siklus ideal Otto Cycle

Untuk memindahkan pesawat melalui udara, dorong yang dihasilkan oleh beberapa jenis sistem propulsi. Dimulai dengan penerbangan pertama Wright bersaudara, banyak pesawat terbang telah menggunakan mesin pembakaran internal untuk mengubah baling-baling untuk menghasilkan daya dorong. Hari ini, pesawat penerbangan atau swasta yang paling umum yang didukung oleh pembakaran (IC) mesin internal seperti mesin dalam mobil keluarga Anda. Ketika membahas mesin, kita harus mempertimbangkan baik operasi mekanik mesin dan proses termodinamika yang memungkinkan mesin untuk menghasilkan karya yang bermanfaat. Pada halaman ini kita mempertimbangkan termodinamika mesin IC empat-stroke.

Untuk memahami bagaimana sistem propulsi bekerja, kita harus mempelajari termodinamika dasar gas. Gas memiliki berbagai khasiat yang dapat kita amati dengan indera kita, termasuk p tekanan gas, T temperatur, massa, dan volume V yang mengandung gas. Hati-hati, observasi ilmiah telah menetapkan bahwa variabel ini terkait satu sama lain, dan nilai-nilai sifat ini menentukan keadaan gas. Sebuah proses termodinamika, seperti pemanasan atau kompresi gas, mengubah nilai-nilai variabel negara dengan cara yang dijelaskan oleh hukum termodinamika. Pekerjaan dilakukan oleh gas dan panas yang ditransfer ke gas tergantung pada awal dan akhir negara dari gas dan proses yang digunakan untuk mengubah negara. Hal ini dimungkinkan untuk melakukan serangkaian proses, di mana negara tersebut berubah selama setiap proses, tapi gas akhirnya kembali ke keadaan semula. Seperti serangkaian proses yang disebut siklus dan membentuk dasar untuk operasi mesin pengertian.

Pada halaman ini kita membahas Siklus Termodinamika Otto yang digunakan di semua mesin pembakaran internal. Angka ini menunjukkan diagram p-V dari siklus Otto. Menggunakan tahap sistem penomoran mesin, kita mulai di kiri bawah dengan Tahap 1 menjadi awal langkah isap mesin. Tekanan dekat tekanan atmosfer dan volume gas adalah minimal. Antara Tahap 1 dan Tahap 2 piston ditarik keluar dari silinder dengan katup intake terbuka. Tekanan tetap konstan, dan volume gas meningkat sebagai bahan bakar / campuran udara ditarik ke dalam silinder melalui katup intake. Tahap 2 dimulai langkah kompresi mesin dengan penutupan katup intake. Antara Tahap 2 dan Tahap 3, piston bergerak kembali ke dalam silinder, volume gas berkurang, dan meningkatkan tekanan karena pekerjaan dilakukan pada gas oleh piston. Tahap 3 adalah awal dari pembakaran campuran bahan bakar / udara. Pembakaran terjadi sangat cepat dan volume tetap konstan. Panas dilepaskan selama pembakaran yang meningkatkan baik suhu dan tekanan, sesuai dengan persamaan keadaan. Tahap 4 dimulai stroke tenaga mesin. Antara Tahap 4 dan Tahap 5, piston didorong ke arah poros engkol, volume peningkatan, dan tekanan jatuh sebagai pekerjaan yang dilakukan oleh gas pada piston. Pada Tahap 5 katup buang dibuka dan sisa panas dalam gas ditukar dengan lingkungan. Volume tetap konstan dan tekanan menyesuaikan kembali ke kondisi atmosfer. Tahap 6 dimulai knalpot stroke mesin selama piston bergerak kembali ke dalam silinder, volume berkurang dan tekanan tetap konstan. Pada akhir knalpot stroke, kondisi telah kembali ke Tahap 1 dan proses berulang.

Selama siklus, pekerjaan dilakukan pada gas oleh piston antara tahap 2 dan 3. Pekerjaan ini dilakukan oleh gas pada piston antara tahap 4 dan 5. Perbedaan antara kerja yang dilakukan oleh gas dan kerja yang dilakukan pada gas adalah daerah tertutup oleh kurva siklus dan merupakan karya yang dihasilkan oleh siklus. Pekerjaan kali tingkat siklus (siklus per detik) adalah sama dengan listrik yang dihasilkan oleh mesin.

Daerah tertutup oleh siklus pada diagram PV sebanding dengan kerja yang dihasilkan oleh siklus. Pada halaman ini kami telah menunjukkan siklus Otto ideal di mana tidak ada panas yang masuk (atau meninggalkan) gas selama kompresi dan daya stroke, tidak ada kerugian gesekan, dan pembakaran sesaat terjadi pada volume konstan. Pada kenyataannya, siklus yang ideal tidak terjadi dan ada banyak kerugian yang terkait dengan setiap proses. Kerugian ini biasanya dicatat oleh faktor efisiensi yang berkembang biak dan memodifikasi hasil yang ideal. Untuk siklus yang nyata, bentuk diagram PV mirip dengan ideal, tapi daerah (kerja) selalu kurang dari nilai ideal.

Posted in: