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Der Otto-Prozess (Gleichraumprozess) ist ein Thermodynamischer Kreisprozess. Er dient als Vergleichsprozess für den vollkommenen Ottomotor.
Beschreibung des Kreisprozesses
Der Otto-Prozess gliedert sich in folgende Arbeitstakte:
- 1->2 - Ansaugtakt
- 2->3 - Verdichtungstakt (Adiabatische Kompression)
- 3->4 - Zündung kurz vor oberen Totpunkt, Verbrennung erst bei oberen Totpunkt . Dies ist eine Gleichraumverbrennung also isochore.
- 4->5 - Arbeitstakt. Die Energie wird einem Schwungrad zugeführt, welches die Energie für die restlichen 3 Takte bereitstellt.
- 5->6 - Ausblastakt. Durch öffnen des Auslaßventils werden die Abgase sehr schnell abgegeben, der Druck sinkt. Dabei wird die Wärme an die Umgebung abgegeben.
- 6->7 - Ausschubtakt. Der Kolben schiebt die restlichen Verbrennungsgase aus dem Zylinder.
- 7->1 - Ansaugtakt. etc.
Die vom Linienzug (2 - 3 - 4 - 5 - 6) umschlossene Fläche entspricht der spezifischen Arbeit.
Der Otto-Prozess besteht aus zwei Isentropen und zwei Isochoren und wird im Gegensatz zum Joule-Prozess als Gleichraum-Prozess bezeichnet. Er wird im geschlossenen System einer Hubkolben-Maschine verwirklicht.
Wirkungsgrad
Der thermische Wirkungsgrad des Otto-Prozesses hängt vom dem Kompressionsverhältnis ab. Bei einem zu großen Verhältnis explodiert das Gemisch vorzeitig, weil die Selbstzündungstemperatur überschritten wird.
Den Wirkungsgrad lässt sich folgendermaßen bestimmen:
Wobei , (cp Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck, cv Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen)
Aus thermodynamischer Sicht ist ein maximaler Wirkungsgrad von etwa 60% möglich. In der Praxis spielen jedoch weitere Faktoren eine Rolle.
Siehe auch
"Otto-Prozess"