În timpul 1 se deschide supapa de admisie, iar în timp ce pistonul se deplasează înspre punctul mort inferior, în cilindru este absorbit amestecul de vapori de benzină şi aer (realizat în carburator) datorită depresiunii formate.

În această etapă, supapa de admisie este deschisă, supapa de evacuare este închisă, iar pistonul se deplasează de la PMS la PMI.

Ciclul de funcţionare al motorului Otto

După ce pistonul a ajuns în punctul mort inferior, supapa de admisie se închide. Supapa de evacuare este şi ea închisă. În deplasarea pistonului înspre punctul mort superior, acesta comprimă amestecul din cilindru până la o rată de 9:1.

În urma închiderii supapei de admisie, pistonul se deplasează de la PMI spre PMS. În acest fel, se produce atât creșterea presiunii, cât și a temperaturii. Deplasarea are loc suficient de rapid pentru ca sistemul să nu aiba timp să cedeze căldură spre mediul înconjurător, producându-se astfel o transformare ce poate fi considerată adiabatică.

Transformarea 2-3 izocoră

La sfârşitul compresiei, când pistonul a ajuns la punctul mort superior şi ambele supape sunt închise, se produce o scânteie electrică între electrozii bujiei. Scânteia aprinde amestecul carburant care începe să ardă progresiv. Temperatura rezultată este de circa 2000°C şi presiunea de aproximativ 25 atm. Gazele produc o forţă mare de apăsare asupra pistonului împingâdu-l spre punctul mort inferior. Pe măsură ce pistonul coboară, gazele se destind - are loc detenta. Acum este singurul moment când se produce lucru mecanic.

Cu foarte puțin timp înainte ca pistonul să ajungă în PMS, se aplică electrolizilor bujiei o tensiune foarte mare (produsă de bobina de inducție), ceea ce determină aprinderea bruscă a combustibilului aflat și așa la o temperatură foarte mare. Aprinderea întregului combustibil în cilindru are loc brusc, într-un interval de timp în care pistonul se mai deplasează foarte puțin, ajungând la PMS. Într-o primă aproximare, se poate considera că volumul rămâne constant în această transformare.

Creșterea temperaturii gazului (până la aproximativ 2000° C) determină o creștere a presiunii până la aproximativ 25 atm, rezultând astfel o forță de apăsare foarte mare exercitată asupra pistonului, forță ce determină deplasarea pistonului spre PMI. Deplasarea rapidă a pistonului nu permite transferul de energie și căldură între gazele din interior și mediul înconjurător, ceea ce face ca și această transformare să poată fi considerată adiabatică.

Supapa de admisie este închisă, iar cea de evacuare este deschisă, permiţând gazelor arse din cilindru să fie împinse afară din cilindru de pistonul care se deplasează de la punctul mort inferior spre punctul mort superior.

Când pistonul ajunge la PMI, se deschide supapa de evacuare. Gazele arse din cilindru ies afară (unde presiunea este mai mică) prin supapa de evacuare, ajungând apoi, prin țeava de eșapament, în mediul înconjurător. Presiunea în cilindru coboară la o valoare egală cu presiunea exterioară (presiunea atmosferică). În continuare, pistonul se deplasează spre PMS, împingând afară din cilindru gazele arse rămase în cilindru.

Transformarea 4-1 izocoră

Randamentul motorului Otto este reprezentat de formula

În continuare, procesul ciclic se repetă.

Rezolvaţi următoarele probleme:

Problema recapitulativa:

Un gaz ideal descrie ciclul din fig. alaturata în care T2 = eT1, unde e = 2,71 (baza logaritmilor naturali) randamentul motorului termic ce ar funcţiona după acest ciclu.

Randamentul = %

Care dintre următoarele grafice descriu ciclul de funcționare al motorului Otto?