Процесс впуска состоит в поступлении в цилиндр за первый такт свежего заряда. При этом может быть использована только часть всего полезного объема цилиндра V_h (фиг. 78).

Объясняется это тем, что такту впуска предшествует такт выпуска. В пространстве сжатия V_с остается часть отработавших газов — так называемые оста­точные газы. Эти газы вследствие сопротивления в выпускном клапане и в выпускном трубопроводе имеют давление р_r > р₀, где р₀ — давление атмосферного воздуха. При обратном движении поршня от в.м.т. давление остаточных газов понижается до атмосферного; затем падение давления про­должается до р_а, при котором свежий за­ряд, преодолев сопротивление всасывающей системы, начинает поступать в цилиндр. Для оценки степени наполнения цилиндра свежим зарядом пользуются коэффициентом наполнения ?_H.

Коэффициент наполнения есть отноше­ние действительного количества поступаю­щего в цилиндр заряда к теоретическому. Этот коэффициент может быть выражен в виде объемного, весового или мольного отношений при параме­трах р₀ и Т₀ заряда перед впускными органами двигателя:

Здесь V_g, G_g,   М_g — действительное количество свежего заряда, поступившего в цилиндр, выраженное соответственно по объему, весу и в молях;

V_h, G₀, М₀ — теоретическое количество свежего заряда, выра­женное соответственно по объему, весу и в молях.

Для выявления факторов, влияющих на величину ?_н, рассмотрим процесс теплообмена, происходящий в цилиндре двигателя в период впуска.

Свежий заряд, поступая в цилиндр с параметрами р₀ и Т₀, прежде всего несколько повышает свою температуру от соприкосновения с внутренней поверхностью цилиндра (клапаны, днище поршня, стенки цилиндра). Поэтому температура заряда, поступающего в цилиндр, будет

Т’о = Т₀ + ?T,                                 (II,55)

где ?T — величина подогрева заряда о горячие стенки рабочего цилиндра.

При определении ?_H для двигателей с наддувом параметры р₀ и Т₀ следует заменить на давление р_к и температуру Т_к наддувоч­ного заряда.

Из выражения (II, 57) можно установить, что ?_H возрастает с уменьшением температуры подогрева заряда о стенки ?T, с увели­чением давления р_а и с уменьшением давления остаточных газов р_r.

Значение ?T зависит главным образом от числа оборотов п дви­гателя (с увеличением п, ?T уменьшается), от нагрузки (с увеличе­нием нагрузки ?T возрастает), от условия охлаждения двигателя (чем интенсивнее охлаждение, тем меньше ?T) и от размеров цилиндра (у двигателей с большим рабочим объемом цилиндра ?T оказывается меньше, чем у двигателей с малым объемом). Обычно ?T = 10 ? 20°.

Значение давления р_а зависит главным образом от сопротивлений впускной системы и принимается равным 0,85—0,9 кГ/см². Для четырехтактных двигателей с наддувом р_а = (0,92 ? 0,96) р_к, где р_к — дав­ление наддувочного воздуха в кГ/см².

Значение р_r главным образом зависит от сопротивления выпуск­ной системы двигателя. Величина р_r в работающих двигателях без наддува равна 1,08—1,2 аm.

Значения практически достигнутого ?_H для четырехтактных двигателей:

тихоходных ..................................................... ?_H = 0,8 ? 0,9;

быстроходных ................................. ?_H = 0,7 ? 0,9.

При тепловом расчете двигателя, помимо коэффициента наполне­ния, пользуются также коэффициентом остаточных газов ?.

Коэффициент остаточных, газов есть отношение числа молей остаточных газов М_r к числу молей поступающего в цилиндр свежего заряда M_g:

Коэффициент остаточных газов характеризует качество очистки цилиндра и оказывает значительное влияние на наполнение цилиндра.

Из формулы (II, 59) видно, что у тем меньше, чем больше степень сжатия ? и температура остаточных газов Т_r и чем меньше давление остаточных газов р_r. С увеличением ?, т. е. с уменьшением простран­ства сжатия V_с, коэффициент остаточных газов уменьшается.

С повышением р_r увеличивается плотность остаточных газов, а следовательно, их количество, в связи с чем ? возрастает. При повышении температуры Т_r уменьшается плотность остаточных газов и их количество; поэтому ? уменьшается.

По практическим данным у четырехтактных двигателей:

без наддува...................................... ? ? 0,03 ? 0,06;

с наддувом....................................... ? ? 0,01 ? 0,03;

Для определения температуры Т_а в конце наполнения или в начале сжатия воспользуемся уравнением (II, 56):

Температурой Т_r задаются; ее можно принять равной 600—900° К; ошибка в оценке Т_r мало влияет на Т_а, так как Т_r должно быть умножено на малую величину ?. Расчетное значение температуры Т_а для нормального режима работы двигателя:

четырехтактных ...............................  Т_а ? 300 ? 340° К;

двухтактных..................................... Т_а? 310 ? 380° К.

При наддуве Т_а зависит в основном от давления наддува и степени охлаждения воздуха.