Различают двигатели четырехтактные и двухтактные.

а) Четырехтактными называются такие двигатели, у которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня (два оборота коленчатого вала). Двигатели этого типа работают следующим образом (фиг. 65).

Первый такт — всасывание совершается при открытом всасывающем клапане 1, когда поршень 2 движется в направлении от верхней мертвой точки (в. м. т.) к нижней мертвой точке (н. м. т.). Вследствие образующегося при этом разрежения происходит всасы­вание воздуха или горючей смеси, состоящей из воздуха и топлива. Для лучшего заполнения цилиндра всасывающий клапан откры­вается с некоторым опережением, т. е. не доходя до в. м. т. (точка А па диаграмме), и закрывается с запаздыванием — после н. м. т. Нижней мертвой точке соответствует точка а на диаграмме.

Второй такт — сжатие происходит при закрытых клапанах цилиндра, когда поршень движется в направлении от н. м. т. к в. м. т. При этом поршень сжимает воздух или горючую смесь до опреде­ленного давления, зависящего от типа двигателя (начало сжатия в точке В; конец — в точке С, линия сжатия ВС).

Если сжимается чистый воздух, то, незадолго до прихода поршня в в. м. т., в цилиндр впрыскивается распыленное жидкое топливо. При положении поршня в в. м. т. вся смесь будет сжата в простран­стве, называемом пространством сжатия или камерой сгорания.

Воспламенение смеси происходит при подходе поршня к в. м. т. Воспламенение ее производится или искусственно (от искры, рас­каленной детали), или вследствие воспламенения впрыскиваемого топлива от высокой температуры сжатого в цилиндре воздуха. Процесс воспламенения и горения сопровождается ростом темпера­туры и давления газов.

Третий такт — рабочий ход. При этом такте происходит горение топлива (на диаграмме линия сz) и расширение продуктов сгорания (линия cb). Оба клапана закрыты. Под влиянием давления газов поршень движетеcя от в. м. т. к н. м. т., при этом осуществляется преобразование теплоты в механическую работу.

Этот такт называется рабочим. Перед началом четвертого такта открывается выпускной клапан 3 и отработавшие газы начи­нают удаляться (точка b' на круговой диаграмме).

Четвертый такт — выталкивание продуктов сгорания про­исходит при ходе поршня от н. м. т. к в. м. т., при этом выхлопной или, иначе, выпускной клапан 3 открыт. Вследствие сопротивления в выхлопной системе (клапаны, трубы и пр.) процесс выталкивания происходит при давлении, несколько превышающем атмосферное (линия bА). Для более полного освобождения цилиндра от продук­тов сгорания выхлопной клапан закрывается за в. м. т. (точка А'), и тем самым увеличивается период освобождения цилиндра от про­дуктов сгорания. Этим заканчивается полный цикл работы четырех­тактного двигателя. Начинающийся новый цикл повторяется в той же последовательности. Так как за один оборот вала могут быть совер­шены только два такта, то весь рабочий цикл четырехтактного двигателя осуществляется в два оборота коленчатого вала.

б) Двухтактными называются такие двигатели, рабочий цикл которых совершается в течение двух ходов поршня (за один оборот вала).

В четырехтактных двигателях только два такта являются необ­ходимыми для производства работы: такт сжатия и такт расшире­ния (рабочий ход). Остальные два такта, занятые перезарядкой цилиндра свежим воздухом или горючей смесью, являются вспомо­гательными; без них обойтись нельзя, но их можно заменить одним процессом, называемым продувкой цилиндра.

Продувка заключается в том, что в цилиндр вводится воздух с давлением выше атмосферного; воздух вытесняет продукты сго­рания и заполняет цилиндр. Продувка начинается в конце рабо­чего хода и заканчивается в начале движения поршня вверх, после чего начинается процесс сжатия. Для осуществления продувки необходим продувочный насос.

На фиг. 66 дана схема работы двухтактного двигателя. Когда поршень приходит к в.м.т., происходит сгорание свежего заряда (на диаграмме фиг. 66, б — линия сz), а затем процесс расширения газов — рабочий ход (zb).

При подходе поршня к н. м. т. (фиг. 66, в) он своей верхней кромкой открывает выпускные окна 1, и через выхлопной коллектор 2 отработавшие газы под действием избыточного давления выбрасы­ваются из цилиндра в атмосферу. Давление в цилиндре падает вслед­ствие уменьшения количества газов и продолжающегося увеличения объема цилиндра (be). При дальнейшем движении поршня откры­ваются продувочные окна 3 (фиг. 66, г), сообщенные с продувочным насосом 4 (поддерживающим давление выше, чем в цилиндре), и продувочным воздухом продукты сгорания вытесняются через выпускные окна. Происходит процесс продувки цилиндра. Давление постепенно падает до величины промежуточного давления продувоч­ного заряда и атмосферного давления (еа'). Таким образом, в течение первого такта в цилиндре происходит сгорание топлива, расширение газов (рабочий ход) и в конце хода — про­цессы выпуска отработавших газов и продувки.

Второй такт соответствует ходу поршня от н. м. т. до в. м. т. В первый период этого хода продолжается процесс продувки до тех пор, пока поршень своим телом не закроет продувочных окон. При дальнейшем движении поршня продукты сгорания и часть свежего заряда выталкиваются из цилиндра до закрытия выпускных окон. В течение всего этого периода давление в цилиндре остается несколько выше атмосферного (а'а), затем начинается сжатие свежего заряда (фиг. 66, а, линия ас). Этот процесс заканчивается в в. м. т., и затем вновь начинается горение, расширение и повторение цикла. Таким образом, в течение второго такта происходят процессы окончания выпуска и продувки, заполнения цилиндра свежим зарядом и про­цесс сжатия.

Как это видно, весь цикл в двухтактных двигателях происходит за один оборот коленчатого вала.

Приведенная схема продувки не является единственной. В даль­нейшем покажем, что у двухтактных двигателей имеются различные типы продувок.