Коэффициент избытка воздуха при горе­нии, вследствие увеличения подачи топлива за цикл и уменьшения коэффициента напол­нения, при увеличении числа оборотов вала двигателя значительно уменьшается. Вслед­ствие этого индикаторный к. п. д. с повышением оборотов вала при работе двигателя по винтовой характеристике уменьшается, а температура отрабо­тавших газов и средняя температура цикла возрастают. Максимальное давле­ние цикла при этом также возрастает. Изменение эффективного к. п. д. определяется характером изменения зависимостей ?_i = f(n) и ?_т = f(n) и обычно достигает своего максимального значения при числе оборотов вала двигателя около (0,8?0,9) n_ном. Удельные расходы топлива g_i и g_e изме­няются по закону, обратному изменению ?_i и ?_е. Таким образом, следует сделать вывод, что работа двигателя по винтовой характеристике на долевых нагрузках (на долевых ходах), так же как и по нагрузочной характеристике, протекает при повышенных значениях удельного эффективного расхода топлива. Наиболее экономичным является режим работы, близкий к номи­нальному.

Взаимное расположение внешней и винтовой характеристик показано на рис. 168. На этом рисунке кривая 1 является внешней характеристикой двигателя, а кривая 2 — винтовой характеристикой. Точка пересечения этих кривых соответствует-номииальному числу оборотов вала двигателя и номинальной его мощности. При этом числе оборотов вала двигателя и греб­ного винта мощность, развиваемая двигателем, равна мощности, поглощае­мой гребным винтом. При меньших числах оборотов двигатель будет недо­гружен, а при больших числах оборотов — перегружен. Режим перегрузки допускается кратковременно и не должен превосходить номинальный ре­жим более чем на 10%.

Таким образом, основному эксплуатационному режиму работы судна должен соответствовать номинальный режим нагрузки двигателя. На всех других долевых режимах работы судна двигатель работает с недогрузкой, а следовательно, с не использованной полностью мощностью и с более низ­кими показателями работы.

На рис. 168 кривая 3 показывает избыточную мощность двигателя в за­висимости от числа оборотов вала.

На рис. 169 приведены результа­ты испытаний судового двухтактного дизеля с прямоточной продувкой с га­зотурбинным наддувом фирмы «Ми­цубиси» по винтовой характеристике.

Основные данные дизеля: марка 9 ИЕТ52/65; число цилиндров 9; диа­метр цилиндра 520 мм; ход поршня 650 мм; номинальная мощность 8000 л. с; среднее эффективное давле­ние 8,78 кГ/см².

Как видно из приведенных результатов испытаний, удельный эффектив­ный расход топлива при номинальной мощности равен 0,165 кг/э. л. с. ч и наименьший по винтовой характеристике 0,160 кг/э. л. с. ч при мощности дизеля 5500 л. с. и при 300 об/мин. В данном дизеле применена им­пульсная система над­дува. Число оборотов турбонагнетателя на всем диапазоне измене­ния мощности меняется от 10 000 до 5000 об/мин.

По данным фирмы, в од­ноступенчатой газовой турбине турбонагнетате­ля используется приб­лизительно 6% тепла, выделенного в цилиндре дизеля.

Давление наддувоч­но-продувочного возду­ха (обозначено через р_s) при работе дизеля по винтовой характеристи­ке изменяется довольно значительно — от 1,8 до 1,15 кГ/см².

С внешней характе­ристикой двигателя тес­но связана регуляторная характеристика его; последняя определяется типом регулятора числа оборо­тов, установленного на двигателе. Для судовых двигателей применяются центробежные регуляторы числа оборотов следующих типов: скоростные (всережимные), двухрежимные и однорежимные (предельные).

Роль однорежимного регулятора сводится к ограничению максималь­ного числа оборотов двигателя, а потому такой регулятор и называется пре­дельным. Установка регулятора вызывается необходимостью предохранить двигатель от разноса, который может быть при поломке гребного винта или при оголении его лопастей при сильной качке судна. Устойчивость работы судового двигателя на минимальном числе оборотов весьма существенна при эксплуатации. При работе дизеля на холостом ходу или с малой нагруз­кой незначительное изменение давления p_mех (изменение внутренних сопротивлений двигателя) при постоянной подаче топлива за цикл приводит к изменению числа оборотов вала двигателя, т. е. к резкому повышению, или к остановке двигателя. Таким образом, для получения устойчивой работы дизеля при минимальном чис­ле оборотов необходимо иметь регулятор минимального чис­ла оборотов. Регулирование двух скоростных режимов — максимального и минималь­ного числа оборотов осущест­вляется применением так на­зываемых двух режимных ре­гуляторов числа оборотов.

Действие такого регуля­тора на минимальном скоро­стном режиме вызывает возра­стание мощности, развиваемой двигателем при уменьшении числа оборотов его. При ра­боте двигателя на максималь­ном скоростном режиме дей­ствие регулятора при возра­стании числа оборотов вызы­вает быстрое падение мощ­ности.

На рис. 170 приведены внешняя 1 и частичные ха­рактеристики 2, 3, 4 двигате­ля, имеющего двухрежимный регулятор числа оборотов.

Регулятор, имеющий возможность воздействовать на все скоростные режимы двигателя, называется всережимным регулятором. В таком регу­ляторе его муфта находится под воздействием инерционных сил грузов и. усилия пружины. На установившемся режиме силы, воздействующие на муфту регулятора, взаимно уравновешиваются. Изменение натяжения пружины приводит к изменению числа оборотов вала двигателя, при кото­ром муфта будет находиться в равновесном положении. Таким образом, путем изменения натяжения пружины регулятора можно получить требуе­мый скоростной режим работы двигателя.

На рис. 171 приведены внешняя характеристика двигателя 1 и ряд час­тичных характеристик 2, 3,4, 5,6 и 7 двигателя с всережимным регулятором.

Указанные частичные характеристики соответствуют различным за­тяжкам пружины регулятора.

Для установления влияния различных факторов на среднее эффектив­ное давление или на удельный расход топлива в период стендовых регулиро­вочных испытаний двигателя снимают регулировочные характеристики. С помощью регулировочных характеристик определяются оптимальные значения различных параметров двигателя, как, например, угол опережения подачи топлива, фазы распределения, давление открытия иглы форсунки и др.

Характеристики, которые устанавливают функциональную зависимость нескольких исследуемых параметров двигателя, называются универсаль­ными. Так, на рис. 172 приведена универсальная характеристика дизеля 6 ЧРН 27.5/36(6S 275), представляющая собой сетку кривых постоянных удель­ных эффективных расходов топлива в систехме координат р_е или зависимости от мощности двигателя и от температуры выпускных газов перед турбиной, приводящей в действие наддувочный агрегат.