Ottozyklus

Der Ottozyklus ist ein idealisierter thermodynamischer Zyklus, der das Arbeitsverfahren der Viertakt-Verbrennungsmotoren mit Ottomotor beschreibt. Er dient als vereinfachtes Modell für Benzinmotoren und ist nach Nikolaus August Otto benannt, der den ersten funktionsfähigen Viertaktmotor in den 1870er Jahren entwickelte.

Der Zyklus besteht aus vier Zustandsänderungen, die auf einem Kolben mit wechselndem Volumen stattfinden: 1-2 isentropische Verdichtung; 2-3 isochore Wärmezufuhr durch Zündung der Mischung; 3-4 isentropische Expansion; 4-1 isochore Wärmeabgabe an die Umgebung.

In der Praxis wird der Ottozyklus als Luft-Standard-Zyklus betrachtet, bei dem Luft als ideales Arbeitsgas angenommen wird, mit konstanten Cp und Cv und gamma Cp/Cv. Die Effizienz des Zyklus hängt vom Verdichtungsverhältnis r ab und wird näherungsweise durch eta_Otto = 1 - 1/r^(gamma-1) beschrieben; für Luft liegt gamma etwa bei 1,4.

Reale Motoren weichen vom idealen Zyklus ab durch Wärmeverluste, Reibung, Zündungstiming und nicht-ideale Verbrennung. Der Ottozyklus dient vor allem als Rahmenmodell für Ottomotoren. Typische Verdichtungsverhältnisse moderner Benzinmotoren liegen zwischen etwa 8:1 und 14:1; höhere Werte erhöhen die Leistung, erhöhen aber das Risiko des Klopfens.