Параметри процесу впуску
Практичне заняття №1
РОБОЧІ ЦИКЛИ ДВЗ
Заміну робочого тіла при здійсненні процесів випуску та впуску називають газообміном. Від кількості свіжого заряду, який потрапив в циліндри двигуна після завершення газообміну, у вирішальній мірі залежить отримувана в циклі робота і, відповідно, потужність двигуна.
Cучасним системам газообміну автомобільних двигунів властиві наступні особливості.
1. Кількість клапанів в кожному циліндрі частіше всього чотири – два впускних і два випускних.
2. Більшість дизелів мають наддув. Встановлення охолоджувача
повітря після компресора збільшує опір впускної системи.
3. В системі випуску для задоволення сучасних вимог до допустимої токсичності відпрацьованих газів встановлюється нейтралізатор, що дещо збільшує її гідравлічний опір. Цей опір зростає і при встановленні турбокомпресора.
4. Все частіше знаходять застосування механізми газорозподілу, забезпечуючі керовану зміну фаз газорозподілу і закону підйому клапанів.
Параметри процесу впуску
В міру руху поршня від в.м.т. до н.м.т. надпоршневий простір заповнюється свіжим зарядом (рис. 1), так як збільшення об’єму циліндра супроводжується виникненням в ньому розрідження. Щоб здійснити цей процес, треба видалити з циліндра продукти згоряння, утворені під час попереднього циклу. Отже, обидва процеси - впуск і випуск взаємозв'язані і в сукупності складають процес газообміну. Тиск в циліндрі двигуна під час впуску завжди менший за атмосферний. Це є умовою процесу впуску.
Рис.1. Зміна тиску в процесі впуску в чотиритактному двигуні без наддуву
Впускний клапан починає відкриватися, коли поршень не дійшов до в.м.т. на 10...20 
повороту колінчастого вала (точка r'), а випускний клапан закривається через 15...30 
після в.м.т. (точка а’). Тому протягом деякого часу обидва клапани частково відкриті. Під час руху відпрацьованих газів через випускний клапан вони проявляють ежектуючу дію, внаслідок якої під впускним клапаном створюється розрідження і свіжий заряд починає надходити одночасно з видаленням відпрацьованих газів. Закривається впускний клапан з запізненням 50…70 (точка а’), коли поршень починає переміщатись від н.м.т. вверх. Внаслідок цього відбувається дозарядка циліндрів свіжим зарядом. Якість наповнення циліндрів залежить від:
- гідравлічного опору впускної системи;
- наявності в циліндрі залишкових газів;
- підігріву свіжого заряду.
Процес впуску характеризується значеннями тиску і температури в точці а індикаторної діаграми, а також деякими узагальнюючими параметрами.
Коефіцієнт наповнення 
циліндрів двигуна визначає ступінь заповнення об'єму циліндра свіжим зарядом в процесі впуску і оцінює досконалість цього процесу. Він дорівнює відношенню кількості або маси свіжого заряду, яка дійсно надійшла в циліндр, до тієї кількості або маси, яка могла б розміститися у робочому об’ємі циліндра за даних умов на впуску, тобто для двигуна без наддуву при тиску 
і температурі 
навколишнього середовища. Розраховують коефіцієнт наповнення за такою залежністю:
.
З цього виразу видно, що ступінь стиску 
, тиск 
і температура навколишнього середовища та температура 
залишкових газів мало впливають на коефіцієнт наповнення. Суттєво впливає на коефіцієнт наповнення величина 
підігріву свіжого заряду. Тому треба прагнути до того, щоб вона не перевищувала певного рівня.
Але найбільше впливає на коефіцієнт наповнення тиск 
наприкінці
процесу впуску, який залежить в основному від величини аеродинамічних втрат у впускному тракті. Тому при проектуванні нових двигунів ці втрати намагаються звести до мінімуму. Для цього здійснюють такі заходи: при незмінному об’ємі циліндра збільшують діаметр циліндра і зменшують хід поршня, що дає змогу збільшити діаметр впускного клапана, встановлюють по два впускних клапани в кожному з циліндрів, підвищують чистоту обробки стінок впускних каналів.
Також на наповнення циліндрів впливають фази газорозподілу, які є періодами, вираженими в градусах повороту колінчастого вала, протягом яких клапани відкриті. У двигунів з традиційною конструкцією газорозподільного механізму фази газорозподілу вибирають так, щоб забезпечити оптимальне наповнення для найбільш важливого діапазону швидкісних режимів двигуна. Але вже зараз серійно випускаються двигуни з автоматичною зміною фаз газорозподілу у разі зміни режиму роботи двигуна.
Процес стиску
Мета процесу стиску – створення умов, необхідних для запалювання і ефективного згоряння горючої суміші. В дійсному циклі процес стиску характеризується такими факторами:
- відбувається теплообмін між газами і стінками циліндра;
- гази просочуються крізь нещільності між поршнем і циліндром.
Тому дійсний процес стиску не адіабатний, а політропний (рис.2) і описується рівнянням політропи:
; 
,
де 
- показник політропи стиску.
Рис. 2. Зміна тиску в надпоршневому просторі в процесі стиску
У дійсному циклі цей показник змінний, так як на початку стиску газ холодний і теплообмін іде від стінки циліндра до газу, тому 
. Наприкінці стиску газ нагрівається і теплообмін іде від газу до стінок циліндра, тому 
. Але для спрощення розрахунків приймають
середнє значення 
, яке лежить в межах:
бензинові двигуни = 1,34...1,37; дизелі = 1,37...1,39.
У бензинових ДВЗ показник менший, ніж у дизелів, внаслідок затрати частини теплоти на випаровування краплин палива, що міститься в горючій суміші. Його величина залежить від режиму роботи, експлуатаційних умов і технічного стану двигуна. Зокрема, чим більша частота обертання колінчастого вала, тим більший , збільшення діаметра циліндра призводить до зростання .
Процес стиску характеризується тиском і температурою наприкінці процесу, тобто в точці с індикаторної діаграми,
Тиск 
наприкінці стиску (компресія) вимірюється за допомогою приладу і є дуже важливим діагностичним параметром, який характеризує технічний стан двигуна, його значення повинні знаходитись в наступних межах: в бензинових двигунах 0, 9... 1, 5 МПа, в дизелях - 3, 0. ..5, 5 МПа.