奥图循环

奥图循环的PV图，Y轴表示压力，X轴表示体积

奥图循环（Otto cycle）是理想的热力学循环，用来描述标准用火星塞点火的往复式发动机，是汽车引擎中最常见的热力学循环。

奥图循环是描述固定质量的气体在压力、温度、体积变化、加入热量及移除热量下，其状态的变化。有上述变化的固定质量气体称为系统。此处的系统定义为在汽缸内的气体。奥图循环是描述系统内发生的变化，也描述系统对环境的影响。以奥图循环的例子而言，系统对环境的影响是可以产生足够的功，可以推动车辆及上面的乘客前进。

奥图循环包括：

PV图的最上方及最下方：一对近似平行的等熵过程（无摩擦力、绝热过程）

PV图的左边及右边：一对平行的等容过程。

其中等熵的压缩及膨胀过程，表示其中没有能量损耗，在过程中也没有热会进入系统或是离开系统。因此当时的活塞及气缸被视为是不能传热的。在上方的等熵膨胀过程中，系统对外界作功，在下方的等熵压缩过程中，外界对系统作功，热是在左边的加压过程中进入系统，有些热在右边的减压过程中流出系统。计算后即可得到系统所作的功。

奥图循环的行程为：

• 行程0–1为空气注入在定压下的活塞／汽缸内。
• 行程1–2为空气绝热（等熵）压缩，活塞从下止点（BDC）移动到上止点（TDC）。
• 行程2–3为定容的热转换，由外部热源转换到工作气体中，此时活塞在上止点。此行程是用来表示燃料-空气混合气点燃和随后的快速燃烧
• 行程3–4空气绝热（等熵）膨胀（动力冲程）
• 行程4–1完成了循环，此行程为定容行程，活塞在下止点，热被排到空气中。
• 行程1–0是空气在定压下排到大气中。

奥图循环包括等熵压缩、定容下加入热能、等熵膨胀、定容下热排到外部。在四行程的奥图循环中，若考虑技术细节，其实会多二个行程，一个是在定压下将废热及燃烧后的气体排到大气中，另一个则是注入冷的，富含氧气的空气到汽缸内。不过在简化的分析中常会省略这二个行程。这两个行程在实际引擎的运作中非常重要，和传热以及燃烧化学的细节有关。在简化的分析中，会假设单一行程的体积变化时将废热完全排出。