Рабочий цикл четырехтактного двигателя делится на четыре такта, которые происходят за два полных оборота коленчатого вала. Различают следующие четыре такта:
Первый такт — впуск
Поршень движется при открытом впускном и закрытом выпускном клапанах из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ). Возникающее при этом в цилиндре разрежение втягивает в цилиндр порцию топливовоздушной смеси. Величина давления при этом составляет несколько десятых бара.
Второй такт — сжатие
При закрытых клапанах поршень движется из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку и сжимает заряд топливовоздушной смеси. Давление и температура в цилиндре растут. Их максимальные значения составляют: • для дизельного двигателя — давление 30-50 бар, температура 550-700 °С; • для бензинового двигателя — давление 10-16 бар, температура 350-450 °С.
Третий такт — рабочий ход.
Клапаны закрыты. Сгорание топливовоздушной смеси начинается в верхней мертвой точке поршня. В результате в цилиндре повышаются температура и давление, максимальные значения которых составляют:
• для дизельного двигателя — давление 60-100 бар, температура около 2000 °С;
• для бензинового двигателя — давление 40-70 бар, температура около 2500 °С.
В двигателе с наддувом давление в цилиндре гораздо выше. Газы, являющиеся продуктом сгорания топливовоздушной смеси, начинают расширяться, воздействуя на поршень и перемещая его к нижней мертвой точке. Именно в течение этого такта газы совершают полезную работу, почему такт и называется «рабочий ход». В течение следующих трех тактов, наоборот, поршень воздействует на газы в цилиндре.
Четвертый такт — выпуск
При открытом выпускном и закрытом впускном клапанах поршень выталкивает из цилиндра отработавшие газы, лишенные своей энергии. При этом в цилиндре присутствует незначительный вакуум. На рисунке ниже представлены четыре такта и соответствующая диаграмма работы двигателя в координатах p,V.
