BEAU DE ROCHAS (Ciclo de) - Definición - Significado

El ciclo de Beau de Rochas, denominado también de Otto, es el ciclo termodinámico según el cual funcionan los motores de combustión interna con encendido por chispa y, por consiguiente, la gran mayoría de motores usados en los automóviles.

En dichos motores, como en todas las máquinas térmicas, un fluido recorre un ciclo de evoluciones, denominado precisamente ciclo termodinámico, en virtud del cual se consigue una parcial transformación en trabajo del calor desprendido por la combustión.

En 1824, Sadi Carnot indicó cual era el ciclo de máximo rendimiento, pero las dificultades para llevarlo a la práctica, especialmente en una máquina de tipo alternativo, indujeron a muchos investigadores a buscar ciclos de posible realización aun a expensas del rendimiento. Ya precedentemente se habían desarrollado los motores de combustión externa, como las máquinas de vapor, que vieron la luz en los primeros años del siglo XVIII (la patente de Stirling se remonta a 1827). La necesidad de obtener altas temperaturas y buenos rendimientos, así como las dificultades del intercambio de calor, condujeron a los motores de combustión interna.

El motor de Barsanti y Matteucci, realizado en 1854, aspiraba mezcla detonante (gas de alumbrado y aire) en condiciones normales de ambiente y la quemaba instantáneamente y a volumen constante sin necesidad de efectuar la compresión. El motor de Lenoir, construido en 1860 a escala industrial, funcionaba con idéntico ciclo al de Barsanti y Matteucci.

Notable mejora en el rendimiento fue la aportada en 1861 por Beau de Rochas, que propuso comprimir el fluido antes de la fase de combustión, siguiendo la idea ya manifestada en 1838 por Barnett. Con los estudios de Beau de Rochas, el ciclo de los motores de combustión interna con encendido por chispa tomó la forma definitiva. El fluido es comprimido sin intercambio de calor con el exterior (transformación adiabática), sucesivamente se produce la combustión, que se supone instantánea (a volumen constante). Al final de la fase de combustión, la presión del fluido ha aumentado notablemente. Sigue la fase de expansión adiabática, durante la cual se produce un trabajo mayor que el precisado para comprimir el fluido en la fase de compresión. La diferencia entre ambos es el trabajo útil; la relación entre el trabajo útil y el trabajo introducido en la fase de combustión es el rendimiento del ciclo. En el ciclo de Beau de Rochas el rendimiento aumenta al acrecentarse la relación de compresión, pero sólo hasta un cierto límite, ya que una vez superado éste, aparece el fenómeno de la detonación.

La primera aplicación industrial del principio de Beau de Rochas se realizó en 1876, con el motor construido por Nikolaus Otto. En 1892 Rudolf Diesel propuso un ciclo con elevada relación de compresión que en principio debería realizar el ciclo de Carnot, ya que la combustión no se llevó a efecto a temperatura constante, sino, aproximadamente, a presión constante. La elevada relación de compresión permite alcanzar una temperatura capaz de provocar la explosión de la mezcla. El rendimiento de este ciclo, para la misma relación de compresión, es inferior al facilitado por Beau de Rochas, aunque en la práctica es posible elevar la relación de compresión (en los motores Diesel no existe el peligro de la detonación) y hacer que la supere.

Las dificultades para conseguir una buena inyección en los motores pequeños y rápidos, junto con los grandes tamaños exigidos por las altas presiones del ciclo de Diesel, han determinado que en la mayoría de los motores de coche se prefiera el ciclo de Beau de Rochas.

En 1879, D. Clark construyó un motor basado en el ciclo de Beau de Rochas, pero realizado en dos tiempos, es decir en sólo dos carreras del pistón. La admisión tenía lugar en la primera parte de la fase de compresión, mientras que el escape se producía en la última parte de la fase de expansión.