TEST TEMA 5 — CICLOS TERMODINÁMICOS

¿Qué caracteriza al ciclo Atkinson frente a un ciclo convencional?. Que la combustión se produce a presión y volumen constante simultáneamente. Que las carreras de expansión y compresión son distintas entre sí. Que la relación de compresión geométrica coincide siempre con la efectiva.

¿Qué constante de los gases se utiliza en el estudio termodinámico de los ciclos de un motor alternativo?. La constante de los productos de combustión, ya que son los que generan trabajo. La constante del combustible, pues es el fluido que realmente se comprime. La constante del aire, dado que hay mucha más cantidad de aire que de combustible en la mezcla.

¿Qué condición implica que un motor NO esté trabajando en ciclo Atkinson?. Que la relación de compresión geométrica sea superior a 11. Que el coeficiente de llenado sea igual a 1, lo que implica que V1 = V1'. Que la válvula de admisión se cierre antes del punto muerto inferior.

¿Qué implican las variaciones de presión en el fluido de trabajo de un motor?. Variaciones de temperatura. Variaciones de viscosidad del fluido. Variaciones en la relación estequiométrica de la mezcla.

¿Qué ocurre con el rendimiento termodinámico del ciclo Sabathe si aumenta la relación de compresión?. Disminuye, porque aumentan las pérdidas por transferencia de calor. Permanece constante, ya que el rendimiento solo depende de las relaciones de calor. Aumenta.

¿Qué ocurre con el rendimiento termodinámico del ciclo Sabathe si aumenta la relación de presiones?. Aumenta. Disminuye, porque aumenta el trabajo de compresión. No varía, ya que la relación de presiones no afecta al rendimiento indicado.

¿Qué ocurre con el rendimiento termodinámico del ciclo Diésel si disminuye la relación de compresión?. Aumenta, porque se reduce el trabajo invertido en comprimir. Disminuye. Permanece igual, ya que el rendimiento Diésel solo depende de la relación de corte.

¿Qué ocurre con el rendimiento termodinámico del ciclo Otto si disminuye la relación de compresión?. Disminuye. Aumenta, porque se reduce la temperatura máxima del ciclo. No varía, ya que el ciclo Otto es independiente de la relación de compresión.

¿Cuándo se estrangula un motor?. Cuando se desea maximizar la potencia en regímenes altos de giro. Cuando no es beneficioso que funcione a plena carga. Cuando la temperatura del refrigerante supera el umbral de diseño.

¿En qué consiste el estrangulamiento de un motor?. En hacer que la presión de entrada al cilindro sea distinta a la presión de escape. En reducir la temperatura de la mezcla mediante intercooler. En adelantar el ángulo de encendido para reducir la potencia efectiva.

¿Qué le ocurre a la presión de admisión cuando se estrangula un motor?. Aumenta por encima de la presión exterior para reducir el llenado. Se iguala a la presión de escape para equilibrar el ciclo de bombeo. Disminuye por debajo de la presión exterior.

¿Cómo se realiza la renovación de carga en términos de presión?. A presión variable, siguiendo la curva de expansión de los gases quemados. A presión constante. A volumen constante, coincidiendo con el cierre de las válvulas.

¿Qué dos efectos provoca el estrangulamiento en el ciclo del motor?. Aumenta la temperatura máxima y reduce el trabajo de bombeo. Reduce el trabajo del ciclo y reduce la presión en el interior del cilindro. Aumenta el rendimiento indicado y reduce las emisiones de NOx.

¿Qué estrategias permiten estrangular un motor de gasolina actuando sobre las válvulas?. EIVC (cierre anticipado de la válvula de admisión) y LIVC (cierre retrasado de la válvula de admisión). VVT (variación del tiempo de válvulas) y EGR (recirculación de gases de escape). Sobrealimentación con turbocompresor y reducción del avance al encendido.

¿Qué ciclo presenta mejor rendimiento termodinámico y por qué?. El ciclo Otto, porque la combustión a volumen constante maximiza la presión pico. El ciclo Sabathe, porque combina combustión a volumen y a presión constante. El ciclo Diésel, porque la relación de compresión de estos motores es muy alta.

¿Cómo se estrangula un motor diésel cuando trabaja fuera del punto de diseño?. Reduciendo la presión de admisión mediante un estrangulador en el colector. Cortando la cantidad de combustible inyectado. Avanzando el inicio de la inyección para reducir el calor liberado.

¿Cómo se estrangula un motor de gasolina cuando trabaja fuera del punto de diseño?. Reduciendo la cantidad de combustible inyectado, manteniendo la presión. Retrasando el encendido para reducir la presión máxima del ciclo. Reduciendo la presión máxima dentro del cilindro.

Al trabajar fuera del punto de diseño, ¿qué motor presenta mejor comportamiento en términos de rendimiento?. El motor de gasolina, porque tiene mayor área encerrada en el diagrama p-V. El motor diésel, aunque el de gasolina pueda tener mayor área encerrada en el diagrama p-V. Ambos presentan el mismo rendimiento fuera del punto de diseño.

¿Qué cambios produce en el fluido de trabajo el calor liberado durante la combustión?. Modifica únicamente la presión del fluido, manteniéndose constante la energía interna. Cambia la entalpía y la energía interna del fluido. Modifica la viscosidad y la densidad, pero no la energía interna.

¿Con qué hecho geométrico está relacionada la fracción de gases residuales?. Con el hecho de que el pistón no recorre toda la carrera en el escape. Con el hecho de que V2 no se purga completamente durante el escape, al no llegar el pistón a volumen nulo. Con el solapamiento entre la apertura de admisión y el cierre de escape.

¿De qué manera perjudica la presencia de gases residuales al ciclo?. Aumentan la relación de compresión efectiva y pueden provocar preignición. Se pierde calor al tener que calentar esos gases residuales y aumenta la temperatura de todo el fluido en cámara. Reducen la presión máxima del ciclo al diluir la mezcla fresca.

¿Cómo afectan los gases residuales en un motor de encendido por chispa (gasolina)?. Son beneficiosos porque aumentan la temperatura y favorecen la vaporización del combustible. Son neutros, ya que el sistema de encendido compensa su efecto sobre la temperatura. Pueden provocar detonación, ya que aumentan la temperatura del fluido en cámara.

¿Cómo afectan los gases residuales en un motor de encendido por compresión (diésel)?. Pueden ser beneficiosos, ya que el aumento de temperatura favorece el autoencendido y mejora la combustión. Son siempre perjudiciales, ya que reducen el oxígeno disponible en cámara. Son neutros, porque la alta relación de compresión compensa su efecto térmico.

¿Cómo se puede reducir la fracción de gases residuales?. Aumentando la relación de compresión o reduciendo la presión de escape (por ejemplo, ganando altitud). Reduciendo la relación de compresión y aumentando la temperatura de admisión. Aumentando el cruce de válvulas y retrasando el cierre de la válvula de escape.

¿Qué indica la relación PMI/Pa?. La eficiencia volumétrica del motor en un punto de funcionamiento determinado. El cociente entre la presión máxima del ciclo y la presión de admisión. Cuántas veces la presión media indicada equivale a la presión exterior; mide la calidad del ciclo.

¿De qué factores depende la calidad del ciclo, expresada como relación PMI/Pa?. Del tipo de combustible, la calidad de la mezcla, la cantidad de gases residuales y el rendimiento del ciclo. De la cilindrada total, el régimen de giro y la temperatura del refrigerante. De la relación de compresión geométrica y el número de cilindros exclusivamente.

¿Qué ocurre con la relación Pmax/Pa en un motor Otto si aumenta la relación de compresión?. La relación Pmax/Pa disminuye porque la presión de admisión también aumenta. La relación Pmax/Pa aumenta, es decir, la presión máxima crece más que la de admisión. La relación Pmax/Pa permanece constante, ya que ambas presiones aumentan proporcionalmente.

¿Qué ocurre con la fracción de gases residuales si se aumenta la relación de compresión?. Aumenta, porque el volumen de la cámara de combustión se reduce y retiene más gases. No varía, ya que la fracción depende solo de la presión de escape. Disminuye.

¿Qué ocurre con la fracción de gases residuales si aumenta la presión de escape?. La fracción de gases residuales aumenta. La fracción de gases residuales disminuye, porque el gradiente de presión favorece el barrido. La fracción no varía, ya que depende solo de la relación de compresión.

¿Cómo afecta la relación Pa/P3 (presión de admisión / presión máxima) a la temperatura T1' y a los gases residuales?. Cuanto mayor sea Pa/P3, peor es el barrido y mayor es T1' por retención de gases calientes. La relación Pa/P3 no tiene efecto sobre T1', ya que esta depende solo de la temperatura de admisión. Cuanto mayor sea Pa/P3, más eficiente es el barrido, menor es la cantidad de gases residuales y menor es T1'.