Отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры сжатия Vc называется степенью сжатия е, т. е. е = VJVC. Степень сжатия показывает, во сколько раз изменяется объем внутренней полости цилиндра при перемещении поршня от одной мертвой точки до другой. Степень сжатия карбюраторных двигателей обычно находится в пределах 4—10 (у грузовых 6—6,5), а у дизелей — 14—17. Высокая степень сжатия у дизелей —одна из трудностей их пуска.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя. При перемещении поршня внутри цилиндра двигателя в определенной последовательности происходит ряд процессов. Совокупность ряда последовательных процессов называется рабочим циклом. Газы, участвующие в осуществлении рабочего цикла, называются рабочим телом.

Рабочий цикл характеризуется изменением параметров состояния рабочего тела. Изменение давления газов в цилиндре за цикл представляют в виде графика, называемого индикаторной диаграммой. Такую диаграмму снимают на работающем двигателе прибором-индикатором. Диаграмму записывает самописец прибора за два оборота коленчатого вала. При этом поршень совершает четыре хода (по два хода от н. м. т. к в. м. т. и наоборот). Часть цикла, соответствующая одному ходу поршня, называется тактом.

Индикаторную диаграмму строят в координатах р — V. На рис. 2.2 по горизонтальной оси отложен объем цилиндра (или ход поршня S), а по вертикальной —давление газов в цилиндре. Горизонтальной линией показано атмосферное давление.

Рис. 2.1. Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания:
1 — картер; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — свеча (форсунка); 5 — шатун; 6 — коленчатый вал

Обеспечение хорошей очистки камер сгорания от отработавших газов и повышения пополнения их свежим зарядом достигается согласованием открытия и закрытия клапанов газораспределения.

Рис. 2.2. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя

Процессы выпуска и впуска (b—г—а) обеспечивают смену рабочего тела в цилиндре и называются процессами газообмена. На их. осуществление затрачивается часть энергии, полученной в рабочей части цикла.

Среднее эффективное давление — это та часть среднего индикаторного давления, которая идет на создание эффективной мощности.

Двигатели конструируют и изготовляют так, чтобы значение Nt было наибольшим, a JVM — наименьшим. Однако их значения зависят от условий эксплуатации: температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала. Так, со снижением температуры охлаждающей жидкости ухудшаются процессы смесеобразования, становится большим теплоотвод. Это приводит к снижению индикаторной мощности. При понижении температуры увеличивается вязкость масла. Так, при уменьшении температуры моторных масел от 200 до 0 °С их вязкость увеличивается в 140— 150 раз. Это приводит к увеличению NM и, следовательно, к снижению Ne.

В характеристиках двигателей указывается Ne, которую они развивают при эксплуатационных температурах охлаждающей жидкости (обычно 75—85 °С) и частотах вращения коленчатых валов. Поэтому становится важным содержать пожарные автомобили в отапливаемых гаражах и быстро разогревать двигатели до эксплуатационных температур.

Скоростные характеристики двигателя. Скорость и маневренность пожарного автомобиля определяются энергетическими и экономическими показателями двигателя при его работе на различных режимах в условиях эксплуатации.

Основными показателями работы двигателя являются: крутящий момент, эффективная мощность, удельный и часовой расход топлива. Эти показатели снимают на специальных стендах в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, при постоянном положении органа подачи топлива и температуры охлаждающей жидкости.

Кривые, характеризующие применение основных показателей работы двигателя в зависимости от частоты вращения его коленчатого вала, называются скоростными характеристика м и. Скоростная характеристика, полученная при полной подаче топлива, называется внешней характеристикой. Скоростные характеристики, полученные при других положениях органов подачи топлива, называются частичными.

Общий вид внешней характеристики представлен на рис. 2.3. Характерные частоты вращения коленчатого вала показаны на внешней характеристике при работе двигателя под нагрузкой (минимальные значения /гшШ); максимальном значении крутящего момента пм; минимальном удельном расходе топлива ng( ; максимальной мощности nlV; включении регулятора лрег и холостом ходе двигателя с регулятором (наименьшие значения «„„*)• С увеличением частоты вращения коленчатого вала увеличивается Ne (кривая 1). При некотором значении п она достигает максимума, а затем уменьшается. Это обусловлено увеличением механических потерь, ухудшением смесеобразования и цикловой подачи топлива.

Увеличение удельного расхода (кривая 4) топлива при уменьшении п обусловлено увеличением отдачи теплоты в систему охлаждения и ухудшением процесса горения. Рост ge при увеличении п обусловливается увеличением механических потерь и догоранием топлива в такте рабочего хода (расширения).

Изменение крутящего момента характеризует приспособляемость двигателя, т. е. его способность преодолевать увеличение сопротивлений движению автомобиля (без воздействия со стороны водителя).

Рис. 2.3. Внешняя диаграмма двигателя

Следовательно, при эксплуатационных тепловых режимах до 8% мощности затрачивается на преодоление сопротивлений в механизмах трансмиссий.

После запуска двигатель развивает 30—50% мощности, и потери в трансмиссиях увеличиваются. Мощность, подводимая к колесам пожарного автомобиля, становится очень малой (кривая 3), и автомобиль не может развивать высокую скорость движения’, поэтому необходимо содержать двигатели в разогретом состоянии и предпринимать все меры для быстрого разогрева двигателя после пуска.

Техническое обслуживание механизмов двигателя. Двигатель — источник энергии на пожарном автомобиле. От его исправности и развиваемой им мощности зависит оперативная подвижность пожарного автомобиля и интенсивность подачи огнетушащих средств в очаги горения. Поэтому успешность тушения пожаров во многом зависит от работоспособности двигателя.

Пожарные автомобили создаются на базе грузовых автомобилей серийного производства и на них используются серийно выпускаемые двигатели с небольшими изменениями в системах.

На пожарных автомобилях в боевых расчетах двигатели содержатся в состоянии готовности к немедленному запуску. Это характеризует высокую боевую готовность пожарного автомобиля. Вот поэтому все системы двигателя должны быть исправными, полностью заправлены эксплуатационными материалами, аккумуляторные батареи (и баллоны сжатого воздуха на дизелях) полностью заряжены.

Ежедневное техническое обслуживание (ЕТО). При смене караула необходимо убедиться, что все системы заправлены эксплуатационными материалами (маслом, топливом, водой); цистерна заполнена водой, а бак пенообразователя — пенообразователем; все пожарно-техническое вооружение надежно закреплено; отсутствуют течи соединений трубопроводов; надежно открываются и закрываются все двери и дверцы отсеков.

После осмотра пожарного автомобиля необходимо присоединить выпускной трубопровод к газоотводу. Двигатель должен легко запускаться. После запуска двигателя закрывают жалюзи и прогревают его на средних оборотах до нагрева воды 70—80 °С. Двигатель должен устойчиво работать во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала без перебоев и стуков.

По окончании прогрева следует отсоединить выпускной трубопровод от газоотвода и убедиться в отсутствии подтекания соединений трубопроводов. Прогретый двигатель медленно остывает (рис. 2.4) в течение нескольких часов.

Техническое обслуживание на пожаре (учении) — какого-либо специального обслуживания двигатель не требует. Необходимо только на слух следить за нормальной работой двигателя и по показаниям приборов контролировать температуру охлаждающей жидкости, масла и давление масла.

Техническое обслуживание по возвращении с пожара (или учения) заключается в заправке систем дзигателя эксплуатационными материалами и очистке его от грязи или пыли. Чистку следует производить деревянными скребками, жесткой кистью, используя моющие растворы, а затем промывать водой и насухо вытирать. Во избежание пожара мыть двигатель бензином воспрещается.

Техническое обслуживание № 1 (ТО-1). Объем ТО-1 включает работы, выполняемые при ЕТО, и ряд дополнительных.
1. Проверка минимально устойчивых оборотов и работы двигателя на разных частотах вращения коленчатого вала двигателя.
2. Проверка крепления приборов на двигателе и двигателя к раме пожарного автомобиля. Проверку деталей и приборов производят осмотром. Они должны быть плотно закреплены болтами с шайбами.
3. Проведение контрольного пробега пожарного автомобиля, во время которого двигатель должен быть прогрет до температуры охлаждающей жидкости 80—95 °С.

Техническое обслуживание № 2 (ТО-2). Это обслуживание проводится в пожарных отрядах (частях) технической службы.

На станции диагностики определяют мощность двигателя или тяговую силу на колесах. Для двигателей установлены предельные их значения. Если мощность стала ниже допустимой, то следует проверить его техническое состояние.
1. Проверить и при необходимости отрегулировать зазоры между носками коромысел и клапанами. Эти зазоры неодинаковы для разных двигателей и находятся в пределах 0,25—0,45 мм.
2. Проверить герметичность соединений головки с блоком цилиндров. Ее производят прибором К-69м.
3. Проверить компрессию в цилиндрах двигателя, т. е. давление в конце такта сжатия в камерах сгорания при вращении коленчатого вала. Давление в конце такта сжатия замеряют на прогретом двигателе (температура охлаждающей жидкости 66—70 °С) при полностью открытых воздушной и дроссельной заслонках и вывернутых свечах зажигания. Определение давления производят компрессомером. Это манометр, вставляемый в отверстие для свечей зажигания. Коленчатый вал вращается стартером со скоростью 150—200 об/мин. Давление в новых двигателях находится в пределах 700—850 кПа, а у двигателей, требующих ремонта, — 450— 500 кПа.
4. Проверить плотность крепления впускных и выпускных трубопроводов, подтянуть крепление опор двигателя к раме и крепление реактивной тяги.
5. После обслуживания проводится короткий пробег пожарного автомобиля, как и при ТО-1, и устраняются выявленные при пробеге неисправности.