PRESIÓN MEDIA TEÓRICA DE UN CICLOÁngel García

Luis Burgos

Wilmer Hernández

La presión media en el cilindro varía constantemente durante el ciclo. Si se tuviese en cuenta esta variación para valorar la potencia, se incurriría en cálculos muy complejos, pero tomando un valor medio de presión, resultan muy sencillos y simplificados. Haciendo referencia a un diagrama genérico en coordenadas P – V como en la siguiente figura, la superficie del ciclo representa el trabajo útil realizado por el fluido. Si sobre la base del diagrama trazamos un rectángulo A B C D cuya área sea igual a la del ciclo, la altura del rectángulo representa la Presión Media teórica  del ciclo considerado. Multiplicando el valor de esta presión media en Kg/cm2 por la cilindrada en centímetros cúbicos, se obtiene para el trabajo útil el mismo valor representado por la superficie del ciclo.

Ciclo real es el que refleja las condiciones efectivas de funcionamiento de un motor y se identifican, por tanto, con el diagrama de presiones medias en el cilindro en correspondencia a las diversas posiciones del pistón. El dibujo demostrativo de este ciclo se llama diagrama indicado, y recibe el nombre de indicador el aparato que sirve para obtenerlo. 

La figura siguiente representa dos ciclos reales típicos de motores Otto y Diésel de igual cilindrada unitaria. Para facilitar la comparación entre los dos ciclos, los diagramas se han dibujado superpuestos.

La presión media teórica valdrá:

 

El eje de las presiones para el ciclo Otto, como consecuencia de la diferencia de volumen de la cámara de combustión Vc. En efecto, a igualdad de cilindrada unitaria Vp, siendo más elevada la relación de compresión del motor Diésel que la del motor Otto, resulta menor el volumen Vc, de la cámara de combustión. La superficie1 2 6 1' 1 representa el trabajo negativo debido al bombeo en la fase de aspiración y de escape; la superficie 2 3 4 5 6 2 representa el trabajo positivo. Su diferencia es el trabajo útil. Dividiendo el arrea correspondiente al trabajo útil efectuado por el fluido, por la longitud de la carrera, o por la cilindrada Vp con arreglo a la escala elegida para el eje de las abscisas, se obtiene el valor de la Presión Media Indicada(p.m.i.). Si deseamos valorar la diferencia del trabajo útil entre el ciclo teórico y el ciclo indicado, estableceremos la relación comparativa entre las superficies correspondientes. Dividiendo la superficie del ciclo indicado por la respectiva del ciclo teórico de aire, se obtiene el Rendimiento Indicado.

En la tabla siguiente se comparan los valores de los rendimientos térmicos de ciclos teórico de aire y de ciclos indicados, obtenidos experimentalmente en un motor especial con relación de compresión variable. Los datos han sido conseguidos por el experimentador inglés Sir H. Ricardo.