Из формулы (152а) следует, что увеличение каждой из вели­чин в правой части равенства приводит к повышению мощности. Возможности увеличения D и S ограничены, так как возрастают вес и габарит двигателя, увеличиваются нагрузки на детали и при­ходится применять для их изготовления материалы с лучшими ме­ханическими свойствами. При этом усложняется технология из­готовления ДВС и его первоначальная стоимость. В настоящее время величина D достигает 930 мм, а S — 1800 мм.

Увеличение числа цилиндров z вызывает увеличение числа под­вижных деталей, а следовательно, снижение надежности; в то же время увеличивается количество мелких аварий, усложняется уход за двигателем и возрастают габарит и вес. В современных одно­рядных ДВС количество цилиндров z доведено до 12, а двух­рядных и V-образных ДВС — до 24. В высокооборотных звездо­образных дизелях число цилиндров достигает 56.

Частоту вращения дизеля выбирают исходя из его назначе­ния, условий работы, а также срока службы. С увеличением п износ двигателя становится более интенсивным, срок службы со­кращается, инерционные нагрузки на подвижные детали увеличи­ваются. При прямой передаче мощности на винт частота враще­ния дизеля должна быть 1,7—6,7 об/сек. Применение редукторной передачи позволяет повысить частоту вращения, но понижается к. п. д. установки и увеличивается ее вес и габарит.

Наиболее выгодным способом повышения мощности считается увеличение среднего эффективного давления р_э путем повышения давления в цилиндре в начале сжатия р_а. Это достигается установ­кой особых воздушных насосов (нагнетателей), подающих воздух в цилиндры под давлением выше атмосферного. С увеличением давления в начале сжатия увеличивается масса воздуха при тех же размерах цилиндра. Это дает возможность сжечь больше топ­лива за цикл и получить большую мощность. Форсировку двига­теля за счет наддува оценивают по степени наддува ?_н, которая представляет отношение среднего эффективного давления при над­дуве р_эн к среднему эффективному давлению без наддува (для номинального режима):

При увеличении давления наддува р_н возрастает температура воздуха, поступающего в цилиндр. Это ведет к снижению удель­ного веса воздуха в цилиндре. Положительное влияние повышения р_н на N_е ослабляется. Чтобы избежать этого, предусматривается охлаждение воздуха после нагнетателя в холодильнике. Можно ориентировочно считать, что охлаждение наддувочного воздуха на каждые 10° вызывает повышение N_е на 2—3%. Экономически оправдано применение охлаждения воздуха при его температуре после нагнетателя, более 310—320° К.

Увеличение массы заряда цилиндра может быть достигнуто и без предварительного сжатия воздуха в нагнетателе. В четырех­тактных двигателях можно увеличить угол перекрытия впускных и выпускных клапанов. При этом за счет всасывающего действия инерции отработавших газов осуществляется продувка камеры сгорания и в результате более совершенной ее очистки достигается повышение массы свежего заряда. В двухтактных ДВС этого же результата добиваются путем закрытия продувочных органов позднее выпускных. Описанный способ повышения массы свежего заряда цилиндра называется дозарядкой. Ее применение позволяет получить ?_н = 1,05 ? 1,1.

Используя колебания давления во впускном трубопроводе и силы инерции массы движущегося по нему воздуха, можно добиться повышения массы заряда в начале сжатия до p_а = 0,115?0,12 Мн/м². Этот способ называется инерционным наддувом. В ДВС с таким наддувом имеется всасывающая труба длиной 5—8 м.

В начале всасывающего хода поршня вследствие незначитель­ного открытия впускного клапана в цилиндре создается разреже­ние, равное 0,03—0,04 Мн/м². Примерно у середины хода поршня клапан быстро открывается и воздух со скоростью до 200 м/сек устремляется в цилиндр. В результате удлиненного всасывающего трубопровода и значительной кинематической энергии движуще­гося по нему воздуха давление к концу наполнения при инерци­онном наддуве повышается, тогда ?_н= 1,51 ? 1,25. Можно исполь­зовать частичный наддув, когда, помимо воздуха, засасываемого из окружающей среды, на части хода поршня от нагнетателя по­дается порция добавочного воздуха под давлением 0,12— 0,16 Мн/м². При этом ?_н = 1,2 ? 1,4.

Необходимо отметить, что для современных судовых двигате­лей под термином наддув понимают повышение давления в конце наполнения при помощи специального нагнетателя. Способы осу­ществления наддува дизелей рассмотрены в § 98.

Механический наддув применяется для двигателей сравни­тельно небольшой мощности и позволяет получить р_н не более 0,16—0,17 Мн/м², так как при больших значениях давления зна­чительно возрастает затрата мощности на сжатие (до 10—12% от N_i), что приводит к повышенным расходам топлива и падению механического к. п. д. С помощью механического наддува мощность N_е можно увеличить до 60%. Основной недостаток механи­ческого наддува — потребление мощности на привод нагнетателя, а следовательно, понижение экономичности ДВС.

При газотурбинном наддуве для привода нагнетателя исполь­зуется энергия выпускных газов. Нагнетатель кинематически не связан с двигателем и для его работы не требуются затраты мощ­ности двигателя и существенные изменения его конструкции. По сравнению с двигателями, имеющими наддув от нагнетателя с механическим приводом, механический к. п. д. двигателей с газо­турбинным наддувом на 4—8% больше. Это обстоятельство, а так­же использование тепла уходящих газов позволяет повысить эф­фективный к. п. д. двигателя с газотурбинным наддувом на 10% и более.

Газотурбинный наддув достаточно эффективен только на рас­четном режиме, а па малых нагрузках количество и параметры выпускных газов недостаточны для нормальной работы турбины.

В первую очередь это относится к двухтактным дизелям. Для их продувки и наддува требуется относительно большое количество воздуха, вследствие чего температура газов перед турбиной сни­жается. Это отрицательно сказывается на работе нагнетателя. По­этому для ряда дизелей с учетом условий их эксплуатации целесо­образно применение комбинированного наддува.