2. Основные термины: диаметр цилиндра; ход поршня; радиус кривошипа; у объем камеры сгорания; полный и рабочий объем; литраж двигателя; степень сжатия; рабочая смесь; такт; четырех- и двухтактный цикл

 

Преобразование теплоты в работу осуществляется в цилиндре — изменяющемся объеме надпоршневого пространства. Поршень движется в цилиндре от в. м. т. до н. м. т. При движении поршня в одном направлении от одной мертвой точки до другой происходит один такт. Расстояние от оси шатунной шейки кривошипа до оси коренной шейки является радиусом кривошипа R. Длина шатуна L — это расстояние между осями поршневой и кривошипной головок шатуна.

Для сравнительной оценки габаритных размеров двигателя и сил инерции ; неравномерно движущихся деталей к. ш. м. пользуются безразмерным параметром , представляющим отношение радиуса кривошипа к длине шатуна = R/L. Расстояние вдоль оси цилиндра между в. м. т. и н. м. т. (пут! поршня) называется ходом поршня S. Для центрального

к. ш. м. S = 2R .

Объем, освобождаемый поршнем при движении от в. м. т. до н. м. т., называется рабочим объемом  цилиндра: V_h = F_nS = D²S/4 , F_n — площадь поперечного сечения цилиндра; D — диаметр цилиндра.

Один и тот же рабочий объем цилиндра может быть получен при различном отношении S/D, характеризующем компактность цилиндра. Если S/D<\, двигатель называют короткоходным. Современные карбюраторные высокооборотные двигатели являются короткоходными.

Сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах, определяет литраж двигателя  :

где   —число цилиндров двигателя.

Объем цилиндра над поршнем при положении последнего в в. м. т. называется объемом камеры сжатия или объемом камеры сгорания V_c. Объем цилиндра над поршнем при положении последнего в н. м. т. представляет собой полный объем цилиндра V_a = V_c + V_h. Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия: s = V_a /V_c = (V_c + V_h )/V_c =^ + V_h/V_c . Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси при движении поршня от н. м. т. до в. м. т.

Газы, с помощью которых в цилиндре двигателя осуществляется преобразование теплоты в механическую работу, служат рабочим телом. В двигателях внутреннего сгорания в качестве рабочего тела используется воздух, который поступает в цилиндр порциями для каждого рабочего цикла. Порция воздуха (или горючей смеси в карбюраторных двигателях), поступающего в цилиндр за один рабочий цикл (в массовых или объемных единицах), называется свежим зарядом.

В результате сгорания топлива в цилиндре двигателя образуются новые газообразные или парообразные вещества (соединения) — продукты сгорания, которые после расширения и совершения работы вытесняются из цилиндра поршнем. Однако полное вытеснение продуктов сгорания поршнем невозможно. Продукты сгорания, оставшиеся в цилиндре после выпуска, называют остаточными газами.

Наполнение цилиндра свежим зарядом сопровождается смешением его с остаточными газами предыдущего цикла. Смесь свежего заряда с остаточными газами называется рабочей смесью.

Рис.4. Общая классификация транспортных энергетических установок и их характеристика.