Ciclo Otto I

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Ciclo Otto. 
 
Este ciclo termodinâmico foi idealizado pelo engenheiro francês Alphonse Beau de Rochas em 1862. De 
forma independente, o engenheiro alemão Nikolaus Otto concebeu coisa similar em 1876, além de 
construir um motor que operava com o mesmo, embora não exatamente igual aos atuais motores. 
Motores de ciclo Otto usam combustíveis leves como gasolina, álcool, gás natural. É desnecessário dizer 
que a principal aplicação está nos automóveis. 
 
A Figura abaixo dá uma idéia da operação de um cilindro básico de um motor de ciclo Otto: dispões de 2 
válvulas (admissão no lado esquerdo e escape no lado direito) e de um dispositivo de centelha elétrica 
para ignição (vela). A mistura de ar e combustível é fornecida por um sistema de alimentação (carburador 
ou sistemas de injeção). 
 
Em 01, a válvula de admissão está aberta e o movimento do pistão aspira a mistura de ar e combustível. É 
um processo aproximadamente isobárico. 
 
Ao atingir a posição mais inferior (ponto morto inferior), a válvula de admissão é fechada e o movimento 
ascendente comprime a mistura (12). Esse processo é aproximadamente adiabático porque a velocidade 
do pistão é alta, havendo pouco tempo para a troca de calor. 
 
Em 23 o pistão atinge sua posição mais acima (ponto morto superior), quando uma centelha na vela 
provoca a ignição da mistura. Ocorre, portanto, um fornecimento de calor pela reação de combustão. 
Desde que esta última é bastante rápida, pode-se considerar que o processo ocorre sob volume 
constante. 
 
O fornecimento de calor eleva a pressão da mistura, que se expande, forçando o pistão para baixo como 
em 34 da figura. Pela mesma razão de 12, a transformação pode ser suposta adiabática. 
 
Em 41 o pistão atinge o ponto morto inferior, quando a válvula de escape é aberta, reduzindo 
rapidamente a pressão do gás. De forma similar a 23, pode-se supor um processo sob volume constante, 
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durante o qual o ciclo cede calor ao ambiente. 
 
Em 10 o movimento ascendente com a válvula de escape aberta remove a maior parte dos gases da 
combustão e o ciclo é reiniciado quando o pistão chega ao ponto morto superior. 
 
Esse é o princípio de operação do motor de 4 tempos. Há também o arranjo de 2 tempos, que aqui não é 
demonstrado. O motor Wankel usa, no lugar do pistão e cilindro, rotor e câmara especiais, mas a 
operação é similar à do motor de 4 tempos. 
 
Ciclo Otto - Diagrama 
 
De acordo com o esquema de operação visto no tópico anterior, pode-se traçar um diagrama pressão x 
volume, que deve ser algo parecido com a figura abaixo. 
 
Na análise termodinâmica do ciclo ideal, é comum não considerar as etapas de admissão e exaustão dos 
gases (01 e 10 respectivamente). Assim, o ciclo fica limitado à região 1234 do diagrama.