otto cycles奥拓循环
奥托循环PPT演示文稿
吸 气
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0
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奥 托 循 环
点 火 装 置
吸 气
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奥 托 循 环
点 火 装 置
压 缩
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奥 托 循 环
点 火 装 置
压 缩
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奥 托 循 环
点 火 装 置
压 缩
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0 0
技术上的循环：奥托(Otto)循环 P 四冲程： d a b 等压 1. 吸气 e 2. 压缩 b c 绝热 c 3. 爆炸作功 b a c d 爆炸 等容 V V V V d e 作功 绝热 4. 排气 P 简化后 d e b 等容 b a 等压 e V 1γ c η =1 ( V ) b
奥 托 循 环
点 火 装 置
压 缩
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奥 托 循 环
点 火 装 置
压 缩
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奥 托 循 环
点 火 装 置
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点 火 装 置
压 缩
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点 火 装 置
爆 P 炸
奥 托 循 环
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奥托循环
1.达到奥托循环：内可逆定容加热理想循环又称奥托循环，基于这种循环而制造的煤气机和汽油机是最早的活塞式内燃机3.饱和状态：假设容器空间没有其他气体，随着容器空间中的水蒸气分子逐渐增多，液面上的蒸汽压力也逐渐增大，水蒸气的压力愈大，密度愈大，水蒸气的分子与液面碰撞愈频繁，变为水分子的水蒸气分子数也愈多。
到一定状态时，这两种方向相反的过程就会达到动态平衡。
此时，两种过程仍在不断进行，但宏观结果是状态不再改变。
这种液相和气相处于动态平衡的状态称为饱和状态。
4饱和蒸汽:处于饱和状态的蒸汽称为饱和蒸汽，液体称为饱和液体5此时，气液的温度相同，称为饱和温度，用Ts表示。
6蒸汽的压力称为饱和压力，用Ps表示7饱和蒸汽压方程：：9闭口系统：一个热力系统如果和外界只有能力交换而无物质交换，则该系统称为闭口系统,.（又称闭口系）如图1-5b中内燃机气缸内气体为系统，即为闭口系统。
闭口系统内的质量保持恒定不变，所以闭口系统又叫控制质量。
开口系统：如果热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换，则该系统叫做开口系统（又称开口系）10比热容：为了计算气体状态变化过程中的的吸（或放）热量，引入了比热容。
物体温度升高1K(或1℃)所需热量称为质量热容，又称比热容，单位J/(kg.K),用c表示，其定义式为11：热力设备中工质往往是在接近压力不变或体积不变的条件下吸热或放热的，因此定压过程和定容过程的比热容最常用，它们称为比定压热容（也称质量定压热容）和比定容热容（也称质量定容热容）分别以Cp和Cy表示。
12：比热容比：13：比湿度：定义1kg干空气所带有的水蒸气质量为含湿量（又称比湿度），以d表示，习惯上表示为kg(水蒸气)/kg(干空气)，即14：比体积：单位质量物质所占的体积称为比体积，即15：标准状态下的燃烧热和生成热分别为标准燃烧焓和标准生成焓，分别用16：为计算△G,与标准生成焓一样，规定在1标准大气压298.15K下，由单质生成1mol化合物时，自由焓的变化量为该化合物的标准生成自由焓，或标准吉布斯函数，用符号表示，并规定稳定单质或元素的标准生成自由焓为零。
热机循环对比Comparison_of_Otto,Diesel,dual_cycles
4.7 Comparison of Otto, Diesel and Dual Cycles:The important variable factors which are used as the basis for comparison of the cycles are compression ratio, peak pressure, heat addition, heat rejection and the net work. In order to compare the performance of the Otto, Diesel and Dual combustion cycles, some of the variable factors must be fixed. In this section, a comparison of these three cycles is made for the same compression ratio, same heat addition, constant maximum pressure and temperature, same heat rejection and net work output. This analysis will show which cycle is more efficient for a given set of operating conditions.Case 1: Same Compression Ratio and Heat Addition:The Otto cycle 1-2-3-4-1, the Diesel cycle 1-2-3'-4'-1 and the Dual cycle 1-2-2”-3”-4”-1 are shown in p-V and T-θ diagram in Fig.4.7.1 (a) and (b) respectively for the same compression ratio and heat input.(a)VolumeIsentropic Process122'33"3'44'4"Entropyconstant VolumeConstant Pressure122'33"3'44"4'56'6"6(b)Fig.4.7.1. Same compression ratio and heat additionFrom the T -s diagram, it can be seen that Area 5-2-3-6 = Area 5-2-3'-6’ = Area 5-2-2"-3"-6" as this area represents the heat input which is the same for all cycles. All the cycles start from the same initial state point 1 and the air is compressed from state 1 to 2 as the compression ratio is same. It is seen from the T -s diagram for the same heat input, the heat rejection in Otto cycle (area 5-1-4-6) is minimum and heat rejection in Diesel cycle (5-1-4'-6') is maximum.. Consequently, Otto cycle has the highest work output and efficiency. Diesel cycle has the least efficiency and Dual cycle having the efficiency between the two.One more observation can be made i.e., Otto cycle allows the working medium to expand more whereas Diesel cycle is least in this respect. The reason is heat is addedbefore expansion in the case of Otto cycle and the last portion of heat supplied to the fluid has a relatively short expansion in case of the Diesel cycle.Case 2: Same Compression Ratio and Heat Rejection:Isentropic Process(a)Volume 12343'Entropy 1233'4(b)Fig.4.7.2. Same compression ratio and heat rejectionEfficiency of Otto cycle is given by [Figs.4.7.2 (a) and (b)],R otto SQ1 - Q η=Where, Q s is the heat supplied in the Otto cycle and is equal to the area under the curve 2-3 on the T-s diagram [Fig.4.7.2 (b)]. The efficiency of the Diesel cycle is given by,R Diesel sQ1 - Q η=′Where Q’s is heat supplied in the Diesel cycle and is equal to the area under the curve 2-3' on the T-s diagram [Fig.4.7.2. (b)]. From the T-s diagram in Fig.4.7.2, it is clear that Q s > Q’s i.e., heat supplied in the Otto cycle is more than that of the Diesel cycle. Hence, it is evident that, the efficiency of the Otto cycle is greater than the efficiency of the Diesel cycle for a given compression ratio and heat rejection.Case 3: Same Peak Pressure, Peak Temperature and Heat Rejection:Figures 4.7.3 (a) and (b) show the Otto cycle 1-2-3-4 and Diesel cycle 1-2'-3-4 on p-V and T -s coordinates, where the peak pressure and temperature and the amount of heat rejected are the same.The efficiency of the Otto cycle,R otto SQ1 - Q η=Where, Q s in the area under the curve 2-3 in Fig.4.7.3 (b). The efficiency of the Diesel cycle, 1-2-3'-3-4 is,R Diesel sQ1 - Q η=′122'34Volume (a)122'3456Entropy(b)Fig.4.7.3. Same peak pressure and temperatureIt is evident from Fig.4.7.3 that Q s > Q’s . Therefore, the Diesel cycle efficiency is greater than the Otto cycle efficiency when both engines are built to withstand the same thermal and mechanical stresses.Case 4: Same Maximum Pressure and Heat Input:122'3'44'3Volume(a)1234566'4'3'2'Entropy(b)Fig.4.7.4. Same maximum pressure and heat input.For same maximum pressure and heat input, the Otto cycle (1-2-3-4-1) and Diesel cycle (1-2'-3'-4'-1) are shown on p-V and T-s diagrams in Fig.4.7.4 (a) and (b) respectively. It is evident from the figure that the heat rejection for Otto cycle (area 1-5-6-4 on T-sdiagram) is more than the heat rejected in Diesel cycle (1-5-6'-4'). Hence Diesel cycle is more efficient than Otto cycle for the condition of same maximum pressure and heat input. One can make a note that with these conditions, the Diesel cycle has higher compression ratio than that of Otto cycle. One should also note that the cycle which is having higher efficiency allows maximum expansion. The Dual cycle efficiency will be between these two.Case 5: Same Maximum Pressure and Work Output:The efficiency, η can be written asWork done Work doneHeat sup plied Work done Heat rejectedη==+Refer to T-s diagram in Fig.4.7.4 (b). For same work output the area 1-2-3-4 (work output of Otto cycle) and area 1-2'-3'-4' (work output of Diesel cycle) are same. To achieve this, the entropy at 3 should be greater than entropy at 3' .It is clear that the heat rejection for Otto cycle is more than that of diesel cycle. Hence, for these conditions, the Diesel cycle is more efficient than the Otto cycle. The efficiency of Dual cycle lies between the two cycles.。
发动机的发展史范文
发动机的发展史范文发动机是现代工业的重要组成部分，对于交通运输、能源生产以及军事等领域起到了至关重要的作用。
它的发展经历了一系列的进步和创新，下面将详细介绍发动机的发展史。
第一阶段：蒸汽机时代（17世纪-19世纪）蒸汽机是发动机的始祖，其原理是利用热能转化为机械能。
17世纪，英国工程师托马斯·萨维里（Thomas Savery）发明了第一台可用的蒸汽泵。
后来，詹姆斯·瓦特（James Watt）对萨维里的设计进行改良，发明了蒸汽机并取得了重大突破。
这一发明在1800年左右开始广泛用于工业生产和矿山排水，标志着第一次工业革命的到来。
第二阶段：内燃机时代（19世纪-20世纪）内燃机是现代发动机的基础，其原理是将燃料燃烧产生的高温高压气体转化为机械能。
在19世纪下半叶，法国工程师埃蒙·德尔莫特（Étienne Lenoir）发明了第一台可行的内燃机。
德尔莫特的发动机采用了煤气和空气的混合物作为燃料，并利用电火花点火。
随后，德国工程师尼古拉斯·奥托（Nikolaus Otto）对内燃机进行改进，发明了具有四个行程的柴油机，被称为奥托循环。
奥托的发明被认为是内燃机历史上最重要的里程碑之一第三阶段：航空发动机时代（20世纪）20世纪初期，航空工业的快速发展催生了新型的航空发动机。
德国的奥托·范·波肖（Otto von Pesho）和鲁道夫·希尔舍尔（Rudolf Hermann)等工程师，独立发明了具有压气机的涡轮发动机。
这一发明将航空工业推向了一个新的高度，为飞机的速度和高度提供了更大的提升。
随着二战爆发，喷气式发动机开始得到广泛应用。
德国的恩斯特·海因克尔（Ernst Heinkel）和汉斯·冯·奥巴（Hans von Ohain）分别独立发明了喷气式发动机。
这种发动机利用压气机将大量空气压缩，然后经过燃烧室后加热，产生高速气流推动飞机前进。
柴油机简介(历史)参考资料
For personal use only in study and research; not for commercial use柴油机的历史：--- 18世纪后半期，欧洲各国在迎来巨大转折期的产业革命时，诞生了世界首辆汽车。
第1辆汽车是蒸气汽车。
但是，对于持续扩大的产业，蒸气机已无法适应，渐渐地在汽车和汽油发动车等的发动机内部，在燃烧后产生动力，再转移到为内燃机。
其中便诞生了具有良好热効率的柴油发动机。
--- 1858年、鲁道夫·迪赛尔出生在欧洲唯一的百万人口的城市巴黎。
在当时的巴黎，在工学·科学方面都享有最高水平的技术。
在他12岁以前，经常接触最先进的技术。
之后、在短时间内他移居到伦敦，从蒸气机上感触许多。
他不久就对机器产生了兴趣，决定去工业学校学习。
发明柴油发动机和他成长的环境分不开。
--- 改变鲁道夫·迪赛尔人生的是和慕尼黑的工科大学的教授的相遇。
这位教授叫卡尔・林德。
从使用近代冷冻技术开始，在学习了当时各种最先端技术后的他，决定开发具有良好热効率的动力机。
大学毕业后，在恩师林德的冷冻机公司工作。
结婚后有了3个孩子的他，一边开发冷冻机，一边进行不同于柴油发动机和汽油发动机的高效率发动机的研究。
这是他已经开始考虑当时独有的发动机。
--- 在数次失败后，1892年、鲁道夫·迪赛尔先生发表了名为「今天大家知道的蒸气发动机和取代内燃发动机的合理的热发动机的理论和设计」的论文，第二年就取得了专利。
长年的研究终于有了成果。
在该论文中，叙述了两个柴油发动机的基本原理。
一个是燃料和空气分别送入燃烧室，在产生混合气的同时燃烧，这是「不均一混合」的原则。
另外一个是爆发时不使用火花塞「自然着火（圧缩着火）」的原则。
他到处传播该革新的理念。
为了实现柴油发动机，最终获得了赞助。
--- 在鲁道夫·迪赛尔先生着手研究柴油发动机的实用性时，很快在这一年试作了第1号发动机。
卡诺循环与汽车发动机
卡诺循环与汽车发动机摘要：卡诺循环(Carnot cycle) 是由法国工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺于1824年提出的。
该循环以理想气体为工质，由两个等温循环和两个绝热循环组成，而按照卡诺循环工作的热机叫做卡诺热机。
1862年法国一位工程师首先提出四冲程循环原理，1876年德国工程师尼古拉斯·奥托利用这个原理发明了发动机，因这种发动机具有转动平稳、噪声小等优良性能，对工业影响很大，故把这种循环命名为奥托循环。
关键字：卡诺循环汽车发动机奥托循环正文：随着对热力学这一部分物理知识了解的不断深入，我感觉到了物理学中的循环之美。
而卡诺循环便是热力学这一部分知识中几近完美的表现。
卡诺循环(Carnot cycle) 是由法国工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺于1824年提出的，以分析热机的工作过程。
要完整的了解卡诺循环，我们就需要从卡诺循环的四个过程入手，只有详细在详细了解这四个过程的基础上，我们才能更加深刻地了解卡诺循环。
卡诺循环包括四个步骤：等温膨胀，绝热膨胀，等温压缩，绝热压缩。
首先是等温膨胀，即理想气体从状态1（Ｐ1，Ｖ1，Ｔ1）等温膨胀到状态2（Ｐ2，Ｖ2，Ｔ2）在这个过程中，理想气体与高温热源接触，由状态1等温膨胀到状态2，从高温热源吸收热量，吸收的热量为Q1=νRT1ln（V2/V1）（1）其次是绝热膨胀，即从状态2绝热膨胀到状态3（Ｐ3，Ｖ3，Ｔ3），然后是等温压缩，即从状态3等温压缩到状态4（Ｐ4，Ｖ4，Ｔ4），在这个过程中，理想气体与低温热源接触，由状态3等温压缩到状态4，向低温热源放出热量，放出的热量为Q2=νRT2ln（V3/V4）（2）最后从状态4绝热压缩回到状态1如图（一）。
图（一）不难看出，卡诺循环可以想象为是工作与两个恒温热源之间的准静态过程，其高温热源的温度为Ｔ1，低温热源的温度为Ｔ2。
1824年N.L.S.卡诺在对热机的最大可能效率问题作理论研究时提出的一个理想循环。
热力学一些词汇
一些热力学词汇:Heat pump（热泵）Heat source（热源）Heat(enthalpy) of formation（生成热（生成焓））Heat（热）Helmholtz function（亥姆霍兹函数）Hess’law（赫斯定律）Humidity（湿度）Ideal gas equation of state（理想气体状态方程）Inequality of Clausius（克劳修斯不等式）Intensive quantity（强度量）Internal combustion engine（内燃机）Internal energy（热力学能（内能））Inversion curve（转变曲线）Inversion temperature（转回温度）Irreversible cycle（不可逆循环）Irreversible process（不可逆过程）Isentropic compressibility（绝热压缩系数）Isentropic process（定熵过程）Isobaric process（定压过程）Isolated system（孤立系）Isometric process（定容过程）Isothermal compressibility（定温压缩系数）Isothermal process（定温过程）Joule,J.P.（焦耳）Joule-Thomson effect（焦耳－汤普逊效应）Kelvin, L.（开尔文）Kinetic energy（动能）Kirchhoff’s law（基尔霍夫定律）Latent heat（潜热）Law of corresponding states（对应态定律）Law of partial volume（分体积定律）Le Chatelier’s principle（吕－查德里原理）Local velocity of sound（当地声速）Lost of available energy（有效能耗散）Mach number（马赫数）Mass flow rate（质量流量）Maximum work from chemical reaction（反应最大功）Maxwell relations（麦克斯韦关系）Mayer’s formu la（迈耶公式）Mechanical equilibrium（力平衡）Mixture of gases（混合气体）Moist air（湿空气）Moisture content（含湿量）Molar specific heat（摩尔热容）Nernst heat theorem（奈斯特热定理）Nozzle（喷管）One dimensional flow（一维流动）Open system（开口系）Otto cycle（奥托循环）Parameter of state（状态参数）Perfect gas（理想气体）Perfect gas（理想气体）Perpetual-motion engine of the second kind（第二类永动机）Perpetual-motion engine（永动机）Phase（相）Polytropic process（多变过程）Potential energy（位能）Power cycle（动力循环）Pressure（压力）Principle of increase of entropy（熵增原理）Process（过程）Psychrometric chart（湿空气焓－湿图）Pure substance（纯物质）Push work（推挤功）Quality of vapor-liquid mixture, Dryness（干度）Quantity of refrigeration（制冷量）Quasi-equilibrium process（准平衡过程）Quasi-static process（准静态过程）Rankine cycle（朗肯循环）Ratio of pressure of cycle（循环增压比）Real gas（实际气体）Reduced parameter（对比参数）Refrigerant（制冷剂）Refrigeration cycle（制冷循环）Refrigerator（制冷机）Regenerative cycle（回热循环）Reheated cycle（再热循环）Relative humidity（相对湿度）Reversed Carnot cycle（逆卡诺循环）Reversed cycle（逆循环）Reversible cycle（可逆循环）Reversible process（可逆过程）Saturated air（饱和空气）Saturated vapor（饱和蒸汽）Saturated water（饱和水）Saturation pressure（饱和压力）Saturation temperature（饱和温度）Second law of thermodynamics（热力学第二定律）Simple compressible system（简单可压缩系）Sink（冷源）Specific heat at constant pressure（比定压热容）Specific heat at constant volume（比定容热容）Specific heat（比热容）Specific humidity（绝对湿度）Specific volume（比体积）Stagnation enthalpy（滞止焓）Standard atmosphere（标准大气压）Standard enthalpy of formation（标准生成焓）Standard state（标准状况）State postulate（状态公理）State（状态）Statistical thermodynamics（统计热力学）Steady flow（稳定流动）Steam（水蒸气）Subsonic（亚声速）Superheated steam（过热蒸汽）Supersonic（超声速）Technical work（技术功）Temperature scale（温度标尺）Temperature（温度）Theoretical flame temperature（理想燃烧温度）Thermal coefficient（热系数）Thermal efficiency（热效率）Thermal equilibrium（热平衡）Thermodynamic Probability（热力学概率）Thermodynamic system（热力学系统）Thermodynamic temperature scale（热力学温标）Thermodynamics（热力学）Third law of thermodynamics（热力学第三定律）Throttling（节流）Triple point（三相点）Unavailable energy（无效能）Universal gas constant（通用气体常数）Vacuum（真空度）Van der Waals’equation（范德瓦尔方程）Velocity of sound（声速）Virial equation of state（维里状态方程）Wet saturated steam（湿饱和蒸汽）Wet-Bulb temperature（湿球温度）Work（功）Working substance（工质）Zeroth law of thermodynamics（热力学第零定律。
对奥托循环p-V图象的探讨
对奥托循环p-V图象的探讨奥托循环是内燃机中最常用的循环之一，其基本原理是通过气体的压缩、燃烧和膨胀过程，将燃料内部的能量转化为有用的机械功。
在工程实践中，通过绘制p-V（压力-体积）图象，可以更加直观地了解奥托循环过程的性质和变化规律。
在绘制奥托循环的p-V图象时，我们通常将x轴表示体积，y轴表示压力。
根据奥托循环的四个过程：吸入、压缩、燃烧和膨胀，可以将p-V图象分为四个部分。
首先是吸入过程，此时活塞处于上止点位置，在气缸内形成真空。
当活塞下降时，气缸内空间增大，气体从大气中进入到气缸中，压力逐渐下降。
这个过程在p-V图象上表现为一条向右下方倾斜的曲线。
接下来是压缩过程，活塞开始向上运动，气缸内空间逐渐减小。
由于体积减小而压力增加，这个过程在p-V图象上表现为一条向上倾斜的曲线。
在这个过程中，气体的温度也随着压力的增加而增加。
第三个过程是燃烧过程，也是燃料在气体中燃烧释放能量的过程。
在这个过程中，活塞保持在最高点位置不变，也就是等容过程。
在p-V图象上，燃烧过程表现为一条垂直上升的直线。
最后是膨胀过程，也是奥托循环中的工作过程。
在燃烧过程结束后，活塞开始向下运动，气缸内空间逐渐增大，气体压力逐渐下降。
这个过程在p-V图象上表现为一条向下倾斜的曲线。
通过绘制奥托循环的p-V图象，我们可以看到从吸入到压缩再到燃烧和膨胀的整个过程，更加清晰地了解气体的状态和能量变化。
同时，p-V图象也可以帮助我们计算奥托循环的热效率和输出功。
通过对p-V图象上面积的计算，我们可以得到内燃机的输出功和对应的热效率。
除了了解奥托循环的性质和变化规律外，p-V图象还可以帮助我们分析内燃机的工作状况和性能改进的可能性。
通过观察p-V图象的形状和位置，我们可以判断内燃机的燃料燃烧质量和点火正时的准确性。
如果p-V图象偏离理想的形状，我们可以根据图象的变化来优化点火正时、燃料供给量和燃烧室设计，以提高内燃机的工作效率和能量利用率。
阿特金森循环和奥拓循环的特点
阿特金森循环和奥拓循环的特点
1. 阿特金森循环（Atkinson cycle）特点：
- 阿特金森循环是一种改进的四冲程发动机循环，其特点是进气冲程比压缩冲程长，从而提高了燃烧效率。
- 在阿特金森循环中，压缩行程的终点比较高，而功率行程的开始和结束点较低，这样可以减少有效排量，减小泄露损失，提高柴油机的轴功率输出，提高经济性。
- 阿特金森循环适用于柴油机，其高压缩比和较高的过量空燃比利用了柴油的较高燃烧热值和高压缩比的优势。
2. 奥拓循环（Otto cycle）特点：
- 奥拓循环是一种四冲程循环，常用于汽油机。
它包括进气、压缩、燃烧和排气四个冲程。
- 奥拓循环中，进气冲程通过下降活塞吸入混合气体，压缩冲程通过活塞向上压缩混合气体使其变得更加稠密，燃烧冲程通过火花塞点火将混合气体点燃，产生爆发力推动活塞向下，排气冲程通过推动活塞将燃烧产物排出汽缸。
- 奥拓循环的压缩比较高，功率输出相对较大。
- 奥拓循环的热效率相对较低，部分燃料能量通过排气带走，不能完全转化为有效功率。
总的来说，阿特金森循环适用于柴油机，利用了其高压缩比和燃烧热值的优势，提高了燃烧效率和经济性；而奥拓循环适用于汽油机，其压缩比较高，功率输出相对较大，但热效率相对较低。
奥托循环定义
奥托循环定义奥托循环是一种在内燃机中常用的循环模型，被广泛用于轻型汽车和小型飞机的动力系统。
该循环模型最初由德国工程师尼古劳斯·奥托于1861年首次提出，并在之后多次优化和改进。
目前，奥托循环已经成为现代内燃机的核心技术之一，并在工业界和学术界都得到了广泛的应用和研究。
在奥托循环中，空气和燃料混合物在活塞室内被压缩，接着着火燃烧，产生高压气体向外推动活塞并输出动力，最后排放废气。
该循环模型的主要优点是：高效、可控、动力平稳、噪音小、排放少等。
因此，在多种交通工具如汽车、摩托车、小型飞机中，都广泛采用了奥托循环内燃机。
然而，奥托循环也存在着一些问题和限制。
首先，由于活塞内部空间大小的限制，导致其压缩比有限，从而降低了发动机的效率。
其次，奥托循环需要较高品质的燃料才能保证燃烧效果，否则可能会导致爆震或降低动力输出。
此外，随着环保意识的提高，奥托循环需要满足更加严格的排放标准，如NOx、PM等，其排放量逐渐受到限制。
为了克服奥托循环的缺陷，人们还研究出一些变种循环模型，如Atkinson循环、Miller循环、OTTO-Atkinson循环等。
这些变种循环模型采用了不同的方式来改进奥托循环模型，在一定程度上提高了内燃机的效率和排放性能。
例如，在Atkinson循环中，延长了活塞下行阶段的时间，从而降低了压缩比，提高了热机效率。
而Miller循环则采用了压缩和排气阀期的控制策略，减少了压缩过程中的效率损失。
总之，奥托循环是当今内燃机技术领域的重要研究方向之一，不断地推动着内燃机的发展和进步。
虽然奥托循环存在一些不足之处，但作为现代交通工具中不可或缺的核心技术之一，我们期待着更多的优秀工程师和科学家将继续深入研究奥托循环的改进与发展。
阿特金森循环发动机名词解释
阿特金森循环（Atkinson cycle）是一种内燃发动机工作循环，于1882年由James Atkinson发明。与传统的奥托循环（Otto cycle）相比，阿特金森循环在压缩行程和膨胀行程之间采用了不对称的配气时序，以提高热效率。
阿特金森循环的主要组成部分包括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。其工作步骤如下：
1.进气行程：气缸活塞向下运动，气缸内形成负压，进气门打开，新鲜气体从进气道进入气缸。
2.压缩行程：气缸活塞向上运动，压缩进入的气体。在阿特金森循环中，这个行程较长，使得气体被充分压缩，提高了热效率。
3.膨胀行程：在上止点时，点火系统点燃混合气体，产生爆炸，气缸活塞被推向下方。此时，活塞的运动驱动曲轴旋转，通过连杆传递动力。
4.排气行程：气缸活塞再次向上推动废气排出，排气门打开。
阿特金森循环在压缩行程相对较长的设计下，能够提供更高的热效率，但输出功率相对较低。这种发动机常用于混合动力车辆、电动汽车的发电机组或作为辅助动力装置使用。
奥托循环定义与解释
奥托循环定义与解释奥托循环是内燃机的一个重要循环过程，广泛应用于汽车发动机等行业。
它是一种理想的循环模型，旨在描述内燃机在工作过程中的热力学性质和效率。
在本文中，我将深入探讨奥托循环的定义、原理和其在实际应用中的重要性。
奥托循环得名于德国工程师尼古拉斯·奥托（Nikolaus Otto），他是内燃机历史上的重要人物之一。
奥托循环是通过定量描述内燃机中气体的变化过程，以理想化的方式来分析内燃机的性能和效率。
让我们来看一下奥托循环的基本定义。
奥托循环是一种理想化的循环过程，适用于具有内燃机式燃烧室的热机。
它包括四个主要过程：吸入、压缩、扩张和放出。
在吸入过程中，燃料-空气混合物被进气门吸入燃烧室；在压缩过程中，活塞向上移动，将混合物压缩到高压状态；在扩张过程中，点火器引燃混合物，产生爆炸，推动活塞向下运动；在放出过程中，排气门打开，废气排出燃烧室。
奥托循环的原理建立在热力学基本定律的基础上，主要包括热力学第一定律（能量守恒定律）和热力学第二定律（熵增定律）。
通过对吸入、压缩、扩张和放出过程的热力学分析，我们可以得出奥托循环的效率。
奥托循环的效率是指利用燃料燃烧产生的能量，转化为机械功的比例。
通常用热效率（ηth）来表示，计算公式为：ηth = 1 - (1 / r)^（γ-1），其中r为压缩比，γ为比热容比。
奥托循环在实际应用中具有重要的意义。
它为我们提供了衡量内燃机性能的重要指标。
通过计算奥托循环的效率，我们可以评估内燃机的热效率和能源利用率。
奥托循环为内燃机的设计和优化提供了理论基础。
在实际工程中，通过调整压缩比、燃烧室结构和燃烧参数等因素，可以提高奥托循环的效率，并最大限度地利用燃料能量。
对奥托循环的深入理解还可以用于开发新的燃料和改进排放控制技术，以减少对环境的影响。
奥托循环是内燃机的一个重要循环过程，通过定量描述气体在内燃机中的变化过程，帮助我们理解内燃机的热力学性质和效率。
它为内燃机的设计、优化和性能评估提供了重要的理论基础。
奥托循环发动机
奥托循环
奥托循环又称四冲程循环，内燃机热力循环的一种，为定容加热的理想热力循环。奥托循环的一个周期是由 吸气过程、压缩过程、膨胀做功过程和排气过程这四个冲程构成，首先活塞向下运动使燃料与空气的混合体通过 一个或者多个气门进入气缸，关闭进气门，活塞向上运动压缩混合气体，然后在接近压缩冲程顶点时由火花塞点 燃混合气体，燃烧空气爆炸所产生的推力迫使活塞向下运动，完成做功冲程，最后将燃烧过的气体通过排气门排 出气缸。
发展历史
18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽（t）是第一个 将蒸汽机装到车子上的人。1770年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。这辆车全长7.23米，时速为3.5公里,是世界 上第一辆蒸汽机车。1771年古诺改进了蒸汽汽车，时速可达9.5千米，牵引4-5吨的货物。
奥托循环发动机
尼古拉斯·奥托利发明的设备
01 发展历史
03 奥托
目录
02 系统机构 04 奥托循环
奥托循环又称四冲程循环，内燃机热力循环的一种，为定容加热的理想热力循环。发动机（Engine）是一种 能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机（汽油发动机等）、外燃机（斯特林发动机、蒸汽机 等）、电动机等。1862年法国一位工程师首先提出四冲程循环原理，1876年德国工程师尼古拉斯·奥托利用这个 原理发明了发动机，因这种发动机具有转动平稳、噪声小等优良性能，对工业影响很大，故把这种循环命名为奥 托循环，采用奥托循环的发动机即为奥拓循环发动机。
奥托
德国发明家。早年经商，1861年在报纸上看到法国雷诺(E. Lenoir，1822—1900)发明煤气发动机的报道后， 应用法国工程师德罗沙斯(ochas，1815—1893)提出的内燃和四冲程理论，研制成压缩式发动机，于1862—1864 年间取得了几个国家的专利。1864年与德国工程师兰根(E. Langen，1833—1895)共同创立兰根·奥托公司，生 产这种发动机，后几经改进于1867年在巴黎的国际博览会上获金牌。1872年创立“德意志煤气发动机公司”。 1877年经改进的煤气发动机获专利，成为煤气发动机中最为实用的一种。他的煤气发动机的研制，为后来德国发 明家戴姆勒(G.Daimler，1834—1900)发明汽油发动机奠定了基础。
奥托内燃机的工作原理
奥托内燃机的工作原理奥托内燃机是一种燃烧烃类燃料的热力机械设备，主要用于驱动汽车和其他机械设备。
它的工作原理基于燃烧过程中的能量释放和气体的膨胀原理。
奥托内燃机主要由气缸、活塞、曲轴及气门机构等组成。
其工作过程主要分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
首先，在进气阶段，活塞向下运动，气缸内形成负压区域。
这时，进气门开启，汽缸内的混合气体（燃油和空气）通过进气道进入气缸内。
进气门关闭后，活塞开始向上运动，将混合气体压缩至气缸的顶部。
在压缩阶段，混合气体通过活塞向上运动被压缩，压缩过程导致混合气体温度和压力的升高。
当活塞运动到顶部时，混合气体的温度和压力达到最高点，形成可燃性的混合气体。
接下来，在燃烧阶段，由火花塞产生的火花点燃混合气体。
燃烧后，混合气体迅速膨胀并释放出热能，推动活塞作用于曲轴。
这个过程称为“燃烧冲程”。
最后，在排气阶段，活塞再次向上运动，并将燃烧后的废气排出。
排气门开启，废气通过排气道排放到环境中。
随后，活塞继续向下运动，回到进气阶段，重复进行燃烧循环。
奥托内燃机工作的关键是燃料的燃烧过程。
在进气阶段，低压负压通过进气门吸入气缸中的混合气体。
在压缩阶段，混合气体被压缩到非常高的温度和压力，形成可燃混合气体。
然后，在燃烧阶段，火花点燃混合气体，产生爆炸燃烧。
燃烧过程产生高温高压气体，推动活塞运动，从而输出转动动力。
最后，在排气阶段，废气通过排气门排放出去。
在工作原理方面，奥托内燃机与迈鲁斯蒂尔比纳内燃机相似，但有一些关键区别。
迈鲁斯蒂尔比纳内燃机是双冲程的，即每个活塞在工作循环中完成两个功冲程，而奥托内燃机是四冲程的，即每个活塞在工作循环中完成四个功冲程。
此外，奥托内燃机使用火花塞点火系统，而迈鲁斯蒂尔比纳内燃机使用压缩点火系统。
奥托内燃机的工作原理简单而高效。
通过正确管理燃烧过程，可以实现高效能量转换，将燃料的化学能转化为机械能，从而提供动力驱动车辆和其他机械设备的运动。
同时，奥托内燃机具有结构简单、重量轻、功率密度高等优点，被广泛应用于汽车和其他领域。
奥托循环
吸P d
火
装 置
气
e
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奥托循环
点
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奥托 与阿特金森循
压缩比
• 气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之 比，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为 压缩比。
• 通常汽油机的压缩比为6—10，柴油机的压缩比较高，一 般为16—22. • 低压缩比指的是压缩比在10以下，高压缩比在10以上， • 相对来说压缩比越高，发动机的动力就越大，目前所知三 菱GPI发动机的压缩比已经达到了12。
• 这种技术是非常容易实现的，但为什么这种技术未能普及 广泛发动机之上呢？其原因如下： • ◆ 1、 独特的进气方式让低速扭矩很差 在低速时，本来就稀薄的混合气在“反流”之后变得更 少，这让该类发动机低速扭矩表现很差，用于车辆起步显 然动力不够，谁都不愿意自己的爱车输在起跑线上，厂家 也不愿因此而让自己的商品落后于别家。 • ◆ 2、长活塞行程不利于高转速运转 较长的活塞行程确实可以充分的利用燃油的能量，提升 经济性，但也因此限制了转速的升高，加速性能也变差， 并且“升功率“这个性能指标会很低。而追求性能，尤其 是追求高速性能的赛车发动机，往往行程与活塞直径的比 值会很低。在民用车上，为了平衡，通常行程与缸径两个 数据是接近的。 • 这就让阿特金森/米勒循环发动机的处境非常尴尬，只 在转速的中间阶段才能有效发挥动力，这对于每天在路况 复杂的城市交通中形式的汽车非常不利，所以普通汽车不 会使用这种技术。但还有很多不平凡的汽车。
阿特金森循环发动机 • 简单地说就是在压缩冲程中，先延迟进气门关闭 的时间，活塞在气缸里上升约五分之二容积时， 才完全封闭进气门。所以有部分在气缸的气体会 重新进入进气歧管，并在机械增压的作用下保持 气压，故下一次的进气冲程中可提高进气效率且 减少泵压损失。 • 可是这样也造成实际上的压缩空气没有比进气时 的多，而降低压缩比。然而在点火冲程中，活塞 仍旧由上死点移动至下死点，造成膨胀比大于压 缩比的特殊状况。压缩比较小所以油耗低，膨胀 比大所以动力大，另一方面也为了避免过高的压 缩比引起引擎的爆震。
otto词根
“Otto”词根简介“Otto”作为一个词根，在语言学中并不常见，它更常被视作一个名字或姓氏的元素。
然而，我们可以从“Otto”这个名字出发，探讨它的历史、文化含义以及与之相关的词汇和概念。
请注意，由于“Otto”并非一个典型的词根，以下内容将侧重于名字“Otto”的分析和与之相关的词汇，而非严格意义上的词根分析。
首先，我们来看看“Otto”这个名字的历史和起源。
它源自日耳曼语，最早出现在中世纪，与多个欧洲王室的成员有关，最著名的是神圣罗马帝国的奥托王朝。
这个名字在历史上与权力、统治和帝国的概念紧密相连。
在德语中，“Otto”是一个常见的男性名字，意为“富有的”或“繁荣的”。
这个名字所蕴含的文化含义与力量、稳定和财富相关联。
在一些文化中，“Otto”也被视为一个强大和有影响力的名字，代表着权威和领导力。
接下来，我们可以探讨一些与“Otto”相关的词汇和概念。
虽然“Otto”并不是一个典型的词根，但我们可以通过分析与之相关的词汇来更好地理解这个名字的含义和用法。
“Ottoman”（奥斯曼）：“Otto”与“man”结合，形成了一个表示奥斯曼帝国时期的人或事物的词汇。
奥斯曼帝国是一个历史上著名的帝国，以其强大的军事力量和广阔的领土而闻名。
“Ottocycle”（奥托循环）：这是一个科学术语，指的是内燃机中的一种工作循环，由德国工程师尼古拉斯·奥托发明。
这个词汇将“Otto”与“cycle”结合，表示一种循环过程。
“Ottolenghi”（奥托伦吉）：这是一个与食品相关的词汇，指的是英国厨师尤瑟夫·奥托伦吉的烹饪风格或食谱。
奥托伦吉以其丰富多彩的中东和欧洲风味菜肴而闻名。
尽管以上词汇并非严格意义上的由“Otto”词根派生而来，但它们都与“Otto”这个名字或相关人物有关，展示了“Otto”在不同领域和文化中的影响和应用。
此外，我们还可以从“Otto”这个名字的变体中获得一些启示。
例如，“Otto”在荷兰语中变为“Otto”，在意大利语中变为“Ottavio”，这些变体都保留了原始名字的含义和音韵特点。
科普三大发动机循环是啥？问住了10年老师傅
科普三⼤发动机循环是啥？问住了10年⽼师傅像发动机组成这样的问题，对于汽修⼈来讲简直就是⼩⼉科！那下⾯这个问题你可知道答案！请听题四冲程发动机⼯作时，所完成的⼀个⼯作循环，叫什么循环？A：啥，循环叫什么循环？出题⼈你是在开玩笑么！？B：我知道，不就是“进⽓→压缩→做功→排⽓”么！C：问这样的问题，⼜没有实际意义，你⽆聊不！......想知道答案吗？往下看或许，你也会有上⾯的疑问。
可是当你了解它之后，你会发现它和我们平时接触到的技术还是有很紧密联系的。
其实在发动机运转时，经过吸⽓、压缩、做功、排⽓完成⼀个⼯作循环内都伴随着正常的⽓门开闭时机，每次⽓门的开闭都在活塞的上⽌点或下⽌点附近，⽽且在压缩和做功⾏程中活塞的运动⾏程都是⼀样。
⽽这样的⼀个⼯作循环其实有⼀个专业的名字：奥托循环，是由英国⼈尼古拉斯·奥托发明的。
关于发动机循环这个概念，你⼀定要知道以下三个专业名词！1奥托循环发动机奥托循环⼜称四冲程循环，是内燃机热⼒循环的⼀种，为定容加热的理想热⼒循环。
也是最早出现的四冲程发动机，拥有着发动机最原始的两⼤机构和五⼤系统。
1862年法国某⼯程师⾸先提出四冲程循环原理，1876年德国⼯程师尼古拉斯·奥托利⽤这个原理发明了发动机，因这种发动机具有转动平稳、噪声⼩等优良性能，对⼯业影响很⼤，故把这种循环命名为奥托循环。
奥托循环的⼀个周期是由吸⽓过程、压缩过程、膨胀做功过程和排⽓过程这四个冲程构成，⾸先活塞向下运动使燃料与空⽓的混合体通过⼀个或者多个⽓门进⼊⽓缸，关闭进⽓门，活塞向上运动压缩混合⽓体，然后在接近压缩冲程顶点时由⽕花塞点燃混合⽓体，燃烧空⽓爆炸所产⽣的推⼒迫使活塞向下运动，完成做功冲程，最后将燃烧过的⽓体通过排⽓门排出⽓缸。
但是，奥托循环毕竟是理想化的循环，因为在理论分析和计算时，认为循环由绝热、等容、等压等过程组成，并且系统的组成、性质和质量都保持不变，⽽实际上因为发⽣了燃烧和爆炸，系统的组成和性质必然发⽣变化，因此实际汽油发动机的效率要⽐奥托理想循环的效率低很多，只有不到⼀半或更⼩约30%左右。
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Engineering SoftwareP.O. Box 1180, Germantown, MD 20875Phone: (301) 540-3605FAX: (301) 540-3605E-Mail: info@Web Site: Otto Cycle AnalysisbyEngineering SoftwareCourse Category: EngineersCourse Level: IntermediateCredit: 1 HourCourse DescriptionThe ideal cycle for a simple gasoline engine is the Otto Cycle. In this one hour course, the open, simple Otto Cycle used for stationary power generation is considered.The Otto Cycle thermal efficiency is presented only for the air as the working fluid. The thermal efficiency derivation is presented with a simple mathematical approach. The Otto Cycle is presented in the p - V and T - s diagrams and its major performance trends (thermal efficiency and power output) are plotted in a few figures as a function of compression ratio, combustor outlet temperature and some fixed cylinder geometry. It should be noted that this online course does not deal with costs (capital, operational or maintenance).In this course, the student gets familiar with the Otto Cycle, its components, p - V and T - s diagrams, operation and major performance trends.This course includes a multiple choice quiz at the end.Performance ObjectivesAt the conclusion of this course, the student will:∙Understand basic energy conversion engineering assumptions and equations ∙Know basic components of the Otto Cycle and its p - V and T - s diagrams ∙Be familiar with the Otto Cycle operation∙Understand general Otto Cycle performance trendsIntroductionOver the years, gasoline engine has become the premier transportation system for low loads. Gasoline engines are compact, lightweight, easy to operate and come in sizes ranging from several kilowatts to a few megawatts. Gasoline engines require relatively low capital investment, have high operating flexibility, high thermal efficiency and can be used for various transportation and industrial applications. Gasoline engines can help provide reliable power to meet the future demand using both high and low heat content fuels, with low emissions.Table of ContentsOtto Cycle (2)Analysis (2)Assumptions (7)Governing Equations (8)Input Data (8)Results (9)Conclusions (10)Otto Cycl eThis section provides an Otto Cycle analysis when the working fluid is air.AnalysisIn the presented Otto Cycle analysis, only air is considered as the working fluid behaving as a perfect gas -- specific heat has a constant value. Ideal gas state equation is valid -- pv = RT.Air enters a cylinder at point 1 when compression starts and it ends at point 2. Isentropic compression is considered with no entropy change. Heat addition starts at point 2 and it ends at point 3. At a constant volume, combustion takes place (fuel is added to the cylinder and the air temperature raises) and/or heat gets added to air. Expansion starts at point 3 and it ends at point 4. Isentropic expansion is considered with no entropy change. Air heat rejection starts at point 4 and it ends at point 1. At a constant volume, air gets cooled and the working fluid temperature goes down. It should be mentioned that air at point 1 enters the compression process again and the cycle is repeated.Figure 1 presents an Otto Cycle pressure vs volume diagram.Figure 2 presents an Otto Cycle temperature vs entropy diagram.Figure 2 - Otto Cycle Temperature vs Entropy DiagramThe thermal cycle efficiency can be given as a function of specific external work (specific net power output) and heat added to the working fluid as follows:η = w/q h = (w e - w c)/q h = (q h - q l)/q horη = 1 - q l/q h = 1 - (c v(T4 - T1))/(c v(T3 - T2)) = 1 - (T1(T4/T1 - 1))/(T2(T3/T2 - 1))whereη - thermal efficiency [/]w - specific external work (specific net power output) [kJ/kg]w e - expansion specific power output [kJ/kg]w c - compression specific power input [kJ/kg]W - external work (net power output) [kW]W e - expansion power output [kW]W c - compression power input [kW]q h - heat added to the working fluid [kJ/kg]q l - heat rejected from the working fluid [kJ/kg]c p - specific heat at constant pressure [kJ/kg*K]c v - specific heat at constant volume [kJ/kg*K]m - working fluid mass flow rate [kg/s]ɛ - compression ratio [/]For isentropic compression and expansion:T2/T1= (p2/p1)(ϰ-1)/ϰ = (V1/V2)(ϰ-1)T4/T3= (p4/p3)(ϰ-1)/ϰ = (V3/V4)(ϰ-1)Knowing thatV3/V4 = V2/V1whereϰ = c p/c v - for air ϰ = 1.4 [/]p1, p2, p3, p4 - pressure values at points 1, 2, 3 and 4 [atm]T1, T2, T3, T4 - temperature values at points 1, 2, 3 and 4 [K]It follows thatT3/T4 = T2/T1=(V1/V2)(ϰ-1)=ε(ϰ-1)whereε =V1/V2Therefore, after some mathematical operations the thermal efficiency is: η = 1 - T1/T2 = 1 - 1/(V1/V2)(ϰ-1)If the temperature ratio is substituted in terms of the volume/compression ratio:η = 1 - 1/ε(ϰ-1)Figure 3 presents the Otto Cycle efficiency as a function of the compression ratio. It should be noted thatthe inlet conditions are standard ambient conditions: temperature of 298 [K] and absolute pressure of 1[atm].Figure 3 - Otto Cycle EfficiencyFigure 4 presents the Otto Cycle power output as a function of combustion temperature and compression ratio. It should be noted that the number of revolutions is 60 [1/s] for a given geometry of a four cylinder and four stroke Otto engine.Figure 4 - Otto Cycle Power OutputOne can notice that the Otto Cycle efficiency increases with an increase in the compression ratio. One can notice that the Otto Cycle power output increases with an increase in the combustion temperature and that the Otto Cycle power output is greater for higher compression ratio values.AssumptionsWorking fluid is air. There is no friction. Compression and expansion are isentropic -- there is no entropy change. During heat addition and heat rejection, the air temperature does change. Ideal gas stateequation is valid -- pv = RT. Air behaves as a perfect gas -- specific heat has a constant value.Governing EquationsT2/T1 = (V1/V2)(ϰ-1)V1/V2 = (T2/T1)1/(ϰ-1)T3/T4 = (V4/V3)(ϰ-1)V4/V3 = (T3/T4)1/(ϰ-1)ϰ = c p/c vpv = RTw = q h - q lw = c v(T3 - T2) - c v(T4 - T1)W = (c v(T3 - T2) - c v(T4 - T1))mη = 1 - 1/ε(ϰ -1)ε = V1/V2Input DataT1 = 298 [K]p1 = 1 [atm]T3 = 1,200, 1,500 and 1,800 [K]ε = 5 and 10 [/]c p = 1.004 [kJ/kg*K]ϰ = c p/c v - for air ϰ = 1.4 [/]ResultsConclusionsThe Otto Cycle efficiency increases with an increase in the compression ratio. Also, the Otto Cycle power output increases with an increase in the combustion temperature and the Otto Cycle power output is greater for higher compression ratio values.Please use the material you just read to answer the quiz questions at the end of this course.When you get a chance, please visit the following URL:The above URL provides lots of free online and downloadable e-material and e-solutions on energy conversion.。