Otto- und Diesel-Kreisprozess

Der Ottomotor ist ein idealer Viertakt-Verbrennungsmotor. Im Druck-Volumen-Diagramm eines Otto-Zyklus findet die adiabatische Kompression entlang von A-B statt.

Sobald der Kraftstoff gezündet ist, fügt er dem System Wärme mit konstantem Volumen hinzu. Der erhitzte Brennstoff dehnt sich dann adiabatisch entlang C-D aus. Das Gas wird durch Abführen von Wärme isochor weiter gekühlt, und dieser zyklische Prozess setzt sich fort.

Betrachten Sie den Ausdruck für Wärme in Bezug auf die Temperatur. Wenn man sich die Gleichung für die Beziehung zwischen Wirkungsgrad und Temperatur und Volumen aufruft, erhält man den thermischen Wirkungsgrad, der immer kleiner als eins ist.

Der Wirkungsgrad steigt durch Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses. Dadurch steigt jedoch die Temperatur, was durch die Vorzündung zu einer Kraftstoffexplosion führen kann. Wenn es sich bei dem Brennstoff um ein ideales Gas handelt, liegt der theoretische Wirkungsgrad bei etwa 56 %.

Ein Dieselmotor funktioniert ähnlich, verfügt jedoch über einen Selbstzündmechanismus. Kurz vor dem Arbeitstakt wird der Kraftstoff mit konstantem Druck eingespritzt und durch die hohe Temperatur wird der Kraftstoff entzündet.

Dies ist ein wesentlicher Vorteil, da es eine Vorzündung verhindert. Das Verdichtungsverhältnis kann höher gehen, was den Wirkungsgrad im Vergleich zu Ottomotoren drastisch verbessert.