Ход поршня — это расстояние от верхней до нижней мертвой точки. По величине ход поршня равен двум радиусам кривошипа.

Камерой сгорания называется пространство в цилиндре над поршнем при положении его в ВМТ.

Рис. 1. Схема и основные положения кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания:
1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шатун; 4 — кривошип

Рабочий объем цилиндра — объем, освобождаемый поршнем при его перемещении от ВМТ к НМТ.

Полный объем цилиндра — сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания.

Рабочим объемом или литражом двигателя называется рабочий объем всех цилиндров двигателя, выраженный в литрах.

Степень сжатия двигателя — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя. Такты и их характеристика

В четырехтактном карбюраторном двигателе рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала, или четыре хода поршня, и состоит из тактов: впуска, сжатия, расширения (рабочий ход) и выпуска.

Тактом называется процесс, происходящий в цилиндре при движении поршня от одной мертвой точки к другой.

Такт впуска. Во время такта впуска поршень перемещается от ВМТ до НМТ и цилиндр заполняется горючей смесью; впускной клапан открыт, выпускной закрыт. При движении поршня вниз объем над ним увеличивается и в цилиндре создается разрежение, вследствие чего в цилиндр поступает горючая смесь, которая смешивается с отработавшими газами. Получившаяся смесь называется рабочей. Давление в конце такта впуска равно примерно 0,7—0,8 кгс/см2 (ниже атмосферного вследствие сопротивления впускной системы), температура смеси 100—130 °С.

Такт сжатия. При этом такте происходит сжатие рабочей смеси, что способствует более быстрому сгоранию и получению большого давления газов в цилиндре. При сжатии поршень перемещается от НМТ до ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты. В конце такта сжатия смесь занимает объем камеры сгорания. Чем больше сжимается рабочая смесь (выше степень сжатия), тем выше при сгорании давление газов на поршень и экономичнее работа двигателя.

Однако предельные значения степени сжатия для карбюраторных двигателей ограничиваются свойствами применяемого топлива и в основном его антидетонационной стойкостью. Чрезмерно высокая степень сжатия может привести к нарушению нормального процесса ее сгорания (детонации). В результате этого при работе двигателя появляются резкие металлические стуки, снижаются его мощность и экономичность. Поэтому степень сжатия карбюраторных двигателей не может быть выше 8—11. К концу такта сжатия давление в цилиндре составляет 8—12 кгс/см2, а температура смеси 450—500 °С.

Такт расширения (рабочий ход). При рабочем ходе поршень перемещается вниз под действием давления газов, приводя через шатун во вращение коленчатый вал.

В конце такта сжатия в цилиндр проскакивает электрическая искра, воспламеняющая сжатую рабочую смесь. Смесь очень быстро сгорает и выделяет большое количество тепла. В результате сильного нагревания газов, образовавшихся при сгорании, давление в цилиндре резко возрастает, и поршень под действием этого давления перемещается от ВМТ до НМТ, совершая рабочий ход. Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты.

Рис. 2. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя:
1 — впускной клапан, 2 — свеча зажигания; 3 — выпускной клапан; 4— поршень

В момент сгорания рабочей смеси температура газов в цилиндре составляет 1800—2000 °С, а давление 25—30 кгс/см2. В конце рабочего хода давление в цилиндре падает до 3— 4 кгс/см2, а температура до 1100—800° С.

Такт выпуска. При этом такте происходит очистка цилиндра от отработавших газов. Впускной клапан закрыт, выпускной открыт. Поршень перемещается от НМТ до ВМТ и вытесняет отработавшие газы через выпускной клапан в атмосферу. Давление в конце такта выпуска составляет 1,05—1,15 кгс/см2, а температура 300—400 °С.

Таким образом, в четырехтактном двигателе коленчатый вал вращается под действием давления газов только при рабочем ходе. При совершении вспомогательных тактов (впуска, сжатия, вьипуска) противодавление действующих на поршень газов создает сопротивление вращению вала, для преодоления которого к валу необходимо приложить внешний момент. Для повышения равномерности вращения коленчатого вала и осуществления вспомогательных тактов на коленчатом валу устанавливают маховик.

В двигателе внутреннего сгорания газы совершают полезную работу, т. е. определенную мощность.

Мощность — работа, производимая в единицу времени (в 1 с). Мощность, равная 75 кгс • м/с, называется лошадиной силой (л. с.).

Мощность, развиваемая газами внутри цилиндров двигателя, называется индикаторной мощностью.

Мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя, называется эффективной мощностью.