Бензиновый двигатель – четырехтактный двигатель, т.е. в течение полного рабочего цикла проходит четыре такта. См. видио 1.
- Адиабатическое сжатие рабочей смеси 1-2 и сгорание смеси 2-3.
- Адиабатическое расширение 3-4 и выхлоп 4-5 (открылся выпускной клапан).
- Продолжение выхлопа 5-6 (выталкивание поршнем сгоревших газов).
- Сжатие и впрыск горючей смеси 6-1
, т.е. механическая работа, деленная на теплоту сгорания топлива за один цикл.
Для , имеем и .
Полная механическая работа:
.
Для каждого моля газа , поэтому
или
.
Тепло затраченное на нагрев газа от до , равно .
Получаем КПД: .
Вычислим КПД бензинового двигателя, имеющего степень сжатия 8.
, . Находим теоретический предел КПД: .
Но горючее сгорает не полностью.
Стенки цилиндров охлаждаются, следовательно, часть тепла уходит в систему охлаждения.
Трение.
Турбулентности.
Реальный КПД двигателя внутреннего сгорания преобразования энергии топлива в механическую энергию лишь около 25%.