Combustion moteur thermique de la chambre
CILCO Otto

Cycle d'Otto

Cycle d'Otto

Le cycle théorique d'Otto est le cycle idéal du moteur Otto. Le moteur Otto est également connu sous le nom de moteur à allumage par étincelle parce que l'allumage du carburant se fait par une étincelle provoquée par une bougie d'allumage et est également connu sous le nom de moteur à essence en raison du type de carburant utilisé.

Une façon d'étudier la performance de ce moteur est d'analyser son cycle théorique. Le cycle théorique est une approximation du cycle réel avec de nombreuses simplifications. En pratique, il y a tellement de variables qui affectent la performance du moteur que le calcul du cycle réel est pratiquement impossible. Quoi qu'il en soit, le théorique Otto cico est une bonne approximation du cycle réel.

Cycle d'Otto 4 temps

La figure suivante représente graphiquement le cycle Otto dans un moteur à 4 temps à la fois dans les coordonnées P-V et dans les coordonnées T-S.

Cycle théorique d'Otto. Diagramme pression-volume PV Cycle théorique d'Otto. Diagramme température-entropie TS

Les transformations thermodynamiques qui ont lieu pendant le cycle d'Otto sont:

 

  • 1-2. Transformation adiabatique et isentropique (sans échange de chaleur avec l'extérieur). Compression du fluide actif et correspondant au travail L1 effectué par le piston.
  • 2-3. Transformation à volume constant. Introduction instantanée de la chaleur fournie Q1.
  • 3-4. Transformation adiabatique Expansion de pression constante et travail L2 correspondant produit par le fluide actif.
  • 4-1. Transformation à volume constant. Soustraction instantanée de la chaleur Q2.

En fait, dans le moteur à 4 temps, l'évacuation de la chaleur a lieu pendant la course d'échappement 1-0, et le fluide est introduit dans la course d'aspiration du moteur 0-1, qui est tracée en Diagramme PV par une ligne horizontale, alors que dans le diagramme TS il n'est pas possible de le représenter. Les effets des deux processus s'annulent, aucun gain ou la perte d'un emploi, pourquoi ne pas habituellement pris en compte dans les schémas idéaux coordonnées aspiration de course PV et d'échappement, et le cycle Otto est représenté comme un cycle fermé, que le fluide actif retourne à son état initial lorsque la phase d'expulsion de la chaleur 4-1 s'achève.

Otto cycle 2 temps

Le cycle Otto change légèrement dans un moteur 2 temps par rapport au moteur 4 temps.

Première fois - compression Amdisión

Lorsque le piston du moteur alternatif atteint le PMI (Bottom Dead Center), il commence à se déplacer vers le PMS (Top Dead Center). Pendant le voyage, le piston crée une différence de pression qui aspire le mélange d'air et de gaz à travers l'orifice d'admission dans le boîtier de précompression. Le carburant entre sous forme gazeuse.

Lorsque le piston recouvre l'orifice, le mélange s'arrête. Pendant le reste de la course descendante, le piston est comprimé par le mélange dans le carter inférieur, jusqu'à ce que l'orifice de transfert communiquant avec la chambre de compression soit découvert. En communiquant avec la chambre de compression, le mélange frais précompressé aide à expulser les gaz brûlés de l'échappement.

Lorsque le piston commence à lever l'orifice de transfert, une partie de la course reste ouverte et le carter n'entre pas dans l'air frais, mais une partie des gaz revient, perdant son efficacité de pompage. gaz pour minimiser cet effet. C'est ce qu'on appelle le renouvellement de la charge.

Deuxième fois. Expansion et échappement de gaz

Une fois que le piston du moteur thermique a atteint le PMS et que le mélange d'air et d'essence est comprimé, il est allumé par une étincelle entre les deux électrodes de la bougie d'allumage. Avec l'allumage, le carburant libère de l'énergie et atteint des pressions et des températures élevées dans le cylindre. Le piston descend, effectuant le travail jusqu'à ce que l'orifice d'échappement soit découvert. Lorsqu'ils sont à haute pression, les gaz brûlés partent par cet orifice.

Caractéristiques du cycle Otto à deux cycles

La performance de ce moteur est inférieure à celle du moteur à 4 temps, car il a un rendement volumétrique plus faible et l'échappement du gaz est moins efficace. Les cycles à 2 cycles sont plus polluants. Au niveau de la puissance, le cycle Otto 2 temps offre un couple dans l'unité de temps la plus élevée pour le même déplacement. Cette différence de couple est due au fait que le moteur à 2 temps fait une explosion à chaque révolution, alors que le moteur à 4 temps fait une explosion tous les 2 tours et possède plus de pièces mobiles.

Ce type de moteur est principalement utilisé dans les moteurs de petite cylindrée (cyclomoteurs, débroussailleuses, taille-haies, tronçonneuses, etc.), car il est moins cher et plus facile à construire et son émission de polluants élevés est très faible en valeur absolue.

Performance thermique du cycle Otto

Lorsque la chaleur Q1 est introduite à volume constant, le travail L2-3 effectué pendant cette transformation est nul, et l'équation de conservation de l'énergie du fluide sans écoulement devient:

Comme c'est un cycle idéal et que, par conséquent, le fluide de fonctionnement est un gaz parfait, la variation de l'énergie interne pendant sa transformation à volume constant vaut:

Où il s'avère:

De même, puisque la chaleur Q2 est également soustraite à volume constant, et dans des conditions telles que L4-1 = 0, nous pouvons écrire:

et parce que le fluide est un gaz parfait:

En conséquence, l'efficacité thermique idéale pour les résultats théoriques du cycle d'Otto:

he = (chaleur fournie - chaleur soustraite) / chaleur fournie

Pour les transformations adiabatiques de la compression 1-2 et de l'expansion 3-4, on obtient respectivement:

et puisque c'est V1 = V4 et V2 = V3, nous pouvons écrire:

En introduisant cette relation dans l'expression du rendement il (ainsi que celui qui existe entre les températures T1 et T2 de la phase 1-2 de la compression adiabatique), on obtient:

Indiquant avec la relation entre les volumes respectifs V1 et V2 du début et la fin de la course de compression et ndash; que nous appellerons & ldquo; taux de compression volumétrique et rdquo; -, l'expression finale de la performance thermique idéal est obtenu du cycle d'Otto.



L'efficacité thermique du cycle d'Otto est donc fonction du taux de compression et de l'exposant k, rapport des chaleurs spécifiques du fluide d'exploitation. En augmentant , augmentez-le; augmenter les valeurs des chaleurs spécifiques, diminue k et, par conséquent, aussi l'efficacité thermique il. Par conséquent, le cycle idéal, pour lequel k = 1,4, a un rendement thermique supérieur au cycle de l'air, étant donné que, pour cela, k a une valeur moyenne plus faible, en faisant varier les chaleurs spécifiques avec la température.

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Dernier examen: 26 avril 2018

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