Calculatrice du Cycle d'Otto (Rendement d'un Moteur Essence, Températures et Pression Moyenne Effective)

Rendement, température et pression maximales, travail net et pression moyenne effective du cycle d'Otto idéal à air, à partir du rapport de compression, de l'état d'admission et de la chaleur apportée.

Ce que fait cet outil

Le cycle d'Otto est le modèle de manuel du moteur à essence : on comprime l'air, on apporte de la chaleur à volume constant, on détend, on cède de la chaleur à volume constant. Son rendement 1 − r^(1−γ) ne dépend que du rapport de compression et du gaz, et monte vite au début puis s'aplatit : passer de 8 à 12 rapporte bien plus que de 12 à 16. Les moteurs réels restent très en dessous à cause des pertes thermiques, des frottements, de la combustion incomplète et d'un fluide qui n'est pas un gaz parfait à chaleur massique constante : servez-vous du résultat pour comparer des conceptions, pas pour prédire une consommation.

Formule

η = 1 − r^(1−γ) · T₂ = T₁ r^(γ−1) · T₃ = T₂ + q_in ÷ c_v · T₄ = T₃ ÷ r^(γ−1) · w = η q_in · mep = w ÷ (v₁ − v₂)

Variables

Symbole	Signification	Unité
`rc`	Taux de compression	—
`t1`	Température au début de la compression	°C
`p1`	Pression au début de la compression	kPa
`qi`	Chaleur apportée par kg d'air	kJ/kg
`ga`	Rapport des capacités thermiques γ	—
`EF`	Rendement thermique	%
`T2`	Température après la compression	°C
`T3`	Température maximale	°C
`T4`	Température en fin de détente	°C
`W`	Travail net par kg d'air	kJ/kg
`MEP`	Pression moyenne effective	kPa
`P3`	Pression maximale	bar

Exemple résolu

Taux de compression9
Température au début de la compression27 °C
Pression au début de la compression100 kPa
Chaleur apportée par kg d'air1500 kJ/kg
Rapport des capacités thermiques γ1,4

Rendement thermique58,48 %
Température après la compression450 °C
Température maximale2540 °C
Température en fin de détente895 °C
Travail net par kg d'air877 kJ/kg
Pression moyenne effective1146 kPa
Pression maximale84,4 bar

Limites

La formule suppose des conditions idéales : pas de frottement, pas de résistance de l'air et pas de pertes de rendement sauf si vous les saisissez.
Le résultat est une estimation fondée uniquement sur les valeurs saisies. Les situations réelles comportent souvent des facteurs que cette calculatrice ignore.