Наиболее распространенным типом А. д. следует считать двигатель внутреннего сгорания (см.), работающий по 4-тактному циклу Отто с карбюрированием топлива. Значительно реже встречаются автомобили с 2-тактным двигателем (автомобили Троян и Константинеско). Большинство автомобилей имеет 4-цилиттдровый мотор, но за последние годы заметен переход к 6-цилиндровым моделям моторов. Так, напр., на выставке франц. автомобильного салона в 1926 г. из 252 разных типов шасси было:

Рабочий цикл автомобильного 4-тактно-го мотора совершается за 4 хода поршня (такта), а именно: 1-й такт (поршень движется в цилиндре вниз) —всасывание горючей смеси; 2-й такт (поршень движется вверх)— сжатие горючей смеси и запал; 3-й такт (поршень движется вниз)—расширение сгоревших газов смеси, рабочий ход; 4-й такт (поршень движется вверх) — выталкивание отработанных остатков сгоревшей смеси. Отдельные рабочие такты не совпадают во времени точно с ходами поршня, а ограничены временем действия всасывающего и выпускного клапанов мотора. В случае 2-тактного мотора весь процесс совершается за 2 хода (такта) поршня. В верхнем мертвом положении поршень не доходит до верха цилиндра на некоторую величину; остающийся объем называют камерой сгорания. Отношение объема цилиндра при низшем положении поршня к объему камеры сгорания называется степенью сжатия. Величина этого отношения значительно влияет на степень использования топлива двигателем.

Для оценки всех потерь в действительном рабочем цикле двигателя установлены следующие понятия: 1) термическим кпд v>_t называют отношение тепла, обращенного в работу в идеальном цикле, ко всему затрачиваемому теплу, определяемому по теплотворной способности h_u рабочего топлива; 2) индикаторным кпд ч; называют отношение тепла, соответствующего действительной рабочей ин-дикат. диаграмме двигателя, ко всему затраченному теплу; 3) о т н о с и т.е л ь-

н ы м кпд v>g называют отношение индпкат. коэффициента к термическому:

этот коэфф. учитывает те тепловые потери, к-рые имеются в действительном рабочем цикле по сравнению с идеальным; 4) э ф-фективным кпд ri_e называют отношение тепла, эквивалентного действительной работе, развиваемой на валу двигателя, ко всему затраченному теплу; 5) м е-ханическим кпд ч_т называют отношение эффективного коэффициента к индикаторному, характеризующее механические потери двигателя.

Работа, развиваемая двигателем за один рабочий цикл, определяется его действительной индшсат. диаграммой. Средним ин-дикат. давлением р_{ (кг/см²) называют такое давление, к-рое соответствует средней высоте рабочей диаграммы. Среднее эффект. давление, т. е. то, которое соответствует эффект, мощности двигателя, получается из индикаторного умножением его на механический кпд: р_е — Pi^m- Разность между средним индикат. и средним эффект, давлениями р_г = р_{ — р_е есть среднее давление, соответствующее работе трения двигателя. Мощность двигателя м. б. определена, если известны его основные размеры, число цилиндров г, число оборотов в минуту п и среднее давление p_t или р_е, при чем давлению Pi соответствует индикат. мощность N:, а давлению р_е — эффект, мощность N_e:

IP, где р_е выражено в кг/см²,

V_h — объем цилиндра в л, п — число оборотов мотора в минуту.

Уд. мощностью двигателя называется мощность, развиваемая одним л его рабочего объема. Состав рабочей смеси влияет на мощность и экономику двигателя. Величиной, определяющей состав рабочей смеси, является коэфф. избытка воздуха а. Это есть отношение действительного количества воздуха, приходящегося на 1 кг топлива в смеси, к теоретически необходимому, определяемому по хим. составу топлива и реакциям сгорания. В А. д. « колеблется от 0,8 до 1,2, при чем максимальную мощность двигатель развивает при а = 0,85—0,9.

Тепловые и м е х а н и ч. потери в А. д. Степень совершенства двигателя с термич. стороны учитывается термическим кпд процесса работы двигателя. Термич. исследование цикла Отто дает значение для этого коэфф-та в следующем виде: >?_{ = 1—е^1-*, где щ — термический кпд цикла, s — степень сжатия мотора, к — показатель адиабаты. Т. о. термический кпд зависит только от степени сжатия мотора и с увеличением степени сжатия увеличивается. В следующей таблице приведены значения v_t для разных степеней сжатия е и "Л = 1,41:

В действительном процессе из-за того, что теплоемкость газов меняется в зависимости от t°, а также вследствие изменения хим.

состава газа при сгорании, термический кпд будет меньше и, напр., для наивыгоднейшего состава газа, по опытам Tisard и Руе, определяется соотношением: r)_t = 1 — е~° ²⁹⁵. Отсюда видно, что мотор следует выполнять с возможно большей степенью сжатия. Пределом увеличения таковой является самовоспламенение смеси из-за повыще-ния t° сжимаемой смеси. Температура вспышки смеси бензина с воздухом лежит ок. 415°, что соответствует предельной степени сжатия е ^ 4,5. В действительном процессе появляется еще ряд потерь, а именно: 1) скорость сгорания, на основании многочисленных опытов, не особенно велика, и процесс сгорания в виду этого частично переносится на линию расширения; потеря от этого составляет ок. 4% от всего количества тепла; 2) часть тепла, полученного от сгорания, теряется благодаря отдаче непосредственно стенкам цилиндра мо-

тора (ок. 10—14 % от всего тепла); 3) потери от падения давления при всасывании и от повышения давления при выталкивании газов, а также потери от предварения выхлопа.

На фиг. 1 приведены результаты подсчета термического кпд, произведенные Tisard и Руе, а также величина индикаторного кпд, полученная проф. Рикардо. Как видно, более бедная смесь дает более высокий кпд, чем смесь с теоретически необходимым (« = 1) количеством воздуха, и это подтверждается соответствующими опытами. Положим, что А. д. имеет степень сжатия е = 4,5. Ок. 4% тепла потеряется вследствие неполноты сгорания, ок. 10% отдается стенкам цилиндра в период рабочего хода — т. о. потери составляют ок. 14%. Термич. кпд (фиг. 1) при коэфф-те избытка воздуха « = 1,1 около 0,34. Следовательно, индикаторный кпд будет ч_г = =0,86. 0,34 = 0,292. В эффект, рабо-т у обратится меньшее количество тепла, т. к. в двигателе будут потери на трение. Суммарные потери на трение в моторе, отнесенные к единице площади поршня, составляют примерно от 0,74 до 1,0 кг/см^г. Предположим, что имеется двигатель с средним индикат. давлением р_г = 5,2 кг/см². При принятой величине механич. потерь механический кпд ч будет равен

и эконом ическ. кпд ч_е=

= »V»_m = 0,292. 0,81-0,236. Но экономический кпд есть отношение тепла, превращенного в эффект, работу, к затраченному

теплу, т. е.

где h_u — низшая теп-

лотворная способность топлива, a q—часовой расход топлива на 1 Н*/ч. Отсюда, зная ч_в, можно подсчитать расход топлива нашим двигателем:

Для современного А. д. с поршнем из легких металлов >з_е = 25—28%, а для моторов с чугунными поршнями и с небольшой степенью сжатия -п_е опускается до 20%. Среднее индикат. давление зависит от степени сжатия е, а также от коэфф-та подачи TV Коэфф-том подачи называют отношение действительно засосанного количества рабочей смеси к теоретически возможному при t° и давлении окружающей среды. Коэфф. подачи будет тем меньше, чем больше сопротивление всасывающих и выхлопных клапанов и трубопроводов, а также чем больше подогрев"вступающей смеси от стенок цилиндра. На фиг. 2 приведены данные опытов Judge, дающие зависимость веса смеси, засосанной в цилиндр за один оборот коленчатого вала, от числа оборотов двигателя в минуту. Верхняя кривая построена для холодного мотора (получена проворачиванием двигателя электромотором). Нижняя — соответствует нормальной работе мотора. Как видно, разница в количестве засосанной смеси горячим и холодным мотором колеблется в среднем ок. 12—15% и была бы значительно ниже, если бы не понижение t° смеси при нормальной работе мотора за счет испарения топлива в карбюраторе. Коэфф. подачи r}_v для современных А. д. колеблется от 75 до 80%, при хорошей конструкции достигает на средних оборотах до 92%. Мощность мотора связана с коэфф-том подачи. По опытам Бекера, уменьшение ч„ на 10% снижает максимальную мощность мотора на 18%; поэтому в

моторах стараются увеличить время всасывания и всасывающий клапан закрывают, пройдя 40—45° после нижней мертвой точки. В быстроходных моторах это запаздывание закрытия делают до 60°. Это понижает коэфф. подачи мотора и, следовательно, мощность его на малых оборотах, но зато увеличивает их на больших. Выхлопной клапан для увеличения времени в ы-хлопа открывается также раньше нижней мертвой точки и закрывается часто пройдя верхнюю мертвую точку. На фиг. 3 нанесены диаграммы распределения

нормального и быстроходного автомобильного мотора. Максимальная мощность автомобильного мотора получается при

работе с некоторым недостатком воздуха (« = 0,84), а максимальный кпд — при некотором избытке воздуха (<* = 1,07). На фиг. 4 показано изменение мощности и экономического кпд в зависимости от избытка воздуха. С прикрытием дросселя максимальный кпд сдвигается в сторону богатой смеси. Стремление дать легкую, дешевую и в то же время экономную машину заставило обратить внимание на создание мотора небольшого литража (объема цилиндров), но развивающего большую мощность при высоком кпд. В 1905 г.

I  л объема мотора гоночной машины давал

II  ЬР, а в 1926 г.—ок. 100 JP (автомобиль Деляж, V_h = 1,5 л, развил 160 HP при 7 500 об/м.). Число оборотов легковой ма-