegue converter uma grande quantidade de energia da mistura ar-combustível em energia mecânica;
· Redução de gases poluentes: O ciclo de Otto permite reduzir a emissão de gases poluentes, pois não há perda de combustível ou variações indesejadas na mistura ar-combustível;
· Funcionamento em 4 tempos: O ciclo de Otto é também conhecido como “motor de quatro tempos”, pois é composto por quatro etapas: Admissão, compressão, expansão e exaustão ( escape) ;
· Processo de combustão ativado por faísca: O processo de combustão é ativado por uma faśca elétrica gerada pelas velas.
Ciclo de Otto graficamente
Neste diagrama P-V ( Pressão versus Volume), conseguimos perceber como funciona este tipo de ciclo.
· I- Processo 0-1: Admissão Isobárica- Nesse processo, a mistura de ar e combustível é injetada à pressão constante dentro de uma câmara de combustão, onde fica localizado o pistão do motor.
· II- Processo 1-2: Compressão adiabática- O pistão comprime a mistura de ar combustível rapidamente em um volume até dez vezes menor que o original. O processo ocorre de forma que não haja trocas de calor com o meio externo
· III- Processo 2-3-4: Compressão a volume constante (2-3) e Expansão adiabática (3-4)- Uma faísca causa a ignição da mistura de gás e combustível. Em seguida, o pistão é rapidamente empurrado para uma posição mais baixa, de forma que não haja trocas de calor entre o meio externo e interior do motor.
· IV- Processo 4-1-0: Exaustão isobárica- sob pressão constante, os gases formados pela queima do combustível são expelidos do motor, dando início a um novo ciclo.
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