Под жесткой работой двигателя понимают работу, при которой давление сгорания в цилиндре нарастает чрезвычайно быстро. Такой характер изменения давления сгорания, сопровождающийся значительным увеличением максимального давления цикла, позволяет увеличить мощность и улучшить топливную экономичность двигателя. Однако при этом элементы кривошипно-шатунного механизма подвергаются значительным ударным воздействиям, возрастает механическая нагруженность двигателя, снижается его надежность, при работе появляются стуки.

Скорость повышения давления при сгорании оценивается приращением давления Ар в МПа на градус поворота Ф коленчатого вала A/j/Дф = Wp. Жесткость Wp на развернутой индикаторной диаграмме ( 5 можно представить как тангенс угла наклона касательной к линии сгорания.

Чем больше топлива скапливается в цилиндре до начала воспламенения, тем полнее завершаются процессы смесеобразования и предпламенных реакций окисления, тем больше выделяется теплоты во время второй фазы сгорания и тем выше Wp. Одновременно с возрастанием W]t при повышении увеличиваются максимальное давление сгорания и степень повышения давления.

При большой жесткости работы двигателя возможна поломка поршневых колец, нарушение смазки подшипников и другие явления, ведущие к аварии.

Уменьшение жесткости работы возможно при снижении количества топлива и сокращении периода задержки воспламенения.

Термодинамический расчет процесса сгорания. Подвод теплоты к рабочему телу в действительном цикле происходит по сложной закономерности, определяемой развитием процесса сгорания во времени. Расчет процесса сгорания, основанный на этой зависимости, очень сложен. Для практических целей действительная закономерность подвода теплоты заменяется условной, характерной для типичных термодинамических циклов.

Для карбюраторных двигателей сгорание основного количества топлива происходит при относительно малом изменении объема цилиндра, а общая продолжительность процесса сгорания, как показывают исследования, сравнительно невелика. Поэтому расчет процесса сгорания для карбюраторного двигателя осуществляется в предположении подвода теплоты только при постоянном объеме.

Для дизелей процесс сгорания рассчитывается в предположении смешанного подвода теплоты. При этом принимают, что часть теплоты подводится к рабочему телу при постоянном объеме, а часть — ПРН постоянном давлении.

Использование упрощенных способов подвода теплоты оправдано лишь в тех случаях, когда расчетный цикл близок к действительному. Степень сходимости расчетного и действительного циклов зависит от того, насколько правильно выбран коэффициент подвода теплоты для точки z расчетного цикла.

Значения коэффициента подвода теплоты изменяются для карбюраторного двигателя в пределах 0,85 — 0,95; а для дизелей — 0,7- 0,88.

При количество теплоты, подведенной к рабочему телу и расходуемое на повышение внутренней энергии и совершение работы, всегда меньше теплотворной способности Ни топлива, введенного в цилиндр. Это объясняется незавершенностью процесса сгорания к моменту, когда поршень находится в ВМТ, и наличием тепловых потерь.

При расчете процесса сгорания назначается на основании экспериментальных данных, полученных при испытаниях однотипных двигателей. При выборе необходимо учитывать тип двигателя, частоту вращения, способ и качество смесеобразования и другие факторы, определяющие процесс.

Подведенная теплота расходуется на увеличение энергии рабочего тела на участке с-у-г цикла и на совершение работы расширения на участке.