Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » دورة أوتو

دورة أوتو

1876
  • Nicolaus Otto
  • Alphonse Beau de Rochas
Cutaway model of a spark-ignition engine illustrating the Otto Cycle processes.

(صورة توضيحية فقط)

The ideal Otto cycle is a الديناميكية الحرارية model for spark-ignition engines. It consists of four internally reversible processes: isentropic compression (1-2), constant volume (isochoric) heat addition (2-3), isentropic expansion (3-4), and constant volume (isochoric) heat rejection (4-1). This cycle forms the theoretical basis for analyzing the performance of gasoline engines, assuming an ideal gas as the working fluid.

The Otto cycle is visualized on a Pressure-Volume (P-V) diagram, forming a closed loop. The analysis begins at state 1, at the start of the compression stroke, with the piston at bottom dead center (BDC).

العملية 1-2: الضغط الأيزنتروبي. يتحرك المكبس من النقطة الميتة السفلى إلى النقطة الميتة العليا (TDC)، ضاغطًا خليط الهواء والوقود. في هذه العملية الأدياباتية المثالية، لا يحدث انتقال للحرارة من وإلى النظام، لذا تبقى الإنتروبيا ثابتة. يُبذل شغل على الغاز، مما يزيد من طاقته الداخلية، ويتجلى ذلك في ارتفاع كل من الضغط ودرجة الحرارة.

العملية 2-3: إضافة الحرارة ذات الحجم الثابت. At TDC, the spark plug ignites the mixture. The combustion is assumed to be instantaneous, occurring while the volume does not change (an isochoric process). This adds heat ([latex]Q_{in}[/latex]) to the working fluid, causing a sharp increase in temperature and pressure to state 3, the point of maximum cycle pressure and temperature.

العملية 3-4: التوسع الأيزنتروبي (ضربة الطاقة). يتمدد غاز الاحتراق عالي الضغط، دافعًا المكبس من النقطة الميتة العليا إلى النقطة الميتة السفلى. ويُوصف هذا التمدد بأنه أديباتي وعكسي (أيزنتروبي). يبذل الغاز المتمدد شغلًا على المكبس، وهو ناتج الشغل المفيد للدورة. ومع تمدد الغاز، ينخفض ​​ضغطه ودرجة حرارته.

العملية 4-1: رفض الحرارة ذات الحجم الثابت. At BDC, the exhaust valve is assumed to open, and the pressure instantly drops back to the initial pressure of state 1. This is modeled as an isochoric process where heat ([latex]Q_{out}[/latex]) is rejected from the working fluid to the surroundings, completing the cycle and returning the fluid to its initial state.

UNESCO Nomenclature: 2212
– Thermodynamics

يكتب

نظام مجرد

خلل

Revolutionary

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • نظرية دورة كارنو
  • قوانين الديناميكا الحرارية
  • اختراع آلية المكبس والأسطوانة
  • تطوير أنظمة الاشتعال بالشرارة
  • Alphonse Beau De Rochas’s prior theoretical description (1862)

التطبيقات

  • محركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالبنزين
  • المحركات الدوارة (محرك وانكل)
  • تحليل أداء محركات الاشتعال بالشرارة
  • تعليم هندسة السيارات
  • أساس للدورات المعدلة مثل دورات ميلر وأتكينسون

براءات الاختراع:

  • US Patent 194047

أفكار ابتكارية محتملة

  • محركات الدورة التكيفية بنسب ضغط متغيرة
  • محركات الاشتعال بالضغط والشحنة المتجانسة (hcci)
  • الاحتراق بمساعدة البلازما للمخاليط فائقة النحافة
  • محركات الدورة المنقسمة التي تفصل بين شوطي الضغط والقدرة
  • مولدات محركات المكبس الحر للمركبات الهجينة
  • محركات الاحتراق الصغيرة لتوليد الطاقة المحمولة
  • المحركات المصممة للوقود البديل مثل الهيدروجين أو الأمونيا
  • توقيت الإشعال الذي يتم التحكم فيه بالذكاء الاصطناعي لتحسين الكفاءة في الوقت الفعلي
  • مولدات حرارية كهربائية مدمجة في أنظمة العادم
  • cryogenic fuel injection systems for enhanced charge cooling
Related to: Otto cycle, thermodynamics, isentropic, isochoric, internal combustion engine, four-stroke, p-v diagram, spark-ignition, ideal gas, heat engine.

السياق التاريخي

دورة أوتو

1865
1869
1871
1876
1877
1880
1882-01-01
1865
1868
1870
1873
1877
1880
1882-01-01
1883

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.