В зависимости от заданной скорости судна главные двигатели, непосредственно или через передачу соединенные с гребным вин­том, работают на разных режимах, в широком диапазоне мощно­стей и при разных частотах вращения. Вспомогательные двига­тели, спаренные с генераторами электрического тока, работают при постоянной частоте вращения, но с различной мощностью, определяемой нагрузкой на генератор (характеристики ДВС по­зволяют оценить его рабочие качества в различных условиях экс­плуатации) .

Наибольшая мощность N_emax, которую двигатель может раз­вивать ограниченное время (1—2 часа), называется максимальной. Мощность N_{e ном}, которую двигатель может развивать дли­тельное время (она гарантируется заводом-изготовителем), называется номинальной. Мощность N_{e экс} которую двигатель фактически развивает в условиях эксплуатации, называется экс­плуатационной. Обычно N_{e экс} = (0,85?0,9) N_{e ном}. Длительная мощ­ность N_{e экс}, при которой достигается наименьший удельный эф­фективный расход топлива, называется экономической. Мощность N_{e min} , устойчиво развиваемая двигателем при минимальных ходах судна, называется минимальной.

Под характеристикой понимают графическое изображение зависимости технико-экономических показателей работы двигателя от других независимых показателей или факторов, влияющих на работу ДВС. Различают характеристики нагрузочные, скоростные и регуляторные.

Нагрузочная характеристика показывает, как изменяются мощ­ность, удельный расход топлива, механический к. п. д. и другие параметры двигателя в зависимости от нагрузки при постоянной частоте вращения.

На рис. 208 дано изменение основных пара­метров ДВС при работе по нагрузочной характеристике.

Как видно из этого рисунка, ?_м растет с увеличением нагрузки, причем вначале быстро, а затем медленнее. Изменение мощностей N_i и N_e характеризуют две прямые, причем расстояния между ними равно мощности механических потерь, т. е. N_i – N_e = N_м. Коэффициент а изменяется по закону прямой обратно пропорцио­нально нагрузке. При определенном значении нагрузки, b_е дости­гает наименьшего значения, а ?_е — наибольшего; b_i и ?_i изменя­ются по закону прямой. Нагрузочные характеристики позволяют оценить основные показатели дви­гателя при работе на генератор электрического тока.

Скоростные характеристики по­казывают, как изменяются основ­ные показатели двигателя с изме­нением частоты вращения его ко­ленчатого вала. К скоростным характеристикам относятся внеш­ние и винтовые.

Внешние показывают зависи­мость параметров двигателя от частоты вращения при постоянном количестве подаваемого топлива. При снятии характеристики регули­руют подачу топлива, соответствую­щую той или иной мощности, и, оставляя затем подачу неизменной, производят испытания. Поэтому различают характеристики максимальных мощностей, номиналь­ных и эксплуатационных.

Наибольший интерес представляет характеристика номиналь­ных мощностей (рис. 209). Так как подача топлива за цикл неизменна, то р_i и р_е должны быть постоянными. Но из рис. 209 видно, что р_i и р_е с ростом частоты вращения несколько умень­шаются. Это объясняется тем, что уменьшается коэффициент по­дачи топливной системы вследствие увеличения насосных потерь и сжимаемости топлива. Характер кривых N_i и N_e определяется уравнением N_i = kp_in (где k — постоянный числовой коэффициент для данного двигателя). С ростом частоты вращения увеличива­ются потери N_м, уменьшается механический к. п. д. ?_м и незначи­тельно возрастают удельные расходы топлива b_i и b_e.

Винтовые характеристики показывают характер изменения параметров двигателя при работе на винт (рис. 210). Характер кривой будет в основном определяться элементами винта. Ориен­тировочно можно считать N_е = сп³ (где с — коэффициент пропор­циональности) .

При совмещении винтовой характеристики с внешней, постро­енной для номинального режима (рис. 211), они пересекаются в точке 1, где мощность двигателя полностью поглощается вин­том. На других скоростных режимах двигатель значительно недогружен, что снижает экономические показатели двигателя.

Если частота вращения двигателя составляет n₁, то его мощ­ность N₁ = сп₁³. При п₂ мощность N₂= сп₂³. Находим отношение

Из этого выражения можно определить частоту вращения дви­гателя при работе на любом мощностном режиме N_e: