Этот цикл характеризуется тем, что сгорание происходит при v=const. Цикл был осуществлен немецким конструктором Н.А. Отто в 1876 г.

 Схема двигателя, работающего по циклу Отто, и индикаторная диаграмма его работы показаны на рис. 1.4.2, а идеализированный термодинамический цикл Отто – на рис. 1.4.1.

Работа двигателя состоит из следующих четырех периодов или тактов. В процессе а-1 поршень 1 движется слева направо, создавая разрешение в цилиндре, всасывающий клапан 111 открывается и в цилиндр подается заранее подготовленная в специальном устройстве – карбюраторе – горючая смесь: смесь воздуха с парами топлива. При достижении поршнем крайнего правого положения и заполнения цилиндра горючей смесью всасывающий клапан закрывается; на этом заканчивается первый такт работы двигателя – такт всасывания рабочего тела.

Поршень начинает двигаться справа налево, горючая 

Рис. 1.4.2. Схема двигателя, работающего по циклу Отто:

1-поршень;2-цилмндр; 3-всасывающий клапан; 4- выхлопной клапан; 5- электрическая свеча.

 

смесь сжимается, ее давление и температура повышается (участок 1- 2); на этом заканчивается второй такт – такт сжатия. В точке 2 горючая смесь воспламеняется от дугового разряда, создаваемого электрической свечой 5.

Сгорание топлива в горючей смеси происходит практически мгновенно, следовательно,  процесс сгорания топлива протекает при постоянном объеме (v=const).

При сгорании топлива выделяется теплота, за счет которой давление рабочего тела повышается до точки 3. В результате теплового расширения продуктов сгорания топлива поршень из крайнего левого положения перемещается в крайнее правое положения – это третий такт работы двигателя – рабочий ход. В этом такте (участок 3-4 ) за счет расширения рабочего тела совершается работа, которая и отдается внешнему потребителю.

В момент достижения поршнем крайнего правого положения (точка 4) открывается выпускной клапан 4 и продукты сгорания под действием избыточного давления в цилиндре выбрасываются из него, их давление снижается, происходит выхлоп продуктов сгорания (участок 4-5) за счет того, что давление продуктов сгорания несколько выше атмосферного. После осуществления выхлопа начинается четвертый такт – выпуск. Поршень перемещается справа налево, вытесняя рабочее тело из цилиндра, давление в котором становится равным атмосферному.  

При достижении поршнем крайнего левого положения цикла работы двигателя внутреннего сгорания завершается. 

От начального давления Р₁ и объема V₁(положение поршня I, рисунок 1.4.1) 1кг идеального газа сжимается по адиабате 1 – 2 до объема V ₂( положение поршня II), при этом давление его возрастает до Р₂. далее, при постоянном объеме т.е. по изохоре 2 – 3, к газу от источника подводится тепло q₁, вследствие чего его давление возрастает (положение поршня I). Наконец, в изохорном процессе 4 – 1 от газа отводится в холодильник тепло q₂ и цикл замыкается, т.е. газ приходит в первоначальное состояние (точка 1).

 

 

Термический КПД цикла зависит от физических свойств рабочего тела (топлива) , на что указывает присутствие в формуле показателя адиабаты, однако этот коэффициент изменяется в узких пределах и поэтому его влияние на термический КПД невелико.