什麼是奧托循環的效率?

什麼是奧托循環?

一個奧托循環通過a解釋程序汽油發動機提取能量工作介質(即汽油)並將其轉化為有用的東西機械的工作．簡單地說，這個循環描述了一個內燃發動機(例如,汽油發動機)首先轉換燃料的能量化學能轉化成熱能，然後熱能成機械功率，進一步用於移動車輛。

在1876，尼古拉斯•奧托發明了奧托循環．奧托循環在汽油機(即汽油機)中最常用，以確保其正常運行。幾乎所有最新的汽油發動機在奧托循環的基礎上工作。該循環分四個步驟完成一個工作行程(即兩個可逆絕熱過程和兩個等容過程)。奧托循環的壓縮比範圍在7:1 ~ 10:1之間，小於Diesel循環的壓縮比。

所給出的理想奧托循環的吹氣PV圖反映了空氣-燃料混合物在壓縮和膨脹過程中體積和壓力的變化。下麵給出的圖表顯示了空氣-燃料混合物如何點燃，為活塞提供動力和移動車輛。

下麵給出p - v圖明確表示活塞對空燃混合氣做功時，氣體體積減小(壓縮)，壓力增大。同樣，在燃燒後，混合氣釋放的熱量對活塞做功，因為活塞膨脹(膨脹過程)並使車輛移動。

奧托循環的工作原理與Diesel循環非常相似。主要的區別是，在Diesel循環中，熱量是在恒壓過程中添加的，而在Otto循環中，熱量是在均勻體積中添加的。

奧托循環工作

奧托循環的工作方式如下:

1. 進氣行程(綠線):在這個衝程中，活塞從上止點移動到下止點，將空氣和汽油混合物吸入燃燒缸。在活塞向下止點運動的過程中，由於腔室內部產生真空，腔室體積增加。由於真空的產生，活塞將燃料-空氣混合物推入壓縮缸(或燃燒室)。在這個過程中，進氣閥打開，排氣閥關閉。在這個活塞行程中，空氣-燃料混合物的熱量、壓力和溫度沒有變化。
2. 絕熱壓縮(1 ~ 2):吸氣後，當活塞到達點1時，開始向上運動(從點1到點2)。在這個向上運動過程中，活塞壓縮燃油-空氣混合物。在壓縮過程中，活塞從P增加氣體壓力₁P₂(如上麵的PV圖所示)和T₁T₂(如上圖奧托循環的t圖所示)。然而，混合物的熱力學能(焓)保持不變。因此，這個過程被稱為"絕熱過程．”
3. 等向壓縮(2至3):壓縮後，當活塞到達2點時，火花塞向壓縮的空氣-燃料混合物提供火花;因此，它會被點燃，並向壓縮的混合物中加入熱量。由於熱量的增加，活塞進一步向上移動(從2到3)，進一步增加了P₂P_3.．在這個過程中，焓從S開始增加₂到S_3.，溫度從T開始升高₂T_3.，但壓縮空氣-燃料混合氣體積不變(即V₂= V_3.)．等容壓縮過程中，係統吸收的熱量為:
4. 動力行程(3至4):當活塞到達點3時，點火過程產生的熱量將活塞向下壓縮(從點3壓縮到點4)。由於活塞向下運動，氣體膨脹進入燃燒室。由於這種膨脹過程，壓縮空氣溫度從T₄T₁，壓力從P減小_3.P₄；體積從V上升_3.到V₄．然而，熱力學能沒有改變(即S₂到S_3.）_．這個衝程被稱為動力衝程，因為在這個衝程中，活塞將空氣-燃料混合物的熱能轉化為機械功。
5. 排氣衝程(4比1):在動力衝程後，活塞進一步下移，排出燃燒室所有無用的熱量。由於熱量的排出，燃燒後的混合物的溫度和壓力進一步降低₄P₁，溫度從T₄T₁)．在體積不變的情況下，腔體排出的熱量為:

排氣衝程後，廢氣在恒定的壓力和體積下重新引入燃燒室，重複整個過程。

你知道:柴油循環是如何工作的?

為了更好地理解，請觀看以下視頻:

理想奧托循環的效率

輸出的功除以輸入的總熱量就是奧托循環的熱效率。

下麵給出的公式有助於計算奧托循環效率：

上式中:

問_H=高溫熱源的熱量

問_l=低溫熱源的熱量

當火花塞燃燒壓縮的燃料-空氣混合物而不改變其體積時，熱量被提供給發動機。由於供熱，壓縮燃料-空氣混合氣的溫度從T₂T_3.，計算公式為:

在排氣行程中，係統排出的熱量計算為:

求出Q的值之後_l(係統排熱)和Q_H(提供給係統或發動機的熱量)，把它們放入熱效率方程。最終得到的熱效率方程為:

如上圖所示，過程1到2和過程3到4是等熵的。因此，對過程1到、過程3到過程4執行等熵條件後，上式為:

表達式V₁/ V_{2 =}γ被稱為壓縮比。用壓縮比表示的理想奧托循環效率為:

奧托循環的空氣標準和熱效率取決於壓縮量。從給定的燃料混合物中去除大量機械能所需的高壓縮比是一個非常積極的發現。

在相同的溫度下，較高的壓縮比可以降低燃料消耗，延長膨脹周期。將會有更多的電力和更低的廢氣溫度。降低跑道溫度可以減少環境能源汙染。對於μ = 1.4，這種關係如圖所示。

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奧托循環類型

奧托循環有以下兩種主要類型:

1. 四衝程循環
2. 二衝程循環

1)四衝程循環

在這個奧托循環中，一個動力循環在曲軸轉兩圈或活塞四衝程後完成。這是一個最有效的循環。在這個循環中，所有階段(進氣、壓縮、動力和排氣)在活塞的四個單獨的衝程中完成。

2) 2-Stroke周期

在這種循環中，一個動力循環在曲軸轉一圈或活塞的兩個衝程後完成。2衝程循環的動力循環比4衝程循環完成的時間要短。因此，它比四衝程循環．

在2-stroke周期，一個動力循環在活塞的兩個衝程中完成，這樣的進氣和壓縮過程在1^聖衝程時，膨脹和排氣過程在2完成^nd活塞的行程。

奧托循環的優缺點

奧托循環的優缺點如下:

奧托循環的優點

1. 可靠性好
2. 這個循環有一個突出的力量重量比。
3. 引擎(例如,汽油發動機)，使用奧托循環成本低。
4. 用於該循環工作的工質(即汽油)成本較低。
5. 熱效率高。

奧托循環的缺點

1. 壓縮比低。
2. 它比Diesel循環效率低。
3. 這個循環不適用於重型車輛的發動機(即柴油發動機)。
4. 這樣效率很低。
5. 對於空氣燃料混合物的燃燒，它需要一個額外的火花塞，這增加了它的成本。

奧托循環的應用

• 它表示熱量如何把燃料能量轉化為有用的功。
• 它解釋了汽油發動機．
• 奧托自行車用於現代車輛。

奧托循環Vs柴油循環

Diesel循環和Otto循環的主要區別如下:

奧托循環	狄塞爾循環
1876年，尼古拉斯·奧托發明了奧托循環。	1897年，魯道夫·迪塞爾博士發明了迪塞爾循環。
奧托循環設計用於汽油發動機。	柴油機循環是為柴油發動機．
奧托循環的熱效率比柴油循環更高。	柴油循環的熱效率較低。
壓縮比更小(可達14:1)。	具有更高的壓縮比(可達23:1)。
這個熱力學循環需要火花塞來燃燒燃料-空氣混合物。	這個循環不需要額外的火花塞來點火。空氣-燃料混合物由於高度壓縮而自燃。
在這個循環中，燃料和空氣的混合物在進氣行程中被吸入燃燒室。	在柴油循環中，燃料在壓縮行程結束時噴入燃燒室。
在這個循環中，熱量的增加過程是在恒定體積下進行的。	在柴油循環中，加熱過程發生在恒壓下。
在這個循環中使用的燃料(即汽油)價格較低。	該循環使用的燃料(即柴油)價格較高。
這台汽油發動機重量較輕。	柴油發動機是重量級的。
奧托循環效率較低。	柴油循環比奧托循環效率最高。
當活塞到達上止點時，發生了加熱過程。	當活塞向下運動(即BDC)時，熱量增加發生。

FAQ部分

如何提高奧托循環的效率?

1. 使用稀燃料操作發動機。這意味著它消耗額外的空氣。如你所知，稀燃料可以提高發動機效率。
2. 提高壓縮比。在這裏，它受到不均勻汽油自燃的限製。也就是說，如果汽油發動機的壓縮比超過10.5，除非燃料的辛烷值很高，否則就會發生爆轟燃燒。

誰發明了奧托循環?

1876年，尼古拉斯·奧托發明了奧托循環。

一個奧托循環要劃幾下?

一個奧托循環的衝程數取決於它的類型。二衝程循環使用兩個活塞衝程來完成一個循環，而四衝程循環使用四個活塞衝程。

奧托循環的4個筆劃是什麼?

奧托循環有以下4個衝程:

1. 吸
2. 壓縮
3. 電力/擴張
4. 排氣

讀也:

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