奧托循環

內燃機熱力循環的種類

又稱四衝程循環。內燃機熱力循環的一種,為定容加熱的理想熱力循環。1862年法國一位工程師首先提出四衝程循環原理,1876年德國工程師尼古拉斯·奧托利用這個原理髮明了發動機,因這種發動機具有轉動平穩、雜訊小等優良性能,對工業影響很大,故把這種循環命名為奧托循環。奧托循環的一個周期是由吸氣過程、壓縮過程、膨脹做功過程和排氣過程這四個衝程構成,首先活塞向下運動使燃料與空氣的混合體通過一個或者多個氣門進入氣缸,關閉進氣門,活塞向上運動壓縮混合氣體,然後在接近壓縮衝程頂點時由火花塞點燃混合氣體,燃燒空氣爆炸所產生的推力迫使活塞向下運動,完成做功衝程,最後將燃燒過的氣體通過排氣門排出氣缸。

目錄

應用


奧托循環機械圖
奧托循環機械圖
奧托循環是理想化的循環,因為在理論分析和計算時,認為循環由絕熱、等容、等壓等過程組成,並且系統的組成、性質和質量都保持不變,而實際上因為發生了燃燒和爆炸,系統的組成和性質必然發生變化,因此實際汽油發動機的效率要比奧托理想循環的效率低很多,只有一半或更小約25%左右。現代的汽車、卡車等使用的內燃機中大多都是採用奧托循環的。
奧托循環的熱效率為
式中W為輸出的凈功;Q為輸入的熱量。這個公式說明,η僅與壓縮比和比熱容比γ(取決於工質的性質)有關。ε越高,η也越高,但實際上ε受可燃氣體混合物爆震特性的限制,而且隨著ε的提高,它對η的影響越來越小,所以ε值不能取得過高,一般在之間。此外,γ越大,η也越高。