В общем случае эффективная мощность четырехтактного двигателя определяется по формуле

где

Повышение мощности двигателя путем увеличения рабочего объема является наиболее простым и результативным способом создания форсированных модификаций. Этот способ наиболее часто используется при выпуске переходных моделей серийных двигателей

В настоящее время предъявляются все более жесткие ограничения к токсичности отработавших газов, поэтому приходится регулировать систему питания на обедненную смесь на всех рабочих режимах. Но это влечет за собой снижение мощности. Некоторое увеличение литража (рабочего объема) цилиндров позволяет сохранить характеристики двигателя, а следовательно, и динамику автомобиля на прежнем уровне без принципиального изменения конструкции, что наиболее важно при серийном выпуске, так как требует сравнительно небольших производственных затрат.

Изменение числа цилиндров требует создания совершенно новой конструкции, поэтому при подготовке спортивного двигателя большего рабочего объема можно достигнуть, увеличивая диаметр цилиндра или ход поршня. Используя поршни ремонтных размеров (наибольшего) с соответствующей расточкой блока цилиндров или гильз, производят «доводку» рабочего объема серийного двигателя до верхнего предела данного класса спортивной классификации.

Дальнейшее увеличение литража с переходом в следующий класс или в группу можно осуществить, установив поршни от другой модели. При этом потребуется расточить посадочные места под гильзы, обработать уплотнительные поверхности прокладки, «выбрать» детали соединения поршня с шатуном, обеспечить необходимую величину степени сжатия. Изменение хода поршня требует изготовления нового коленчатого вала и более коротких шатунов, если не имеется возможности подобрать поршни с более близким расположением поршневого пальца. При увеличении хода поршня на величину 4—5 мм для изготовления коленчатого вала с увеличенным радиусом кривошипа используется заготовка вала для серийного двигателя.

Одним из основных методов увеличения мощности является повышение степени сжатия. Этот показатель у отечественных двигателей постоянно увеличивается. В настоящее время на серийных моделях он находится на уровне значений, характерных для спортивных модификаций.

От величины степени сжатия зависит термический КПД двигателя ηt , который с увеличением ε увеличивается вначале быстро, а после значений ε =12-13 — несколько медленнее.

Увеличение степени сжатия ограничивается проявлением детонации вследствие роста температуры рабочей смеси в конце хода сжатия.

Увеличить коэффициент наполнения можно благодаря применению нескольких карбюраторов, лучше всего по одному на каждый цилиндр. В этом случае представляется возможность путем подбора длины и проходного сечения всасывающего тракта использовать колебания потока смеси в определенном диапазоне высоких чисел оборотов для улучшения наполнения. Пропускная способность клапанов может быть увеличена благодаря применению четырехклапанной головки. Это решение находит свое воплощение в настоящее время в конструкции двигателей гоночной формулы и на отдельных двигателях автомобилей для ралли.

Наполнение цилиндров зависит от потерь скорости движения горючей смеси в приборах питания, впускных трубах и клапанной щели, а также от степени очистки цилиндров от отработавших газов. Так как величины этих потерь пропорциональны квадрату скорости движения смеси, то у впускного тракта спортивного двигателя увеличивают проходные сечения. Производится также установка клапанов большего диаметра, увеличиваются подъем клапанов и фазы газораспределения, для чего необходим новый распределительный вал.

Впускные трубы также должны иметь увеличенные проходные сечения, плавные изгибы, высокую чистоту внутренней поверхности. Совершенно недопустимы несовпадения каналов в местах соединений труб. Усовершенствование системы питания спортивных двигателей нашло свое отражение в применении многокамерных карбюраторов и проектирование новых перспективных карбюраторов с горизонтальным потоком смеси.

Улучшение очистки цилиндров от отработавших газов достигается также соответствующим подбором выхлопных труб и группировкой их по цилиндрам с равным чередованием рабочих ходов.

Существенным фактором, влияющим на мощностные показатели и характеризующим совершенство конструкции двигателя легкового автомобиля, является его быстроходность, которая возросла за историю отечественного двигателестроения примерно в 3 раза. Форсирование по числу оборотов оказало наибольшее влияние на изменение конструкции механизма газораспределения. Относительный КПД двигателя ηg зависит от тепловых потерь в процессе горения, которые могут быть снижены выбором рациональной формы камеры сгорания, имеющей наименьшую поверхность при заданном объеме. Этому требованию в большей степени отвечают камеры сгорания полусферической, сегментно-сферической и шатровой формы. Снижению тепловых потерь способствует также увеличение степени сжатия, так как при этом можно уменьшить поверхность камеры сгорания и увеличить число оборотов, благодаря чему сократится время "соприкосновения" газов со стенками камеры сгорания.