오토 싸이클 (Otto Cycle)

오토 싸이클 (Otto Cycle)

전기점화기관 (spark iginition piston engine) 의 이상적인 사이클로 대부분의 자동차에서 사용된다 (물론 실제 자동차에 적용되면 이상적인 사이클과 차이가 나게 된다). 

과정

2개의 단열 과정 + 2개의 정적 과정

 

0-1 과정 (이 과정은 오토싸이클의 전단계라고 보면된다. 공기 흡입 단계)

일정한 압력에서 피스톤과 실린더로 공기 흡입

1-2 과정 (단열 압축, 압축 스트로크)

피스톤이 BDC (bottom dead center) 에서 TDC (top dead center) 로 움직여 내부의 가스가 단열 압축 (등엔트로피) 된다.

* BDC (bottom dead center) : 실린더 내부의 부피가 최대가 되는 상태

* TDC (top dead center) : 실린더 내부의 부피가 최소가 되는 상태

2-3 과정 (정적, 점화)

피스톤이 TDC에 있는 동안 (일정한 부피) 외부로부터 열이 들어오는 과정이다. 이 과정은 연료와 공기가 섞인 상태에서 점화에 열이 발생하는 과정을 나타낸다.

3-4 과정 (단열 팽창, 팽창 스트로크)

피스톤이 TDC에서 BDC로 이동하는 단열 팽창 (등엔트로피) 과정이다. 

4-1 과정 (정적, 이상화된 열 배출)

피스톤이 BDC에 있는 동안 (일정한 부피) 외부로 열이 나가는 과정이다. 

1-0 과정 (이 과정은 오토싸이클의 후단계라고 보면 된다. 배기 단계)

공기가 일정한 입력하에 외부로 배출되는 과정 

위에서 0-1과정과 1-0 과정은 오토싸이클에서 제외하고 설명하는 경우가 많다.

효율

효율식은 아래와 같다.

여기서 

 : 비열비, specific heat ratio

 =  : 압축비, compression ratio

즉 효율은 비열비 및 압축비가 클수록 커진다. 

참고문헌

https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle

http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2009.web/Isaac_Hebert/Otto_Cycle.html