Was ist der Otto-Zyklus?
Der Otto-Zyklus ist ein thermodynamischer Prozess, der in einem Ottomotor stattfindet. Er beschreibt den Ablauf der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches im Inneren des Zylinders eines Ottomotors. Der Zyklus ist nach seinem Erfinder Nikolaus August Otto benannt und ist der am häufigsten verwendete Prozess in Benzinmotoren.
Die vier Phasen des Otto-Zyklus
Der Otto-Zyklus besteht aus vier Phasen: dem Ansaugen, der Verdichtung, der Verbrennung und der Ausstoßung. In der ersten Phase wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder angesaugt. In der zweiten Phase wird das Gemisch stark verdichtet, wodurch seine Temperatur und Druck ansteigen. In der dritten Phase wird das Gemisch gezündet und verbrannt, wodurch sich ein schneller Druckanstieg im Zylinder ergibt. In der vierten und letzten Phase wird das verbrannte Gemisch ausgestoßen und der Zyklus beginnt von vorne.
Beispiel für eine Otto-Motor-Funktionsweise
Nehmen wir an, ein Ottomotor läuft im Leerlauf. In der Ansaugphase strömt ein Gemisch aus 14,7 Teilen Luft und einem Teil Benzin in den Zylinder. In der Verdichtungsphase wird das Gemisch auf ein Volumen von etwa einem Zehntel seines ursprünglichen Volumens verdichtet, wodurch sich seine Temperatur und Druck erhöhen. In der Verbrennungsphase zündet die Zündkerze das Gemisch, wodurch es verbrennt und sich ein schneller Druckanstieg im Zylinder ergibt. Schließlich wird das verbrannte Gemisch in der Ausstoßungsphase ausgestoßen, um Platz für das nächste Gemisch zu schaffen.
Vor- und Nachteile des Otto-Zyklus
Einer der Hauptvorteile des Otto-Zyklus ist seine Effizienz bei höheren Drehzahlen. Hierdurch wird eine höhere Leistung bei gleicher Größe des Motors erreicht. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit zur Nutzung von Benzin als Kraftstoff, welches breit verfügbar und vergleichsweise günstig ist. Ein Nachteil des Otto-Zyklus ist die geringere Effizienz bei niedrigen Drehzahlen. Hierdurch entstehen Probleme beim Anfahren und im Stadtverkehr, da der Motor hier oft nicht genug Leistung liefert. Ein weiterer Nachteil ist die höhere Schadstoffemission im Vergleich zu Dieselmotoren, welche insbesondere bei älteren Fahrzeugen ein Problem darstellt.
