1. Способы форсирования двигателей внутреннего сгорания

Двигатель – устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в работу. В процессе работы двигателя при сжигании топлива выделяется энергия, которая создаёт полезную работу. В результате постоянного совершенствования двигателя происходит совершенствование рабочих процессов и повышается значение КПД. Одним из наиболее важных требований к двигателю является повышение мощности (Вт) и крутящего момента (Нм). Повысить мощность двигателя – значит его форсировать.

Форсирование двигателя – совокупность технических изменений, способствующих повышению литровой мощности.

Литровая мощность – номинальная эффективная мощность, снимаемая с единицы рабочего объёма двигателя:

N_л=р_en/30,

где p_e – среднее эффективное давление, n – частота вращения коленчатого вала,  - 2-х тактный/4-х тактный рабочий цикл.

Двигатели, имеющие повышенное значение _л, называют форсированными. Степень форсированности оценивается по значению литровой мощности ДВС. Чем выше литровая мощность, тем меньшие габариты и массу имеет двигатель при одинаковой номинальной мощности. Форсирование актуально в тех случаях, когда нет возможности прибегнуть к использованию более новой модели двигателя или двигателя большего размера.

Основные способы повышения литровой мощности двигателя:

 увеличение N_л посредством повышения частоты вращения n. Наиболее часто этот способ используется на двигателях с искровым зажиганием. Частота вращения современных моделей достигает 7000 мин^-1. Для данных двигателей форсирование по частоте вращения является основным способом повышения литровой мощности. Частота вращения дизельных двигателей меньше и достигает 6000 мин^-1. Проблемами форсирования по частоте вращения является уменьшение КПД, снижение экономичности и уменьшение ресурса двигателя. Происходит это из-за высоких нагрузок и сил трения.

 переходя с четырёхтактного на двухтактный рабочий цикл, теоретически литровая мощность должна вырасти в два раза. Это можно предположить, учитывая формулу находящуюся выше. Но на практике литровая мощность возрастает в 1,5…1,8 раза. Основными проблемами являются снижение качества очистки и наполнения цилиндров и использование части хода поршня на организацию процессов газообмена.

 наиболее эффективным путём форсирования является повышение литровой мощности по среднему эффективному давлению p_e. Существенное увеличение p_e достигается вводом в рабочий цикл большого количества теплоты, т.е. необходимо большее количество топливовоздушной смеси. Для получения большого количества теплоты необходимо подавать большее количество топлива, что в свою очередь требует для его полного сгорания большего количества окислителя. Это происходит за счёт увеличения количества свежего заряда, нагнетаемого в цилиндр двигателя под давлением. При этом среднее эффективное давление возрастает практически пропорционально увеличению плотности свежего заряда. Данный способ называется – наддув двигателя. В дальнейшем этот способ будет описываться более подробно.