Переход от четырехтактного к двухтактному циклу работы двигателя приводит, согласно этой формуле, к удвоению мощности. Но это заключение неверно, поскольку среднее эффективное давление на поршень ре в двухтактном двигателе меньше, чем в четырехтактном. В большинстве случаев практически невозможно увеличить мощность посредством изменения способа работы двигателя.
При увеличении рабочего объема Vh или частоты вращения коленчатого вала n нельзя превышать допустимую среднюю скорость поршня сm и изменять оптимальное отношение длины хода поршня к диаметру цилиндра k. Следуя данным требованиям, увеличение рабочего объема или частоты вращения коленчатого вала влечет за собой изменение числа цилиндров и частоты вращения коленчатого вала или числа цилиндров и величины рабочего объема.
Для объединения величин Vh, n, k и сm в единую зависимость можно вывести следующую формулу.
При сведении уравнений
получаем следующее:
Ре0 — выходная мощность;
Ре — удвоенная мощность;
0 — коэффициент выходного параметра.
В таблице 9.1 представлены величины уравнения 3.28 для увеличения мощности на 100%, то есть удваивания мощности. Увеличение мощности должно достигаться при увеличении pe, Vh, z и n. Величины i, k и сm остаются в данном случае постоянными.
Красным цветом выделены величины, которые удваиваются для увеличения мощности.
Таблица 9.1. Увеличение мощности
В таблице показано, что увеличение эффективной мощности посредством повышения среднего эффективного давления или числа цилиндров возможно без изменения другого параметра. Увеличение мощности при повышении частоты вращения коленчатого вала практически неосуществимо, так как число цилиндров должно расти в третьей степени коэффициента мощности. Увеличение рабочего объема или числа цилиндров используется только тогда, когда в наличии имеется достаточно места для двигателя и можно смириться с его увеличенным весом. Если это не так, остается только увеличение мощности посредством повышения среднего эффективного давления на поршень.
При возможности повышения среднего эффективного давления на поршень уравнение 3.37 приводится в следующий вид:
Термический коэффициент полезного действия ηth растет со степенью сжатия ε. В бензиновом двигателе существуют пределы для степени сжатия, поскольку работа двигателя должна происходить без детонации. Дизельный двигатель, напротив, работает в большинстве случаев с такой высокой степенью сжатия, что механический коэффициент полезного действия увеличивается больше, чем термический.
С помощью смещения вперед момента зажигания и снижения гидравлических потерь при смене заряда смеси, то есть при сглаживании формы впускного коллектора, можно немного повысить относительный внутренний коэффициент полезного действия ηg. Быстрое, резкое сгорание смеси в дизельном двигателе приводит к улучшению этого показателя.
Механический коэффициент полезного действия ηm растет, когда для коленчатого вала вместо подшипников скольжения используются подшипники качения.
Теплота сгорания смеси НG определяется с помощью теплоты сгорания топлива и необходимого коэффициента избытка воздуха. Таким образом, в качестве эффективного средства для увеличения среднего эффективного давления на поршень остается только повышение коэффициента наполнения цилиндра λ₁, который можно можно повысить с помощью системы наддува воздуха.