Рабочий цикл в цилиндре мотоциклетного двигателя может быть завершен за два такта (два хода поршня) или за четыре такта (четыре хода поршня).

Тактом называется часть рабочего цикла, совершаемая в основном при перемещении поршня от одной мертвой точки до другой.

Ходом поршня называется расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой.

В четырехтактных двигателях за период рабочего цикла происходит последовательное чередование следующих тактов: впуска, сжатия, расширения и выпуска.

В двухтактных двигателях за период рабочего цикла происходит последовательное чередование следующих тактов: сжатия, включающего окончание впуска горючей смеси и сжатие рабочей смеси, и расширения, включающего расширение, выпуск и начало впуска.

В рабочем цикле только в такте расширения совершается полезная работа. Остальные такты цикла являются подготовительными и служат для впуска и сжатия горючей смеси и выпуска отработавших газов.

Во время такта расширения предварительно сжатая рабочая смесь, воспламеняемая при помощи электрической искры, сгорает. При сгорании температура газов достигает 2200 °C. За счет повышения температуры давление газов в цилиндре резко увеличивается. Наибольшее давление газов в цилиндре достигает 35–40 кг/см2. Под действием давления газов поршень перемещается от верхней мертвой точки к нижней.

Рассмотрим процессы, происходящие последовательно в цилиндре четырехтактного двигателя, предполагая, что двигатель работает при полном открытии дроссельной заслонки, потери на трение в двигателе отсутствуют и давление воздуха в картере двигателя постоянно и равно атмосферному.

В конце такта выпуска поршень начинает перемещаться от верхней мертвой точки к нижней, впускной клапан открывается. В результате перемещения поршня в такте впуска давление в цилиндре понижается до 0,8–0,85 кг/см2, вследствие чего в него поступает горючая смесь. Во время впуска горючая смесь нагревается, а в конце впуска температура ее достигает 50-100 °C.

Раннее открытие впускного клапана позволяет создать проходное сечение в клапане достаточной величины к началу перемещения поршня от верхней мертвой точки к нижней, а также использовать для лучшего наполнения цилиндров подпор горючей смеси во впускном патрубке и отсасывающее действие отработавших газов в конце такта выпуска предыдущего рабочего цикла.

Изменение давления газов в цилиндре двигателя при перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней в такте впуска показано графически на рис. 5.

Рис. 5. Процесс впуска четырехтактного двигателя: Vc — объем камеры сжатия; Vh — рабочий объем цилиндра; Р — давление внешнего воздуха; r — начало такта впуска; а — конец такта впуска.

На линии ОР отложено давление (в кг/см2) в цилиндре двигателя, на линии OV — объем цилиндра. Расстояние Vc соответствует объему камеры сжатия, Vh — рабочему объему цилиндра. Отложим на линии ОР расстояние ОР0, соответствующее давлению в 1 кг/см2, и проведем через точку Р0 линию, параллельную линии OV. Эта линия называется атмосферной линией и соответствует давлению внешнего воздуха. Кривая га показывает изменение давления в цилиндре двигателя в такте впуска.

Как было указано выше, на каждый квадратный сантиметр площади днища поршня в цилиндре будет действовать давление, равное примерно 0,8–0,85 кг. Если считать, что давление в картере постоянно и равно 1 кг/см2, то на поршень будет действовать сила, направленная от нижней мертвой точки к верхней и равная разности давлений в цилиндре и в картере (0,15—0,2 кг/см), помноженной на площадь поршня. Поэтому для перемещения поршня от верхней мертвой точки до нижней затрачивается работа, равная произведению силы, действующей на поршень, на путь, проходимый поршнем от верхней мертвой точки к нижней.

Таким образом, при перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней в такте впуска некоторая часть работы двигателя затрачивается на заполнение цилиндров двигателя горючей смесью. Эта работа может быть совершена за счет использования энергии, накопленной в маховике за предыдущий рабочий цикл. Она называется насосной работой (или насосными потерями).

При перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней происходит сжатие рабочей смеси. Так как в конце впуска (рис. 6, точка а), что соответствует началу сжатия, давление в цилиндре двигателя ниже давления внешнего воздуха, то поступление в цилиндр горючей смеси возможно и на некотором ходе поршня от нижней мертвой точки к верхней.

Рис. 6. Процесс сжатия четырехтактного двигателя: а — начало такта сжатия; а' — точка, соответствующая давлению в 1 кг/см2; с' — момент зажигания; с" — конец такта сжатия.

Поэтому впускной клапан закрывается через 50–80° поворота коленчатого вала после нижней мертвой точки.

При перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней давление в цилиндре двигателя начинает повышаться и в точке а достигает 1 кг/см2. При дальнейшем перемещений поршня к верхней мертвой точке рабочая смесь в цилиндре двигателя сжимается и давление в цилиндре возрастает. Увеличение давления в цилиндре двигателя происходит не только за счет сжатия, но и за счет нагревания рабочей смеси от горячих стенок цилиндра, днища поршня, впускных и выпускных клапанов.