Классификация двигателей внутреннего сгорания ДВС

Классификация двигателей внутреннего сгорания ДВС

назначение и классификация двигателей внутреннего сгорания

ДВС предназначен для преобразования тепловой энергии, выделяемой в цилиндрах двигателя при сгорании топлива, в механическую энергию.
классификация двигателей
1 По назначению
1.1 стационарные (дизель-электрические станции, компрессорные установки и т. п.

1.3 специального назначения

2 по роду топлива
2.1 двигатели легкого жидкого топлива, работающие на бензине (карбюраторные и инжекторные двигатели).
2.2 двигатели тяжелого жидкого топлива , работающие на дизельном топливе (дизели).
2.3 двигатели газового топлива, работающие на природном, генераторном газе, пропан-бутановой смеси, водороде и т п.
2.4 двигатели смешанного топлива. В этих двигателях основное топливо газ, а для обеспечения воспламенения используются присадки дизельного топлива или бензина.

2.5 многотопливные двигатели.
Такие двигатели работают на различных сортах топлива от лигроина до сырой нефти.

2.6 газогенераторные двигатели.

3 По способу воспламенения.
3.1 Принудительное воспламенение. Производится от электрической искры.
3.2 Воспламенение от сжатия. (дизель).

принудительное воспламенение и самовоспламенение от сжатия.

3.3 Калильное воспламенение.
Калильное воспламенение на сегодняшний день не применяется. Оно осуществлялось следующим образом: на головке цилиндров выполнялся специальный прилив в виде конуса, который в такте сжатия раскалялся до очень высокой температуры и воспламенял рабочую смесь.
Термин калильное воспламенение тем не менее остался, но обозначает он теперь совсем другое. Это воспламенние топлива от раскаленных частей цилиндра, головки цилиндров, свечи зажигания. Двигатель при этом после выключения зажигания продолжает работать.
4 По способу смесеобразования.
4.2 ДВС внутреннего смесеобразования
У этих двигателей топливо и воздух перемешиваются внутри цилиндра.
4.1 ДВС внешнего смесеобразования
У этих двигателей топливо и воздух перемешиваются во внешнем устройстве – карбюраторе, смесителе или впускном коллекторе.

двигатель внутреннего и внешнего смесеобразования.
5 По способу охлаждения.
5.1 С воздушным охлаждением.
5.2 С жидкостным охлаждением.

двигатели с воздушным и жидкостным охлаждением.
6 По числу и расположению цилиндров.
6.1 по числу цилиндров бывают одно-, двух-, и т.д. цилиндровые.
6.2 рядные, с горизонтальным или вертикальным расположением цилиндров, V-образные, W-образные.

рядный, V-образный, горизонтальный оппозитный, W-образный двигатель.
7 По способу подачи воздуха.
7.1 ДВС с наддувом.
7.2 ДВС без наддува.
8 По принципу действия:
8.1 двухтактные.
8.2 четырехтактные.
9 По конструкции:
роторные и поршневые.

роторный двигатель.
На самоходных машинах используют только поршневые двигатели.
Пример классификации:
Д-243- поршневой двигатель, тяговый (транспортный), тяжелого жидкого топлива (работает на дизельном топливе), внутреннего смесеобразования, с воспламенением от сжатия, жидкостного охлаждения, может выпускаться в исполнениях с турбонаддувом и без него, четырехцилиндровый рядный четырехтактный.
§6 Основные определения.
Рабочим циклом называется периодически повторяющийся ряд процессов, обеспечивающий преобразование энергии. Рабочий цикл ДВС разбивается на такты, в ходе каждого такта происходит ряд своих физических и механических процессов. Тактом называется движение поршня в цилиндре из одной мертвой точки в другую.
Мертвыми точками называются крайние положения поршня в цилиндре. (ВМТ и НМТ).
Ход поршня расстояние между мертвыми точками. Ход поршня численно равен двум радиусам кривошипа.
Радиус кривошипа расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала.

Объем цилиндра над поршнем находящимся в ВМТ называется объёмом камеры сгорания.
Объем цилиндра над поршнем находящимся в НМТ называется полным объёмом.
Разность между полным объёмом и объёмом камеры сгорания называется рабочим объёмом.
Рабочий объём всех цилиндров выраженный в литрах – литраж двигателя.
Степенью сжатия называется отношение между полным объемом и объемом камеры сгорания.
Коэффициент полезного действия это отношение количества механической энергии, полученной на коленчатом валу, к количеству тепловой энергии выделенной в цилиндрах двигателя.
Эффективная мощность – мощность развиваемая на коленчатом валу двигателя.
Номинальная мощность – эффективная мощность двигателя изготовленного и отрегулированного в соответствии с технической документацией предприятия изготовителя, без вентилятора, воздухоочистителя, глушителей шума впуска и выпуска, искрогасителя, выпускной трубы, нейтрализатора отработавших газов, с отключенным генератором, насосом и компрессором, прошедшего обкатку в течение 60 часов, при полной подаче топлива и стандартных атмосферных условиях.
Эксплуатационная мощность – эффективная мощность двигателя изготовленного и отрегулированного в соответствии с технической документацией предприятия изготовителя, с вентилятором, воздухоочистителем, глушителями шума впуска и выпуска, искрогасителем, выпускной трубой, нейтрализатором отработавших газов, с отключенным или работающим без нагрузки генератором, насосом и компрессором, прошедшего обкатку в течение 60 часов, при полной подаче топлива и стандартных атмосферных условиях.
Максимальная мощность – наибольшее значение эффективной мощности развиваемой двигателем при полной подаче топлива.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

По способу осуществления рабочего цикла

Классификация

Любой двигатель внутреннего сгорания основан на принципе использования повторяющегося рабочего цикла, за который происходит превращение энергии топлива в кинетическую энергию, заставляющую механизм работать. По особенностям данного цикла можно выделить несколько категорий двигателей.

• Двухтактные модели. Весь рабочий цикл состоит всего из двух тактов или точек, которые проходит поршень под действием давления, вызываемого сгоранием топлива.
• Четырёхтактные модели. Принцип работы представленных моделей отличается тем, что цикл представляет собой повторение четырёх действий поршня.
• С наддувом и без него. Существуют варианты с дополнительной системой увеличения давления в рабочей части, а также модели без данной функции.

По способу воспламенения топлива

Классификация

Поскольку от способа возгорания топлива зависит качество работы механизма, были разработаны различные варианты, среди которых можно выделить следующие:

• С принудительным зажиганием. Такой двигатель имеет в своей конструкции специальный механизм, воспламеняющий топливо.
• С воспламенением от сжатия. В данной модификации топливная смесь загорается самостоятельно под действием высокого давления в камере.

По способу образования топливной смеси

Классификация

Перед началом цикла в двигатель должна попасть топливная смесь, подготовленная к использованию. В связи с этим существуют различные варианты образования топливной смеси.

• С внешним образованием. Такие модели подразумевают подготовку топлива перед входом в основную часть, горючая смесь смешивается с воздухом и по специальным трубкам попадает в двигатель.
• Система с внутренним образованием подразумевает поступление в камеру цилиндра топлива и воздуха по отдельным трубкам. Только после их поступления происходит подготовка смеси.

По способу охлаждения

Классификация

Чтобы во время работы двигатель не сломался от перегрева, были придуманы специальные охлаждающие системы. В настоящее время известны следующие модификации:

• С жидкостной системой охлаждения. Здесь за основу берётся жидкость, которая циркулирует вокруг основных элементов, охлаждая их.
• С воздушным способом охлаждения. Наиболее простым в эксплуатации является именно этот вариант, поскольку охлаждение в представленных моделях осуществляется за счёт циркуляции воздуха.

По расположению цилиндров

Классификация

Поскольку одним из ключевых компонентов в двигателях являются цилиндры, различают несколько модификаций механизмов по их расположению.

• С расположенными в один ряд цилиндрами конструкции представляют собой наиболее простую конфигурацию устройства.
• Цилиндры, расположенные в два ряда с различным углом наклона, являются более сложной системой по сравнению со своим предшественником.
• От трёх и более цилиндров, расположенных в несколько рядов. Подобные системы используются в сложных конструкциях и установках, требующих высокой производительности.

По основному предназначению

Классификация

В современном мире область применения ДВС очень обширна, однако, основное разделение по назначению предоставлено ниже:

• Стационарные двигатели применяются на стройках и крупных промышленных объектах. Они чаще всего крепятся к фундаменту и выполняют роль подъёмников.
• Транспортные двигатели чаще всего используются в движущихся объектах, устройствах и изобретениях. Наиболее привычным примером является машина, автобус, корабль, самолёт.

Разновидности двигателей по типу

Классификация

Существуют и другие классификации ДВС, среди которых есть деление по определённому типу модификации механизма.

• Поршневые модели работают за счёт поступательных движений поршней, расположенных внутри конструкции.
• Карбюраторные модели подразумевают использование внешнего способа образования смеси при прохождении через карбюратор.
• Дизельные двигатели отличаются прежде всего тем, что работают на более тяжёлом топливе по сравнению с бензиновыми вариантами.
• Инжекторные двигатели являются наиболее распространённым вариантом с установленной автоматической системой впрыска топлива.
• Роторно-поршневые варианты осуществляют работу по преобразованию энергии за счёт действия газов на роторную конструкцию.
• Газотурбинные варианты используют принцип преобразования поступающей энергии за счёт ротора с особой конфигурацией.

Классификация и маркировка двигателей

Основой большинства двигателей внутреннего сгорания (ДВС) служат рабочий цилиндр и кривошипно-шатунный механизм, которые преобразуют тепловую энергию сгорания углеводородного топлива в механическую работу. Кривошипно-шатунный механизм преобразует полезную работу поступательного перемещения поршня в крутящий момент на коленчатом валу, передаваемый потребителю энергии – гребному винту, электрическому генератору или любому другому потребителю механической работы.

Классификация двигателей производится по следующим признакам.

По расположению рабочих цилиндров:

• вертикальные;
• горизонтальные;
• однорядные (рис. 16.а);
• двухрядные (рис. 16.ж);
• многорядные (число рядов цилиндров более двух);
• V- образные (рис. 16.з);
• W-образные (рис. 16.к);
• звездообразные (рис. 16.л)
• Δ-видные (рис. 16.и) и др.

по средней скорости поршня – Сm:

• тихоходные – Сm = 4 ÷ 6 м/с;
• средней быстроходности – Сm = 6 ÷ 9 м/с;
• быстроходные – Сm = 9 ÷ 13 м/с;
• повышенной быстроходности – Сm > 13 м/с;

по эффективной мощности – Ne:

маломощные – Ne по отношению хода поршня к диаметру цилиндра – S /D:

• короткоходовые – S /D = 0,9 ÷ 1,2;
• среднеходовые – S /D = 1,2 ÷ 1,5;
• длинноходовые – S /D = 1,5 ÷ 1,8;

Дизели с S /D 1,8 применяются крайне редко.

По способу наполнения цилиндра воздухом ДВС подразделяются на двигатели с наддувом и без наддува. В первом случае в цилиндры при наполнении поступает воздух, предварительно сжатый до давления выше атмосферного в специальном компрессоре, во втором – наполнение цилиндра осуществляется воздухом при атмосферном давлении. Практически все современные судовые ДВС являются двигателями с газотурбинным наддувом.

По способу осуществления рабочего цикла: четырехтактные – рабочий цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала или за четыре хода (такта) поршня, двухтактные – рабочий цикл осуществляется за один оборот коленчатого вала или за два хода (такта) поршня.

По способу действия: простого действия – рабочий цикл осуществляется только в одной полости цилиндра (над поршнем), двойного действия – рабочий цикл совершается в обоих полостях цилиндра, с расходящимися поршнями – рабочий цикл осуществляется в полости цилиндра, образованной двумя противоположно движущимися поршнями.

По роду применяемого топлива

• работающие на легком жидком топливе (бензин, лигроин, керосин, бензол);
• работающие на тяжелом жидком топливе (дизельное, моторное топлива, соляровое масло, газойль, мазут);
• работающие на газообразном топливе (газы: естественный, генераторный, сжиженный и др.);
• многотопливные – приспособленные для работы на широком ассортименте топлив;

По способу смесеобразования ДВС : подразделяются на две группы. К первой группе относятся двигатели с внешним смесеобразованием,, в которых топливо-воздушная смесь приготовляется вне цилиндра (карбюраторные и газовые двигатели с воспламенением от электрической искры). Эти двигатели на морских и речных судах не применяются из-за малой мощности, низкой экономичности и пожароопасности.

Ко второй группе относятся двигатели с внутренним смесеобразованием и самовоспламенением топлива от сжатия (дизели). Дизели являются основным типом ДВС, используемых в качестве главных и вспомогательных двигателей на судах.

По способу воспламенения рабочей смеси: с принудительным воспламенением, например, от электрической искры (карбюраторные двигатели), с самовоспламенением (дизели) и со смешанным воспламенением (калоризаторные двигатели).

По роду рабочего цикла: работающие по циклу быстрого сгорания (карбюраторные двигатели), по циклу постепенного сгорания (компрессорные дизели), по циклу смешанного сгорания (бескомпрессорные дизели).

по частоте вращения коленчатого вала – n:

• малооборотные двигатели (МОД) – n = 100 ÷ 350 об/мин;
• среднеоборотные двигатели (СОД) – n = 350 ÷ 750 об/мин;
• высокооборотные двигатели (ВОД) – n = 750 ÷ 2500 об/мин;

По конструктивному исполнению кривошипно-шатунных механизмов (КШМ) :

ДВС могут иметь несколько конструктивных схем. Основные варианты исполнения судовых двигателей представлены на рис. 1.1.

Двигатели, схемы которых показаны на рис. 1.1 а, в и г , называют тронковыми. На рис. 1.1. 6 представлена схема крейцкопфного ДВС. В тронковых ДВС шатун 2 верхней частью с помощью поршневого пальца крепится к поршню (этот узел называют головным подшипником шатуна). Нижняя часть поршня 1, называемая тронком, служит направляющей при возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре.

В крейцкопфных ДВС верхняя часть шатуна крепится к крейцкопфу 4, который выполняет роль направляющей для поршневой группы – штока поршня 3 и поршня 1.

Тронковый двигатель, схема которого приведена на рис. 1.1 г , называют ДВС с противоположно движущимися поршнями (ПДП). Здесь, в отличие от обычной компоновки, камера сгорания образуется при сближении поршней на минимальное расстояние в середине цилиндра. Верхний и нижний коленчатые валы соединены вертикальной передачей для синхронизации движения поршней и передачи мощности с обоих валов потребителю энергии.

Двигатели, схемы которых показаны на рис. 1.1 а, б и г, называют однорядными, на рис. 1.1 в представлен двухрядный ДВС. Могут быть и другие компоновочные схемы – многорядные или звездообразные, это в основном легкие высокооборотные дизели, используемые на судах с подводными крыльями и военных кораблях.

По направлению вращения коленчатого вала: реверсивные двигатели, у которых можно изменять направление вращения коленчатого вала, и нереверсивные, правого и левого вращения.

По конфигурации камер сгорания:

• с неразделенными однополостными КС (рис. 16.г);
• с полуразделенными КС (дизели с КС в поршне – рис. 16.д);
• с разделенными двумя и более полостными КС (предкамерные, вихре-камерные, воздушно-камерные двигатели – рис. 16.е);

По назначению: главные двигатели (главные дизель-генераторы), мощность которых используется для движения судна, и вспомогательные двигатели для привода генераторов, компрессоров и других вспомогательных механизмов.

На крупнотоннажных морских судах в качестве главных двигателей устанавливают, как правило, малооборотные крейцкопфные дизели. Эти двигатели являются реверсивными, т.е. их конструкция предусматривает возможность изменять направление вращения коленчатого вала. Это необходимо для обеспечения заднего хода судна при прямой передаче мощности на гребной винт фиксированного шага (ВФШ). Четырехтактные тронковые среднеоборотные дизели, наоборот, как правило, выполняют нереверсивными, так как они используются в качестве главных на судах с винтом регулируемого шага (ВРШ), судах с электродвижением или в качестве вспомогательных двигателей, во всех перечисленных случаях изменять направление вращения коленчатого вала не требуется.

Маркировка дает представление об основных размерах и конструктивных особенностях двигателей. Стандартная маркировка отечественных бескомпрессорных двигателей включает в себя цифровые и буквенные обозначения.

Буквы обозначают: Ч – четырехтактный, Д – двухтактный, ДД – двухтактный двойного действия, К – крейцкопфный, Р – реверсивный, Н – с наддувом, С – судовой с реверсивной муфтой, П – судовой с редукторной передачей.

Цифра перед буквенным обозначением показывает число цилиндров, две по последующие цифры: числитель – диаметр цилиндра, см, знаменатель – ход поршня, см.

Согласно принятой маркировке судовой семицилиндровый двухтактный крейцкопфный реверсивный двигатель с наддувом, с диаметром цилиндра 500мм и ходом поршня 1100мм имеет марку 7 ДКРН 50/110 .

Двигатели иностранных фирм имеют свою маркировку. У двигателей фирмы «Бурмейстер и Вайн» буквы обозначают: V – двухтактный простого действия, F – реверсивный, T – крейцкопфный, B – с газотурбинным наддувом. Двигатель 7ДКРН 50/110 этой системы маркировки будет иметь следующую маркировку: 750 VTBF 110.

В маркировке двигателей фирмы «Зульцер» буквы обозначают: D – реверсивный, S – крейцкопфный, T – тронковый, A – с газотурбинным наддувом.

У двигателей фирмы MAH буквы обозначают: К – крейцкопфный, G – тронковый, Z – двухтактный, C – с наддувом.

Двигатели зарубежного производства маркируются каждой фирмой-изготовителем по своим правилам, единой международной системы маркировки нет. Более того, фирмы меняют со временем даже собственную маркировку. На крупнотоннажных морских судах, принадлежащих российским судоходным компаниям, в большинстве случаев устанавливают двигатели зарубежного производства.

Ведущим по количеству производимых судовых малооборотных дизелей в мире является концерн «МАН-Бурмейстер и Вайн» (Германия и Дания соответственно), включая его лицензиатов во многих странах. Основные серии выпускаемых дизелей: LMC, SMC, КМС и новые серии LME, SME, КМЕ – дизели с электронным управлением подачей топлива и газораспределением. Пример маркировки: 12К98МЕ-С; по российскому стандарту маркировки – 12ДКРН 98/266.

Второе место по производству малооборотных дизелей принадлежит объединенному концерну «Вяртсиля-Зульцер» (Финляндия – Швейцария), который выпускает малооборотные судовые дизели серии RTA и новую модификацию с электронным управлением RT-flex. Пример маркировки: 6RT-flex58T, по российскому стандарту этот двигатель обозначается 6ДКРН 58/242.

Собственные малооборотные судовые дизели в небольших количествах выпускают также Япония («Мицсубиси»), Италия («Фиат»), Англия («Доксфорд») и др.

Производство судовых средне- и высокооборотных четырехтактных дизелей отличается широким разнообразием. Практически все промышленно развитые государства имеют многочисленных производителей таких дизелей.

Литература

Судовые двигатели внутреннего сгорания – Возницкий И.В. Пунда А.С. [2010]

Классификация и назначение ДВС

Как известно, на сегодняшний день существует большое количество различных типов двигателей внутреннего сгорания. Указанные типы силовых агрегатов являются источником энергии для транспортных средств, механизмов и агрегатов, а также отличаются по производительности, конструкции, по назначению и т.д.

В наших предыдущих статьях мы уже рассматривали всевозможные виды двигателей, которые устанавливаются на автомобили. Далее мы намерены поговорить о том, какая существует классификация двигателей внутреннего сгорания.

Общая классификация двигателей

Начнем с того, что двигатели внутреннего сгорания классифицируют по ряду признаков и особенностей. Прежде всего, силовые установки отличаются по своему назначению. ДВС бывают:

• стационарного типа;
• двигатели на транспорте;

Первые широко используются в качестве приводного механизма для различных насосов, генераторов, и т.д. Второй тип можно встретить на автомобилях, мотоциклах, судах, самолетах, поездах и других видах воздушных, наземных и водных транспортных средств. Отметим, что данная классификация не затрагивает реактивные, водородные и ракетные двигатели, распространяясь на массовые агрегаты.

Также силовые установки отличаются по типу используемого топлива. Двигатели могут работать на:

• жидком и легком топливе (бензин, дизтопливо, спирт);
• жидком тяжелом топливе (мазут, соляровое масло, газойль)
• газовом топливе;
• использовать горючее комбинированного типа, когда в двигателе одновременно используется жидкое топливо и газ (например, газодизель);
• применяется сразу несколько видов топлива для многотопливного ДВС (агрегат работает как на бензине, так и на керосине и т.д.);

Также двигатели внутреннего сгорания можно разделить по тому, как реализовано преобразование тепловой энергии в результате сжигания топлива в механическую полезную работу. Двигатели бывают:

• поршневыми ДВС (сгорание и преобразование тепловой энергии в механическую работу происходит в цилиндре двигателя;
• газотурбинные двигатели (в таких двигателях топливо сгорает в особой камере сгорания, после тепловая энергия преобразуется в механическую на лопатках турбинного колеса;
• двигатели комбинированного типа, в которых топливо сгорает в цилиндрах поршневого двигателя, при этом такой двигатель является генератором газа. Это значит, что тепловая энергия только частично превращается в механическую в цилиндре, а также частично преобразование происходит на лопатках турбинного колеса (например, турбопоршневой двигатель).

Еще двигатели внутреннего сгорания отличаются по способу смесеобразования. Силовые агрегаты бывают:

• моторы с внешним смесеобразованием (рабочая смесь образуется не в цилиндре). Если просто, это карбюраторные бензиновые и газовые двигатели, а также инжекторные двигатели с впрыском топлива во впускной коллектор.
• установки с внутренним смесеобразованием (на такте впуска в цилиндр отдельно подается воздух, затем прямо в камеру сгорания впрыскивается топливо, а рабочая смесь образуется уже в самом цилиндре). Такое смесеобразование происходит в дизельных двигателях, в бензиновых установках с искровой системой зажигания и газовых двигателях, где реализована подача горючего в цилиндр перед началом сжатия.

Также двигатели классифицируют и по способу воспламенения рабочей топливно-воздушной смеси. Смесь может воспламеняться:

• от внешнего источника, которым выступает электрическая искра на свече зажигания;
• от сжатия, где смесь воспламеняется от высоких температур во время сильного сжатия воздуха и топлива в цилиндре (например, дизельный ДВС);
• агрегаты с форкамерно-факельным зажиганием. В таких форкамерных моторах имеется две камеры сгорания. В первой (малой) камере смесь воспламеняется от искры, затем дальнейшее воспламенение основного заряда в основной (большой) камере происходит благодаря распространению фронта пламени из малой камеры.
• двигатели, которые работают по принципу первичной подачи небольшого количества жидкого топлива (самовоспламеняется от сжатия), в результате чего удается поджечь и основной заряд, который состоит из газового топлива (газодизельный двигатель).

Добавим, что также поршневые двигатели делятся по способу осуществления рабочего цикла. Моторы бывают 2-х и 4-х тактными. Силовые агрегаты могут быть атмосферными (впуск воздуха происходит благодаря разрежению в цилиндрах) и с наддувом, когда воздух нагнетается принудительно под давлением.

Что касается наддува, двигатели бывают компрессорными и турбированными, а также могут сразу иметь оба решения. Моторы с турбокомпрессором получают газовую турбину, которая работает благодаря воздействию отработавших газов.

Агрегаты с механическим компрессором конструктивно оснащены устройством, которое приводится в действие от двигателя, забирая у него часть энергии. Комбинированный тип предполагает, что двигатель одновременно имеет и турбокомпрессор, и механический нагнетатель.

Еще следует упомянуть различия по способу регулирования подачи топлива в цилиндры при изменении нагрузки. Существуют двигатели с регулированием смеси по:

• качеству;
• количеству;
• смешанного типа;

Классификация двигателей внутреннего сгорания ДВС

В зависимости от вида топлива и особенностей конструкции поршневые ДВС делятся на бензиновые и дизельные.

Бензиновый двигатель

Дизельный двигатель

На легковых автомобилях наибольшее распространение получил бензиновый ДВС. Он работает только на бензине с различным октановым числом. Предварительно сжатая в цилиндре топливно-воздушная смесь воспламеняется с помощью искры, подаваемой свечой зажигания. Управление мощностью осуществляется дроссельной заслонкой, регулирующей поток воздуха. КПД бензинового мотора составляет около 20-30%, но такой двигатель может работать на высоких оборотах и имеет большую удельную мощность. Показатели давления и температуры в цилиндрах у бензинового ДВС меньше, чем у дизельного, а в выхлопе содержится меньше серы, сажи и токсичных газов, но больше окиси углерода.

Дизельные двигатели стали массово использоваться на легковых автомобилях только в конце XX века. КПД у дизельного мотора выше, чем у бензинового (40-45%), при этом в качестве топлива могут выступать низкосортные продукты нефтепереработки или даже растительные масла. Принцип работы дизельного ДВС заключается в самовоспламенении топливной смеси в цилиндре от сжатия, при высоких давлении и температуре. Это требует более прочной конструкции и защиты от высоких температур, зато у дизельного силового агрегата отсутствуют свечи зажигания, а смесеобразование и сгорание проходят быстрее, чем в бензиновом. Мощность регулируется не дроссельной заслонкой, а непосредственно интенсивностью впрыска топлива в цилиндры. К недостаткам дизельного двигателя относятся дорогой ремонт, необходимость использования более мощного стартера, характерный стук при работе и застывание летнего дизельного топлива на морозе.

В зависимости от количества тактов в рабочем цикле различают двухтактные и четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания. Особое место в этой классификации занимает роторно-поршневой двигатель Ванкеля, который не относится к поршневым ДВС, но по сути является четырёхтактным.

При первом такте (сжатия) поршень перемещается от нижней мёртвой точки к верхней, перекрывая нижнее и верхнее продувочные окна и сжимая поступившую ранее топливную смесь. Одновременно в кривошипную камеру, расположенную в нижней части цилиндра, вследствие её герметичности поступает новая топливная смесь. При втором такте (рабочего хода) сжатая горючая смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания, в результате чего поршень под давлением движется к нижней мёртвой точки, вращая коленчатый вал и сжимая смесь в кривошипной камере. Из последней топливная смесь через открытое впускное окно заполняет цилиндр, вытесняя отработавшие газы через выпускное окно (продувка). Далее поршень снова поднимается вверх, и цикл повторяется.

Преимущества двухтактного двигателя заключается в том, что он проще по конструкции, чем четырёхтактный, и даёт примерно в 1,5 раз больше мощности при том же рабочем объёме. Однако в наше время двухтактные ДВС практически не используются из-за низкой экономичности и плохих экологических показателей, связанных с неполным сгоранием топливно-воздушной смеси и попадании части её в выпускное окно при продувке.

Роторно-поршневой мотор обладает рядом преимуществ перед традиционным, так как развивает больше мощности при меньшем объёме, имеет небольшие габариты и относительно простую конструкцию. К недостаткам двигателя Ванкеля относятся быстрый износ уплотнителей между ротором и камерой сгорания, требование высокой точности при сборке деталей, необходимость специальной системы смазки, склонность к перегреву и неэкономичность на низких оборотах.

Газотурбинный двигатель (ГТД) может работать на любом топливе, от керосина до мазута, и всегда имеет бОльшую удельную мощность, чем поршневой ДВС, хотя КПД у него ниже. По компактности, весу, шуму и вибрациям ГТД значительно лучше поршневого ДВС, но из-за таких факторов, как высокая стоимость (объясняется необходимостью использования жаростойких материалов), большая частота оборотов (до 100000 об/мин), высокая температура выхлопа и задержка отклика на управление мощностью (невозможность снижения оборотов при отпущенной педали газа без торможения), он так и не нашёл применения на легковых автомобилях, за исключением нескольких концепт-каров.

По конфигурации, то есть взаимному расположению цилиндров, автомобильные двигатели бывают:

• Рядные – цилиндры расположены на одной линии, а их поршни вращают один коленчатый вал. Такие двигатели более простые по конструкции, надёжные и удобные в обслуживании, чем V-образные. Могут иметь как чётное (2, 4, 6 или 8), так и нечётное (3 или 5) количество цилиндров. В наше время наиболее распространёнными являются рядные 4-цилиндровые моторы, а 6-цилиндровые постепенно выходят из употребления, подобно тому, как в послевоенные годы перестали использоваться рядные 8-цилиндровые двигатели. Это связано с большой длиной блока цилиндров и коленчатого вала, требующей много места под капотом, а также быстрым износом. Существует и такой вариант конфигурации, как U-образный двигатель, который состоит из двух установленных параллельно рядных блоков с отдельными коленчатыми валами, соединёнными цепью или шестерней.
• V-образные – цилиндры расположены один напротив другого под углом от 10° до 120°. Мотор состоит из двух блоков цилиндров, немного смещённых относительно друг друга и соединённых общим коленчатым валом. V-образные двигатели имеют только чётное количество цилиндров (2, 4, 6, 8, 10, 12 или 16). Как правило, такие двигатели более компактные и сбалансированные, чем рядные, и обеспечивают больше мощности. Разновидностью V-образной конфигурации являются моторы Volkswagen VR5 и VR6, состоящие из двух блоков цилиндров, установленных близко друг другу под углом 10°-15° и соединённых общей головкой. Такая конфигурация совмещает в себе преимущества рядных и V-образных двигателей.
• Оппозитные, или плоские, – цилиндры расположены в двух блоках с углом развала 180°, то есть горизонтально один напротив другого. Двигатель имеет плоскую форму и обычно применяется в заднемоторных автомобилях.
• W-образные – цилиндры расположены в трёх или четырёх параллельных блоках и соединены общим коленчатым валом. В наше время W-образные двигатели, полученные в результате соединения двух моторов конфигурации VR, использует только компания Volkswagen.
• Радиальные, или звездообразные, – цилиндры расположены радиальными лучами вокруг коленчатого вала через равные углы, обычно в один ряд. Такие двигатели широко применяются в авиации, а на автомобилях встречаются крайне редко.

Двигатели также различаются по количеству цилиндров:

• 1-цилиндровый – простейшая разновидность поршневого ДВЗ, состоящая из одного цилиндра. Исторически самый первый, но несбалансированный и наименее эффективный вид силового агрегата. Применялся на ранних мотоколясках и на микроавтомобилях.
• 2-цилиндровый – как и 1-цилиндровый, встречается чаще в 2-тактном варианте, поскольку 4-тактные моторы такого типа не обеспечивают плавности хода. Бывает трёх конфигураций: рядный, V2 и F2. Устанавливался на микрокары и автомобили конца XIX – начала XX века.
• 3-цилиндровый – из-за нечётного количества цилиндров также является несбалансированным и бывает только рядным. 3-цилиндровые моторы небольшого объёма (до 1.2 л) ставятся на некоторые из современных малолитражек.
• 4-цилиндровый – самый распространённый и выгодный в производстве двигатель, подходящий для любого автомобиля относительно небольших размеров. Конструкция рядного 4-цилиндрового мотора несбалансированная, но при небольшом объёме не требует дополнительного балансировочного вала. Объём современных 4-цилиндровых двигателей составляет от 0.7 до 2.3 л, хотя раньше встречались и гораздо большие агрегаты. Относительно редкими являются конфигурации V4 и F4, которые применялись в некоторых заднемоторных автомобилях и отличались повышенной шумностью.
• 5-цилиндровый – впервые появился на Mercedes-Benz в середине 70-х гг., но до сих пор встречается нечасто. Несбалансированный и дорогой в производстве, поскольку не может быть унифицирован с 4-х или 6-цилиндровыми моторами. Бывает рядный или конфигурации VR.
• 6-цилиндровый – исторически наиболее распространённый в рядной конфигурации, которая отличается сбалансированностью и плавностью работы, на автомобилях среднего или высшего класса. Однако из-за большой длины и трудностью поперечной установки такие двигатели постепенно уходят в прошлое. Сейчас чаще используются моторы V6, несбалансированные, но более компактные и пригодные для переднеприводной компоновки. Оппозитные 6-цилиндровые двигатели ставятся на Porsche 911.
• 8-цилиндровый – в рядной конфигурации, несмотря на большую длину блока, является сбалансированным и создаёт минимум вибраций, но, как правило, ограничен в максимальных оборотах из-за риска деформации коленчатого вала. Использовался только в довоенные годы на люксовых автомобилях, в отличие от мотора V8, который применялся на машинах разных ценовых категорий, особенно в США, а сейчас чаще всего встречается на внедорожниках и спортивных моделях. Преимущества двигателя V8 заключаются в относительной компактности и высокой производительности, недостатки – в несбалансированности и высоких показателях расхода топлива при большом объёме.
• 10-цилиндровый – на автомобилях бывает только V-образным, получается в результате соединения двух рядных 5-цилиндровых моторов или добавления к V8 дополнительной пары цилиндров. Устанавливается на спорткары или полноразмерные пикапы.
• 12-цилиндровый – в V-образной конфигурации состоит из двух рядных 6-цилиндровых блоков или двух моторов V6, конструкция полностью сбалансированная. Двигатель V12 часто использовался на роскошных довоенных автомобилях, а сегодня встречается на многих суперкарах. Бывает и в варианте W12 из трёх 4-цилиндровых или четырёх 3-цилиндровых блоков, крайне редко – в оппозитной конфигурации.
• 16-цилиндровый – V-образный встречается на автомобилях в исключительных случаях: на довоенных моделях Cadillac, Marmon и Peerless, а также на некоторых гоночных болидах. Прекрасно сбалансированный и практически бесшумный, но слишком длинный и дорогой в производстве. Двигатель W16, состоящий из двух блоков VR6, имеет только один серийный автомобиль – Bugatti Veyron.
• 18-цилиндровый – в конфигурации W18 из трёх рядных 6-цилиндровых блоков под углом 60° использовался на нескольких прототипах Bugatti в конце 90-х гг.

Тип двигателя		Устройство	Пример
Рядный	2-цилиндровый
	3-цилиндровый
	4-цилиндровый
	5-цилиндровый
	6-цилиндровый
	8-цилиндровый
V-образный	2-цилиндровый
	4-цилиндровый
	6-цилиндровый
	8-цилиндровый
	10-цилиндровый
	12-цилиндровый
	16-цилиндровый
Оппозитный	2-цилиндровый
	4-цилиндровый
	6-цилиндровый
	8-цилиндровый
	12-цилиндровый
	16-цилиндровый
W-образный	6-цилиндровый
	8-цилиндровый
	12-цилиндровый
	16-цилиндровый
	18-цилиндровый
Радиальный	6-цилиндровый
	8-цилиндровый
	12-цилиндровый
	16-цилиндровый

В зависимости от типа ГРМ различают нижнеклапанные и верхнеклапанные двигатели внутреннего сгорания.

Разновидностью нижнеклапанного типа ГРМ является схема T-head, когда впускные клапаны расположены с одной стороны блока цилиндров, а выпускные – с другой, при этом распределительных вала два. Также существовали двигатели со смешанным расположением клапанов (F-head), с верхними впускными, боковыми выпускными клапанами и одним распредвалом в блоке.