Объемный расход воздуха для четырехтактного двигателя складывается из количества воздуха, требуемого для сгорания топлива, и количества, идущего на продувку,

Первый член в правой части уравнения пропорционален частоте вращения (рис. 5.3), а второй зависит от степени повышения давления воздуха в компрессоре и от перекрытия клапанов, но не содержит в себе частоты вращения. В случае малого перекрытия клапанов второй член уравнения будет также иметь очень малое значение.

На рис. 5.3 сплошные линии относятся к двигателям без пере­крытия клапанов, а штриховые — к двигателям с перекрытием клапанов и положительным перепадом давления на продувку.

Рассмотрим, при каком масштабе подобия характеристики двигателей различных типов и базовых размеров цилиндров мо­гут быть изображены совместно. Для двухтактных двигателей это, очевидно, объемный расход воздуха, отнесенный к эффектив­ному эквивалентному отверстию, так как он зависит только от давлений и температур. У четырехтактных двигателей, у которых органы газораспределения находятся в крышке цилиндра, при геометрическом подобии проходное сечение клапана пропорцио­нальна площади поршня, а скорость воздуха в клапанах — ско­рости поршня.

Так как для четырехтактных двигателей справедливо урав­нение

то, обозначив через F_п — площадь поршня, z — число цилиндров, с_т — среднюю скорость поршня (с_т = 2Sп), получим (м/с):

При равной средней скорости поршня и подобных проходных се­чениях клапанов через клапаны проходит одинаковое количество воздуха независимо от величины отношения S/D. Поэтому требо­вание геометрического подобия при данном рассмотрении рас­пространяется не на отношение хода поршня к диаметру цилиндра, а на проходные сечения и подъем клапанов. В качестве примера на рис. 5.4, а, б показан объемный расход воздуха, отнесенный к площади поршня, для двух двигателей с различными базовыми размерами цилиндров и частотами вращения. Приведенные гра­фики доказывают правомочность такого подхода к рассмотрению вопросов подобия при газообмене, несмотря на то, что в этом слу­чае крышки цилиндров отнюдь не являются геометрически по­добными. Преимуществом такого подхода является то, что для новых двигателей достаточно рассчитать одну или две точки расходной характеристики, после чего их протекание для режи­мов постоянных частот вращения можно определить по ука­занным ранее условиям подобия.