内燃機関のオットーサイクル





熱機関

熱機関は、熱い空間で冷たい空間にエネルギーを移動させながら動作するマシンを指します。この過程で、熱機関は、熱エネルギーの一部を力学的エネルギーに変換します。
すべての熱機関は、一連の状態を経た後、元の状態に戻ります。このサイクルを一周回る間、熱機関は、外部に仕事をします。

オットーサイクル Otto cycle

「オットーサイクル」は、一般的なスパーク点火ピストンエンジンの機能を説明する理想的な熱力学的サイクルです。「オットーサイクル」は、ガソリンを燃料として吸入してスパークに火をつける最も一般的な動作プロセスを説明します。

オットー循環プロセスの動作サイクル

1. 吸入
吸入バルブが開き、ピストンが降りてきて、燃料が混合された空気がシリンダ内に入ってきます。バルブが開いており、気体が自由に入って来るので、圧力の変化はありません。

2. 圧縮
バルブが閉じ、ピストンが上がり、燃料が混合された空気が圧縮されます。速い速度で起こるプロセスであるため、断熱過程と似ています。(が、少しでも熱交換をするため、断熱過程と全く同じでありません。)

ピストンが上に到達すると、回転運動の特性上、体積変化はほとんどないと思います。点火プラグに火花が起き、燃料が点火されると、瞬間的に圧力が増加します

3. 爆発
高温の気体が膨張し、ピストンを押し出します。速い速度で起こるプロセスであるため、断熱過程と似ています。

ピストンが下部に達すると、回転運動の特性上、体積変化はほとんどないと思います。排気バルブが開かれると、瞬間的に圧力が減少します。

4. 排気
ピストンが上がりながら、排気ガスを外部に排出します。バルブが開いており、気体が自由に抜けていくため、圧力の変化はありません。

参考資料 Animated Engines http://www.animatedengines.com/

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