Надо учесть, что каждый раз при рабочем такте температура в цилиндре достигает 2000 и больше градусов. Пламя соприкасается со стенками цилиндра, с головкой цилиндра, поршнем и, конечно, будет нагревать их.
Напомним, что некоторые сорта чугуна плавятся при 1400 градусов. При такой температуре авария неизбежна, масло сгорит, поршень заклинится в цилиндре.
Ясно — двигатель надо охлаждать. На подавляющем большинстве мотоциклов двигатели охлаждаются потоком воздуха.
Почему поверхность цилиндра и головки покрыта такими большими выступами? Это ребра. Когда цилиндр нагревается, теплота расходится по ребрам. Ребра увеличивают поверхность соприкосновения цилиндра с воздухом, или, как говорят, поверхность охлаждения.
Воздух, соприкасаясь с ребрами, отнимает теплоту. Цилиндр охлаждается. Чем больше воздуха будет проходить около ребер, тем лучше они будут охлаждаться. Между ребрами имеются перемычки; благодаря им у цилиндра создается вихревое движение воздуха, что улучшает охлаждение. Чем быстрее мчится мотоцикл, тем больше воздуха проносится около ребер и тем больше он отнимает теплоты.
Воздушное охлаждение просто по своему устройству. Но на некоторых мотоциклах, например гоночных, воздушное охлаждение не применяется. Оно оказывается недостаточным. Охлаждение может быть водяным — теплота отводится водой, наполняющей водяную рубашку двигателя.
Бушует пламя в цилиндре. С молниеносной быстротой вниз и вверх по цилиндру движется поршень. Теплота превращается в механическую работу.
Как определить работу, совершенную за рабочий такт в цилиндре двигателя?
Сначала надо подсчитать силу, с которой газы давят на днище поршня. Для этого следует умножить давление газов на площадь днища поршня. Кроме того, надо узнать, какое расстояние пройдет поршень. Но работу можно совершить и в одну секунду, и в один час. Работа, совершенная в единицу времени — мощность, и интересует нас. В технике мощность измеряется обычно в лошадиных силах.
Напомним, что это 75 килограммо-метров работы в секунду.
Можно ли сжечь всю горючую смесь, которая находится в двигателе во время вспышки? Нет, практически нельзя.
Пары бензина сгорают только частично, часть их уходит вместе с отработавшими газами. И теплота, полученная от горения смеси, используется не вся. Значительная доля тепла тратится на нагревание стенок цилиндра, головки, поршня и других деталей, много выбрасывается наружу с газами. Подсчитали, что только 20–25 % тепловой энергии используется для полезной работы.
От чего же зависит мощность двигателя? От рабочего объема двигателя. Чем больше объем цилиндра, тем больше в него поступает горючего, тем больше будет выделено тепла при горении смеси.