ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Тепловые двигатели, в которых сгорание топлива происходит внутри цилиндра, а преобразование тепловой энергии в механическую работу осуществляется воздействием газов  на поршень, называются двигателями внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания (рис. 1) состоит из следующих основных частей: цилиндра 5, в котором перемещается поршень 4; всасывающего и выпускного клапанов 2, размещенных на головке цилиндра 1; картера 8; коленчатого вала 7. Мотылевая шейка коленчатого вала шарнирно соединена с нижней головкой шатуна, а поршень посредством поршневого пальца 3 - с верхней головкой.

Рабочим циклом называется совокупность последовательных и периодически повторяющихся процессов в цилиндре двигателя. Отдельный процесс рабочего цикла, совершающийся в цилиндре двигателя за один ход поршня (всасывание, сжатие, рабочий ход, выпуск газов) называется тактом.

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания может быть осуществлен за два или четыре хода поршня (один или два оборота коленчатого вала). В первом случае двигатель будет называться двухтактным, а во втором - четырехтактным.

Положения коленчатого вала, при которых поршень достигает крайних положений во время его перемещений в цилиндре, называются верхней и нижней мертвыми точками (в. м. т. и н. м. т.).

Длина пути, который проходит поршень при движении от одной мертвой точки к другой, называется ходом поршня. Ход поршня соответствует повороту коленчатого вала на 180°.

Длина хода поршня и число оборотов определяют среднюю скорость поршня С_т, которая характеризует быстроходность двигателя:

где С_т - средняя скорость поршня, м/сек; S- ход поршня, м; п - число оборотов вала, об/сек.

Объем пространства, заключенный между головкой  цилиндра и днищем поршня, при его положении в в. м. т., называется камерой сжатия, или камерой сгорания, а объем, образующийся при движении поршня от в. м. т. до н. м. т.- рабочим объемом цилиндра 

где V_h  - рабочий объем цилиндра; D - диаметр цилиндра; S - ход поршня.

Полным объемом цилиндра является сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания:

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия и находится по формуле