Κύκλος Όττο

Διάγραμμα πίεσης-όγκου κύκλου Otto

Ένας κύκλος Όττο είναι ένας εξιδανικευμένος θερμοδυναμικός κύκλος που περιγράφει τη λειτουργία ενός τυπικού κινητήρα με έμβολο ανάφλεξης με σπινθήρα . Είναι ο θερμοδυναμικός κύκλος που συναντάται συχνότερα σε κινητήρες αυτοκινήτων.

Ο κύκλος Όττο είναι μια περιγραφή του τι συμβαίνει σε ένα αέριο καθώς υπόκειται σε αλλαγές πίεσης, θερμοκρασίας, όγκου, προσθήκης θερμότητας και αφαίρεσης θερμότητας. Το αέριο που υπόκειται σε αυτές τις αλλαγές ονομάζεται σύστημα. Το σύστημα, στην περίπτωση αυτή, ορίζεται ότι είναι το ρευστό (αέριο) μέσα στον κύλινδρο. Περιγράφοντας τις αλλαγές που λαμβάνουν χώρα μέσα στο σύστημα, θα περιγράψει επίσης αντίστροφα την επίδραση του συστήματος στο περιβάλλον. Στην περίπτωση του κύκλου Otto, το αποτέλεσμα θα είναι να παράγει αρκετό καθαρό έργο από το σύστημα ώστε να προωθήσει ένα αυτοκίνητο και τους επιβάτες του στο περιβάλλον.

Ο κύκλος Όττο κατασκευάζεται από:

Πάνω και κάτω μέρος του βρόχου: ένα ζεύγος αδιαβατικών μεταβολών

Αριστερή και δεξιά πλευρά του βρόχου: ένα ζεύγος παράλληλων ισοχωρικών διεργασιών.

Μεταβολές

Οι μεταβολές όπως φαίνονται στο σχήμα:

• Μεταβολή 1–2: Είναι μια αδιαβατική (ισεντροπική) συμπίεση του αερίου καθώς το έμβολο κινείται από το κάτω νεκρό σημείο ( BDC ) στο πάνω νεκρό σημείο ( TDC ).
• Μεταβολή 2–3: Είναι μια ισόχωρη θέρμανση του αερίου από μια εξωτερική πηγή (π.χ. σπινθήρας) ενώ το έμβολο βρίσκεται στο πάνω νεκρό σημείο. Αυτή η διαδικασία προορίζεται να αντιπροσωπεύει την ανάφλεξη του μίγματος καυσίμου-αέρα και την επακόλουθη ταχεία καύση.
• Μεταβολή 3–4: Είναι μια αδιαβατική (ισεντροπική) εκτόνωση.
• Μεταβολή 4–1: Ολοκληρώνει τον κύκλο με μια διαδικασία σταθερού όγκου κατά την οποία η θερμότητα απορρίπτεται ενώ το έμβολο βρίσκεται στο κάτω νεκρό σημείο.