基本介紹
- 中文名：奧拓循環發動機
- 外文名：Otto-cycle engine
- 工作原理：內能轉化為機械能
- 類型：動力機械
- 基本參數：排量、缸數
- 時間：1876
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發展歷史
18世紀中葉，瓦特發明了蒸氣機，此後人們開始構想把蒸汽機裝到車子上載人。法國的居紐（N.J.Cugnot）是第一個將蒸汽機裝到車子上的人。1770年，居紐製作了一輛三輪蒸汽機車。這輛車全長7.23米，時速為3.5公里,是世界上第一輛蒸汽機車。1771年古諾改進了蒸汽汽車，時速可達9.5千米，牽引4-5噸的貨物。
1858年，定居在法國巴黎的里諾發明了煤氣發動機，並於1860年申請了專利。發動機用煤氣和空氣的混合氣體取代往復式蒸汽機的蒸汽，使用電池和感應線圈產生電火花，用電火花將混合氣點燃爆發。這種發動機有氣缸、活塞、連桿、飛輪等。煤氣機是內燃機的初級產品，因為煤氣發動機的壓縮比為零。
1876年，德國人奧托（Nicolaus August Otto）受里諾研製煤氣發動機的啟發，對煤氣發動機進行了大量的研究，製作了一台臥式氣壓煤氣發動機，後經過改進，於1878年在法國舉辦的國際展覽會上展出了他製作的樣品。由於該發動機工作效率高，引起了參觀者極大的興趣。
德國人奧姆勒和卡爾·本茨根據奧托循環發動機的原理，各自研製出具有現代意義的汽油發動機，為汽車的發展鋪平了道路。
系統機構
（1） 曲柄連桿機構
曲柄連桿機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，並從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。
（2） 配氣機構
配氣機構配氣機構的功用是根據發動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，並使廢氣從氣缸內排出，實現換氣過程。
配氣機構大多採用頂置氣門式配氣機構，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組組成。
（3）燃料供給系統
汽油機燃料供給系的功用是根據發動機的要求，配製出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸，並將燃燒後的廢氣從氣缸內排出到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內形成混合氣並燃燒，最後將燃燒後的廢氣排出。
燃料供給系統
燃料供給系統（4） 潤滑系統
潤滑系統的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。並對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。
（5） 冷卻系統
冷卻系統
冷卻系統冷卻系統的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。水冷發動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節溫器等組成。
（6） 點火系統
在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。
（7） 起動系統
要使發動機由靜止狀態過渡到工作狀態，必須先用外力轉動發動機的曲軸，使活塞作往復運動，氣缸內的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉。發動機才能自行運轉，工作循環才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉動到發動機開始自動地怠速運轉的全過程，稱為發動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發動機的起動系。汽油機由以上兩大機構和五大系統組成，即由曲柄連桿機構，配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系組成；柴油機由以上兩大機構和四大系統組成，即由曲柄連桿機構、配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機是壓燃的，不需要點火系。
奧托
德國發明家。早年經商，1861年在報紙上看到法國雷諾(E. Lenoir，1822—1900)發明煤氣發動機的報導後，套用法國工程師德羅沙斯(A. B. de Rochas，1815—1893) 提出的內燃和四衝程理論，研製成壓縮式發動機，於1862—1864年間取得了幾個國家的專利。1864年與德國工程師蘭根(E. Langen，1833—1895)共同創立蘭根·奧托公司，生產這種發動機，後幾經改進於1867年在巴黎的國際博覽會上獲金牌。1872年創立“德意志煤氣發動機公司”。1877年經改進的煤氣發動機獲專利，成為煤氣發動機中最為實用的一種。他的煤氣發動機的研製，為後來德國發明家戴姆勒(G.Daimler，1834—1900) 發明汽油發動機奠定了基礎。
奧托循環
奧托循環又稱四衝程循環，內燃機熱力循環的一種，為定容加熱的理想熱力循環。奧托循環的一個周期是由吸氣過程、壓縮過程、膨脹做功過程和排氣過程這四個衝程構成，首先活塞向下運動使燃料與空氣的混合體通過一個或者多個氣門進入氣缸，關閉進氣門，活塞向上運動壓縮混合氣體，然後在接近壓縮衝程頂點時由火花塞點燃混合氣體，燃燒空氣爆炸所產生的推力迫使活塞向下運動，完成做功衝程，最後將燃燒過的氣體通過排氣門排出氣缸。
