El cicle Sabathé és un cicle termodinàmic per a motors de combustió interna en què la combustió té lloc en part a pressió constant i en part a volum constant. El cicle de Sabathé també es diu cicle mixt de Sabathé, combustió dual o pressió limitada o mixta o Trinkler o Seiliger.
Les condicions reals de funcionament dels motors dièsel difereixen notablement de les que es troben representades en els cicles ideals Otto i Diesel. Per als motors dièsel, el procés de combustió s'aproxima a una transformació a pressió constant només en el cas de motors excepcionalment grans i lents. En condicions normals, el diagrama real mostra que la combustió es duu a terme segons un procés que s'aproxima a una transformació a volum constant i una altra a pressió constant.
Es pot afirmar que, a la pràctica, els cicles Otto i Diesel s'aproximen molt en la forma, fins al punt de poder-los considerar com un cas particular de l'cicle mixt, en el qual, part de la combustió es verifica a volum constant, i banda, a pressió constant.
Descripció i càlcul de l'cicle mixt de Sabathé
En aquest cicle, després de la fase de compressió adiabàtica 1-2, sobrevé una fase de combustió a volum constant 2-3. Durant aquesta fase de combustió s'introdueix la quantitat de calor Q1 'i després, com en el cicle Diesel, una fase de 3-4 de combustió a pressió constant, en el decurs s'introdueix la quantitat de calor Q1' '.
Segueixen després dues fases successives, a saber: una, de expansió adiabàtica 4-5, i una altra, de sostracció, a volum constant 5-1, de la quantitat de calor Q2.
Per tant, la quantitat total de calor introduïda val:
Q 1 = Q 1 '+ Q 1 ' '
Recordant el que s'ha exposat, a propòsit dels cicles Otto i Diesel, podem escriure:
Q 1 '= C v (T 3 -T 2 )
Q 1 '' = C p (T 4 T 3 )
Q 2 = C v (T 5 -T 1 )
D'aquesta manera, el rendiment tèrmic ideal de l'cicle Sabathé teòric val:
h i = (calor subministrat - calor sostret) / calor subministrada
Per a la transformació 2-3 de combustió a volum constant tenim:
I per a la transformació 3-4 de combustió a pressió comptant:
Per a les transformacions adiabàtiques 1-2 de compressió i 4-5 d'expansió emprarem, respectivament, les fórmules
de les quals obtenim:
i sent V 3 = V 2 ; V 5 = V 1
es pot escriure:
Substituint aquestes expressions en les de l'rendiment tèrmic ideal, resulta:
Inici amb la relació entre la pressió P3 a al final i la pressió P2 a el principi de la fase de combustió a volum constant -a la qual anomenarem "relació de combustió a volum constant" -, i recordant que:
s'obté l'expressió final de rendiment tèrmic ideal de l'cicle teòric Sabathé :
Conclusions de l'rendiment de el cicle de Sabathé
A igualtat de relació de compressió r, el rendiment de l'cicle mixt resulta intermedi entre el de l'cicle Otto i el de l'cicle Diesel. Si s'augmenta la calor subministrat a volum constant, és a dir, entre els punts 2 i 3, i es redueix el subministrat a pressió constant entre els punts 3 i 4, el rendiment tèrmic s'aproxima a el de l'cicle Otto. Si, per contra, es redueix la calor subministrat a volum constant i s'augmenta el corresponent a pressió constant, el rendiment de l'cicle mixt s'aproxima a el de el cicle Diesel.