基本介紹
- 中文名：奧圖循環
- 外文名：Otto cycle
簡介,熱力學循環,往復式發動機,
簡介
奧圖循環是描述固定質量的氣體在壓力、溫度、體積變化、加入熱量及移除熱量下，其狀態的變化。有上述變化的固定質量氣體稱為系統。此處的系統定義為在汽缸內的氣體。奧圖循環是描述系統內發生的變化，也描述系統對環境的影響。以奧圖循環的例子而言，系統對環境的影響是可以產生足夠的功，可以推動車輛及上面的乘客前進。
奧圖循環包括：
- PV圖的左邊及右邊：一對平行的等容過程。
其中等熵的壓縮及膨脹過程，表示其中沒有能量損耗，在過程中也沒有熱會進入系統或是離開系統。因此當時的活塞及氣缸被視為是不能傳熱的。在上方的等熵膨脹過程中，系統對外界作功，在下方的等熵壓縮過程中，外界對系統作功，熱是在左邊的加壓過程中進入系統，有些熱在右邊的減壓過程中流出系統。計算後即可得到系統所作的功。
奧圖循環的行程為：
- 行程0–1為空氣注入在定壓下的活塞/汽缸內。
- 行程1–2為空氣絕熱（等熵）壓縮，活塞從下止點（BDC）移動到上止點（TDC）。
- 行程2–3為定容的熱轉換，由外部熱源轉換到工作氣體中，此時活塞在上止點。此行程是用來表示燃料-空氣混合氣點燃和隨後的快速燃燒
- 行程3–4空氣絕熱（等熵）膨脹（動力衝程）
- 行程4–1完成了循環，此行程為定容行程，活塞在下止點，熱被排到空氣中。
- 行程1–0是空氣在定壓下排到大氣中。
奧圖循環包括等熵壓縮、定容下加入熱能、等熵膨脹、定容下熱排到外部。在四行程的奧圖循環中，若考慮技術細節，其實會多二個行程，一個是在定壓下將廢熱及燃燒後的氣體排到大氣中，另一個則是注入冷的，富含氧氣的空氣到汽缸內。不過在簡化的分析中常會省略這二個行程。這兩個行程在實際引擎的運作中是非常重要的，和傳熱以及燃燒化學的細節有關。在簡化的分析中，會假設單一行程的體積變化時將廢熱完全排出。
熱力學循環
熱力學循環是一系列傳遞熱量並做功的熱力學過程組成的集合，通過壓強、溫度等狀態變數的變化，最終使熱力學系統回到初始狀態。狀態量只依賴於熱力學狀態，沿熱力學循環路徑對此類物理量的路徑積分結果為零；而像熱量和功這樣的過程量與循環過程有關，路徑積分不為零。熱力學第一定律指出在一個循環中輸入的淨熱量總等於輸出的淨功。過程可重複的特性使得系統能夠被連續操作，從而熱力學循環是熱力學中一個很重要的概念。在實際套用中，熱力學循環經常被看作是一個準靜態過程並被當作實際熱機和熱泵的工作模型。
