Цикл Отто

По-разному комбинируя процессы – изотермический, изобарический, адиабатический и другие процессы – можно получить различные циклы, по которым работают современные тепловые двигатели. Два адиабатических и два изохорических процесса на рис. 1 образуют цикл Отто бензинового двигателя.

Ріс. 1. Цикл Отто четырехтактного бензинового двигателя с искровым воспламенением

Цикл назван в честь немецкого инженера Н. Отто, построившего в 1876 г. такой двигатель.

КПД цикла Отто �0=��−����η0​=Tc​Tc​−Td​​ меньше КПД цикла Карно �=��−����η​=Tc​Tc​−Ta​​.

КПД цикла Отто можно выразить через отношение объемов:

�0=1−1(�2/�1)�−1η0​=1−(V2​/V1​)γ−11​

Величина V2/V1 называется сжатием горючей смеси.

Цикл Дизеля

В 1897 г. немецкий инженер Р. Дизель изобрел двигатель, основанный на цикле «сжатие – самопроизвольное воспламенение». (рис. 2)

Рис. 2. Цикл Дизеля

Цикл Дизеля состоит из 2 адиабат, 1 изобары и 1 изохоры.

Цикл Стирлинга

В настоящее время ведущие мировые автомобильные компании совершенствуют двигатель «внешнего сгорания», основанный на цикле, предложенном в 1816 г. Р. Стирлингом. Цикл Стирлинга состоит из 2 изотерм и 2 изобар. (рис. 3).

Рис 3. Цикл Дизеля

Цикл Стирлинга. КПД цикла совпадает с КПД цикла Карно.

Двигатель внешнего сгорания (рис. 4) имеет и еще ряд преимуществ. Сгорание смеси происходит непрерывно, а не вспышками. Его можно использовать без глушителя. Выбросы продуктов сгорания значительно меньше, чем в других двигателях. Кроме того, двигатель Стирлинга работает не только за счет сжигания топлива, но и от любого источника тепла, например солнечных лучей. Его можно использовать и в авиации, и в космосе (рис. 5).

Рис. 4. Двигатель внешнего сгорания (двигатель Стирлинга)

Рис. 5. Двигатель Стирлинга, работающий от солнечной энергии