La Gaceta industrial (1878-10-25 00:00:00), página 11

Tales son las ideas nuevas que se encuentran aplicadas en los sistemas Otto y Simon.

Examínense ahora cómo esta aplicación se ha realizado en el uno y en el otro.

SISTEMA OTTO.

La máquina de M. Otto presenta en su construcción gran número de mecanismos y disposiciones ingeniosas, cuyo análisis exigiría extensas consideraciones que saldrían fuera del cuadro del objeto actual. Bastará dar una descripción sumaria de la disposición del conjunto de la máquina.

El motor Otto se parece exteriormente a una máquina de vapor de simple efecto. Compónese de un cilindro único horizontal, abierto por un extremo y cerrado por el otro por medio de una culata vaciada interiormente en forma de cono. En este cilindro funciona un pistón en conexión por biela y manivela con un árbol sobre el cual va calado un gran volante. Detrás del fondo del cilindro está situado el aparato de distribución que lleva un cajón distribuidor accionado por una transmisión que parte del árbol motor. El pistón de fondo de carrera deja entre el y el fondo del cilindro un espacio, que es la cámara de compresión; ésta en el tipo ordinario tiene una capacidad que es los \( \frac{1}{3} \) del volumen engendrado por el pistón, ó sea los \( \frac{1}{3} \) de la capacidad total del cilindro.

El cilindro desempeña a la vez el papel de bomba de compresión y de cilindro motor. Y no es esta una de las menores particularidades por que se distingue el nuevo sistema.

El completo período de funcionamiento del motor Otto se verifica en dos revoluciones del árbol motor ó cuatro embaladas. Así es que comprende las cuatro fases siguientes:

1.ª El pistón avanza y aspira la mezcla de gas y de aire.

2.ª Habiendo cerrado la admisión el distribuidor, vuelve hacia atrás el pistón y comprime la mezcla admitida. En el ejemplo citado, ésta se encuentra reducida \( \frac{1}{3} \) del volumen primitivo, y conduce á una presión algo más que duplicada, es decir, superior á dos atmósferas.

3.ª En el momento que el pistón llega al final de la carrera, un chorrito de gas encendido inflama la mezcla comprimida. La expansión se verifica en virtud del calor desarrollado y el pistón avanza, empujado por la presión de los gases dilatados; esta es la fase activa.

4.ª Por último, el pistón recula de nuevo, llevando delante de sí los productos de la combustión dilatados y enfriados que se escapan á la atmósfera.

De modo que de cuatro pistonadas consecutivas, una sola, la de la expansión, transmite al árbol fuerza motriz; la segunda, que hace la compresión, consume; las otras dos, correspondientes á la aspiración y reacción, no tiene efecto apreciable bajo el punto de vista del trabajo. Esta desigualdad periódica de los esfuerzos motores y resistentes justifica la gran masa dada al volante. La fuerza viva acumulada es la que suministra el trabajo de la compresión. La regularización de la máquina se hace por medio de un regulador de disposición especial que intercepta la llegada del gas, y por consiguiente suspende la inflamación cuando la velocidad excede la velocidad normal. Además, la marcha del motor es casi silenciosa, ventaja importante sobre el antiguo sistema Otto y Langen.

El trabajo motor efectivo recogido es la diferencia del trabajo de la expansión y del de la compresión. El examen de la curva de las presiones en el diagrama del trabajo acusado en el indicador, demuestra cuán regular y progresivamente se produce la variación de las presiones sin los sobresaltos y la sacudidas que se verificaban en el motor Lenoir.

El decrecimiento regular de las presiones en el sistema Otto es debido á la moderación relativa que el inventor ha introducido en la combustión de la mezcla, y que resulta de este modo mejor proporcionada á la velocidad del pistón motor. De esta suerte el calor, en vez de nacer espontáneamente, se desarrolla en cierta manera á medida que puede ser absorbido por la expansión de la masa gaseosa. Redúcese también así la pérdida del calor, y por lo tanto se evita el rápido enfriamiento que trae bruscamente la baja de presión, como se evita en el caso del motor Lenoir.

¿Cómo realiza M. Otto esta combustión lenta ó retardada? Muy sencillamente; por el modo de componer la masa gaseosa sometida á la inflamación. En su cilindro introduce, no una mezcla detonante única, homogénea, sino sucesivamente dos mezclas de diferentes compresiones. A este efecto, la disposición de las lumbreras del distribuidor está combinada de modo que se admitan, primero una mezcla formada de quince partes de aire por uno de gas, á la que llama el Sr. Otto la mezcla débilmente explosiva, y después una segunda mezcla formada de siete partes de aire por una de gas, á la que llama la mezcla fuertemente explosiva.

Los fluidos gaseosos que componen la masa, los comburentes como el oxígeno del aire, los combustibles ó inflamables como el hidrógeno puro y los hidrógenos carbonados del gas, y por último, los inertes como el nitrógeno del aire y los residuos de la combustión anterior, se encuentran distribuidos, no uniformemente en la capacidad del cilindro, sino según su orden decreciente de inflamabilidad. Las partes más inflamables están cerca del punto alumbrado, las que lo son menos están inmediatas al pistón; las capas perpendiculares de la masa van siendo menos explosivas, á partir del fondo del cilindro. Resulta de aquí que en el momento de encender, se inflaman, primero, las moléculas situadas cerca del cajón distribuidor, después la inflamación se comunica á las moléculas siguientes, y así de aproximación en aproximación hasta las que tocan al pistón. Esta combustión de duración prolongada como la que se procura realizar para la deflagración de la pólvora, engendra un calor qué, en vez de ser producido todo de un golpe, se desarrolla gradualmente, y por consecuencia dilata progresivamente los gases. No hay, pues, tensión súbita como la que resulta en una explosión instantánea, sino una expansión regular que ejerce sobre el pistón una presión continua y sin choque. Estos efectos son demostrados con gran claridad por la curva del diagrama que he mencionado antes.

Sin embargo, el estado particular de composición y de compresión en que se encuentra la masa gaseosa antes de la explosión, se presta menos á una buena inflamación, que en el caso en que se tiene una mezcla homogénea y la presión atmosférica, presión que es la del mechero de alumbrado. Para salvar esta dificultad, M. Otto ha encerrado la mezcla fuertemente explosiva en un recipiente cilíndrico abierto en el espesor mismo del fondo del cilindro. Desde el momento en que se encuentra en contacto con el mechero, esta mezcla forma una gran llama, que subiendo con impetuosidad del pequeño recipiente atraviesa la capacidad del cilindro, y provoca en su camino la inflamación de la masa gaseosa.

Tales son las circunstancias en que se efectúa la explosión en el motor Otto. Vése que satisfacen á las condiciones teóricas que han sido indicadas al principio. La buena utilización del calor que se obtiene está justificada por su débil pérdida. Así la experiencia demuestra que el agua consumida por el enfriamiento del cilindro es de 35 litros (cuya temperatura se eleva de 15° á 80°) por caballo y por hora. Esto hace 2.520 ca-