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» The Otto Cycle

The Otto Cycle

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

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

이상적인 오토 사이클은 다음과 같습니다. 열역학적 점화 엔진용 사이클 모델은 등엔트로피 압축(1-2), 정적(등적) 열 공급(2-3), 등엔트로피 팽창(3-4), 정적(등적) 열 방출(4-1)의 네 가지 내부 가역 과정으로 구성됩니다. 이 사이클은 작동 유체를 이상 기체로 가정할 때 가솔린 엔진의 성능을 분석하는 이론적 기반을 형성합니다.

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).

과정 1-2: 등엔트로피 압축. 피스톤이 하사점(BDC)에서 상사점(TDC)으로 이동하면서 공기-연료 혼합물을 압축합니다. 이 이상적인 단열 과정에서는 시스템으로의 열 전달이나 시스템으로부터의 열 방출이 없으므로 엔트로피는 일정하게 유지됩니다. 기체에 일이 가해지면서 내부 에너지가 증가하고, 이는 압력과 온도의 상승으로 나타납니다.

공정 2-3: 일정 부피의 열 추가. 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.

과정 3-4: 등엔트로피 팽창(동력 행정). 연소로 발생한 고압의 가스가 팽창하면서 피스톤을 상사점(TDC)에서 하사점(BDC)으로 밀어냅니다. 이러한 팽창 과정은 단열 가역(등엔트로피) 과정으로 이상화할 수 있습니다. 팽창하는 가스는 피스톤에 일을 하는데, 이것이 사이클의 유효 일 출력입니다. 가스가 팽창함에 따라 압력과 온도는 감소합니다.

공정 4-1: 정적 열 방출. 하사점(BDC)에서 배기 밸브가 열리고 압력이 즉시 상태 1의 초기 압력으로 되돌아간다고 가정합니다. 이는 작동 유체에서 주변으로 열([latex]Q_{out}[/latex])이 방출되는 등적 과정으로 모델링되며, 이로써 사이클이 완료되고 유체는 초기 상태로 돌아갑니다.

UNESCO Nomenclature: 2212
열역학

유형

추상 시스템

분열

혁명가

용법

널리 사용됨

전구체

  • 카르노 사이클 이론
  • 열역학 법칙
  • 피스톤 및 실린더 메커니즘의 발명
  • 스파크 점화 시스템 개발
  • Alphonse Beau De Rochas의 사전 이론적 설명(1862)

응용 프로그램

  • 가솔린 내연기관
  • 로터리 엔진(반켈 엔진)
  • 점화 엔진의 성능 분석
  • 자동차 공학 교육
  • 밀러 사이클 및 앳킨슨 사이클과 같은 변형 사이클의 기초

특허:

  • US Patent 194047

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Related to: Otto cycle, thermodynamics, isentropic, isochoric, internal combustion engine, four-stroke, p-v diagram, spark-ignition, ideal gas, heat engine.

역사적 맥락

The Otto Cycle

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

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

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