Jak już wiadomo każdy tłokowy silnik spalinowy pracuje cyklicznie. Jeśli założymy, że po każym cyklu przemian czynnik roboczy powinien ponownie mieć parametry początkwe to otrzymamy tzw. obieg zamknięty. Zgodnie z zasadami termodynamiki praca wykonana w takim obiegu jest równoważna doprowadzonemu ciepłu. Na wykresie p-V (ciśnienie-objętość) miarą uzyskanej pracy jest pole figury zamkniętej liniami obiegu. Wszystkie rozważania zawarte w tym rozdziale mają charakter czysto teoretyczny, i przedstawione niżej obiegi nie odzwierciedlają pracy rzeczywistego silnika.
Aby ułatwić rozpatrywanie takich obiegów przyjmuje się pewne założenia upraszczające tzn. zakłada się między innymi, że:
- Czynnikiem roboczym jest gaz doskonały
- Ciepło właściwe czynnika jest stałe
- Porcesowi wymiany czynnika nie towarzyszą żadne straty
- Nie występują straty ciepła
W silnikach w zależności od sposobu doprowadzania ciepła rozróżniamy trzy typy obiegów teoretycznych:
- OBIEG MIESZANY – jest to obieg z doprowadzeniem ciepłą częściowo przy stałej objętości i częściowo przy stałym ciśnieniu
- OBIEG OTTA – jest to obieg z doprowadzeniem ciepła przy stałej objętości
- OBIEG DIESLA – jest to obieg z doprowadzeniem ciepłą przy stałym ciśnieniu
Oznaczenia przyjęte na wykresach:
- V – objętość cylindra
- p – ciśnienie
- Q1p – ciepło doprowadzone przy stałym ciśnieniu
- Q1V – ciepło doprowadzone przy stałej objętości
- Q2 – ciepło odprowadzone (przy stałej objętości)
Obiegi teoretyczne zostały wprowadzone po to aby ułatwić analizę procesów zachodzących w obiegach i umożliwić ocenę wpływu poszczególnych czynników na pracę silnika i jego sprawność.