Właściwości silnika M-20 i S 21
Warunkiem osiągania dużych przebiegów międzynaprawczych (naprawy główne) jest odpowiedni sposób eksploatacji samochodu. Pojęcie eksploatacji obejmuje wiele problemów i zależności technicznych. W tym podrozdziale rozważania ograniczą się do właściwości silnika, ponieważ ten zespół stawiany jest przez służbę obsługowo-na-prawczą na pierwszym miejscu, a użytkownicy określają go jako „serce samochodu".
Użytkowe wartości silnika polegają nie tylko na małym zużyciu paliwa i oleju, ale przede wszystkim na odpowiednim dobraniu charakterystyki pracy silnika. W związku z tym przeanalizowanie wykresów charakterystyki (tzw. zewnętrznej) pracy silników M-20 i S 21 będzie pożyteczne.
Poziome odcinki określają liczbę obrotów wału korbowego silnika na minutę. Podziałki na lewych pionowych krawędziach rysunków podają moc silników w koniach mechanicznych. Podziałki po prawej stronie w dolnej części rysunków podają wielkości jednostkowego zużycia paliwa w gramach na konia mechanicznego i godzinę. W górnej części podane są wielkości momentu obrotowego silnika w kilogramometrach (kGm). Krzywe na rysunku określają odpowiednio:
Ne — moc silnika,
MQ — moment obrotowy silnika,
ge — jednostkowe zużycie paliwa.
Wymienione pojęcia, charakteryzujące pracę silnika można w uproszczony sposób opisać następująco.
Moment obrotowy silnika jest oddziaływaniem skrętnym, wywołanym przez siłę powodującą ruch obrotowy, co należy rozumieć jako iloczyn wspomnianej siły i ramienia, na którym ona działa. Można to sobie wyobrazić jako działanie mięśni człowieka obracającego korbę, np. kołowrotu do wyciągania wiadra wody ze studni. Oczywiście, moment obrotowy będzie tym większy, im większa będzie siła mięśni człowieka oraz im dłuższe będzie ramię korby.
Moc silnika jest to zdolność do wykonywania pracy przez jednostkę napędową w ciągu jednej sekundy. Można to sobie wyobrazić jako wyciąganie wiadra z wodą przez obracanie korbą kołowrotu studziennego. Jeśli korba obraca się powoli, to w ciągu określonej jednostki czasu uzyska się mniejszą wysokość podniesienia wiadra z wodą niż wtedy, gdy korba obraca się szybko. Szybkie obracanie korbą zapewnia więc znacznie większą wydajność (moc), wyrażającą się liczbą wydobytych wiader wody w umownym czasie.
Siła mięśni jest jednak ograniczona, a więc nie można w dowolnym stopniu zwiększać prędkości obracania korbą. Analogiczna sytuacja istnieje w silnikach spalinowych; po osiągnięciu odpowiednich obrotów moc silnika zaczyna się gwałtownie zmniejszać z powodu ograniczonych prędkości przepływu paliwa i spalin (podobnie do ograniczonej siły mięśni przy obracaniu korby kołowrotu).
— Jednostkowe zużycie paliwa jest to ilość paliwa, jaką zużywa silnik przy odpowiedniej prędkości obrotowej do osiągnięcia mocy 1 KM w ciągu 1 godziny.
Z przedstawionych wykresów widać w sposób oczywisty przy jakich prędkościach obrotowych silnik M-20 i S 21 pracują najekonomiczniej dając najlepsze wyniki eksploatacyjne (zakres obrotów między maksymalnym momentem i maksymalną mocą).