Просмотр кода страницы Поршневой двигатель внутреннего сгорания

[[File:Cshaft 18 frame.gif|thumb|Принципиальная схема работы поршневого двигателя внутреннего сгорания на примере наиболее распространённого в мировом двигателестроении 4-цилиндрового 4-тактного рядного двигателя.<br>Возвратно-поступательное движение поршней посредством кривошипно-шатунного механизма преобразуется во вращение [[коленвал]]а]]
'''Поршнево́й дви́гатель внутреннего сгорания''' — разновидность [[двигатель внутреннего сгорания|двигателя внутреннего сгорания]] (ДВС), в котором [[тепловая энергия]] расширяющихся газов, образовавшаяся в результате сгорания топлива в цилиндре, преобразуется в механическую работу поступательного движения [[поршень|поршня]] за счёт расширения [[Рабочее тело|рабочего тела]] (газообразных продуктов сгорания топлива) в [[цилиндр (двигатель)|цилиндре]], в который вставлен [[поршень]]. [[Поступательное движение]] поршней преобразуется во вращение ''[[коленчатый вал|коленчатого вала]]'' ''[[кривошипно-шатунный механизм|кривошипно-шатунным механизмом]]''<ref>{{Cite web|url=http://www.cogeneration.com.ua/htm/part1.htm|title=Учебник по двигателям внутреннего сгорания, часть1. Основы теории ДВС. Сайт Когенерация в Украине|publisher=www.cogeneration.com.ua|accessdate=2020-02-23|archive-date=2020-02-24|archive-url=https://web.archive.org/web/20200224095849/http://www.cogeneration.com.ua/htm/part1.htm|deadlink=yes}}</ref>. Все поршневые ДВС генерируемую механическую энергию для выполнения работы передают только посредством вращения.<ref>{{Cite web|url=https://techautoport.ru/dvigatel/teoriya/osnovnye-pokazateli-dvs.html|title=Основные показатели двигателя: мощность, крутящий момент, расход|publisher=techautoport.ru|accessdate=2020-01-15|archive-date=2020-01-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20200115112212/https://techautoport.ru/dvigatel/teoriya/osnovnye-pokazateli-dvs.html|deadlink=no}}</ref>.

Реже встречаемые разновидности поршневого ДВС - [[Свободно-поршневой двигатель внутреннего сгорания|свободнопоршневые генераторы газа]] и [[Дизель-молот|дизель-молоты.]] Первые вырабатываемую энергию сразу используют для сжатия газа (магистральные и промышленные компрессоры), вторые - в энергию тяжёлого поршня, передающего с каждым ударом энергию забиваемой свае.

Поршневой ДВС является самым распространённым [[тепловой двигатель|тепловым двигателем]]. Он используется для привода средств наземного, воздушного и водного транспорта, военной, сельскохозяйственной и строительной техники, электрогенераторов, компрессоров, водяных насосов, помп, моторизованного инструмента (бензорезок, газонокосилок, бензопил) и прочих машин, как мобильных, так и стационарных, и производится в мире ежегодно в количестве нескольких десятков миллионов изделий. Мощность поршневых двигателей внутреннего сгорания колеблется в пределах от нескольких [[ватт]] (двигатели авиа-, мото- и судомоделей) до [[Дизельный двигатель#Рекордсмены|75 000 кВт]] (судовые двигатели).

В рамках технической термодинамики работа поршневых двигателей внутреннего сгорания в зависимости от особенностей их циклограмм описывается термодинамическими циклами [[Цикл Отто|Отто]], [[Цикл Дизеля|Дизеля]], [[Цикл Тринклера|Тринклера]], [[Цикл Аткинсона|Аткинсона]] или [[Цикл Миллера|Миллера]].

== Циклы двигателя ==
{{see|Двухтактный двигатель|Четырёхтактный двигатель}}[[Файл:4-Stroke-Engine.gif|thumb|154px|Четырёхтактный цикл двигателя внутреннего сгорания<br>Такты: <br>'''1'''. Впуск(подача топливо-воздушной смеси)<br>'''2'''. Сжатие<br>'''3'''. Рабочий ход<br>'''4'''. Выпуск|альт=]]
[[Файл:Two-Stroke Engine.gif|thumb|Двухтактный цикл.<br>Такты: <br>'''1'''. При движении поршня вверх — сжатие топливной смеси в текущем цикле и всасывание смеси для следующего цикла в полость под поршнем<br>'''2'''. При движении поршня вниз — рабочий ход, выхлоп и вытеснение топливной смеси из-под поршня в рабочую полость цилиндра|альт=|слева]]Поршневые ДВС, являясь машинами периодического действия (рабочие процессы в их камерах сменяют друг друга), классифицируются прежде всего по тактности (такт - это одно движения поршня (вверх или вниз), по времени он занимает пол-оборота коленчатого вала).

Разработаны и применяются (применялись) 2-х, 4-х и 6-тактные двигатели, то есть полный рабочий цикл в них происходит за 1, 2 и 3 оборота коленчатого вала соответственно. Поскольку рабочий ход является единственным тактом с выделением энергии, то повышение мощности двигателя при равных показателях цикла (индикаторное давление) возможно путём уменьшения тактности.

И в самом деле, по этой причине 2-тактные двигатели имеют большое распространение в устройствах, требующих минимальной массы (газонокосилки, подвесные лодочные моторы, резервные бензоэлектрогенераторы). Устройство их проще, а цена ниже, но экологические и экономические качества уступают 4-тактным. Поэтому большинство транспортных двигателей 4-тактные.

Главные судовые двигатели, наоборот, обычно двухтактные. Причина в том, что добиться высокой экономичности двухтактного [[Дизельный двигатель|дизеля]] всё-таки возможно, но путём усложнения и удорожания системы продувки. Такой двигатель будет иметь меньшую массу, а значит, улучшит показатели судна или корабля. Реверс [[Двухтактный двигатель|двухтактного двигателя]] технически осуществить легче, поскольку не требуется перестановка кулачковых валов (трансмиссия крупных судов не имеет реверс-редуктора, задний ход осуществляется реверсом дизеля).

Шеститактные двигатели применялись ранее в железнодорожном транспорте, с целью обхода патентных платежей. Ввиду сложности и отсутствия преимуществ, дальнейшего развития они не получили.

Рабочий цикл наиболее распространённых (4-тактных) поршневых ДВС занимает два полных оборота кривошипа или четыре такта:

# Впуска (воздуха или топливо-воздушной смеси);
# Сжатия заряда (для роста КПД);
# Рабочего хода (расширение продуктов сгорания);
# Выпуска (выхлопа).

Двухтактные двигатели имеют всего два такта:

# Сжатия заряда;
# Рабочего хода.

Однако впуск и выпуск рабочего тела у двухтактных двигателей происходит, когда поршень находится вблизи нижней мёртвой точки и является нетривиальной задачей. Многочисленность вариантов [[Газораспределительный механизм|газораспределительного механизма]] показывает огромную важность данной задачи. Короткое время газообмена двухтактного двигателя обычно не позволяет добиться столь же полной очистки и наполнения цилиндров, как у четырёхтактных, поэтому мощность их при равном рабочем объёме не удваивается. Сказывается и влияние потерянного хода поршня, так что мощность таких двигателей лишь в 1,5..1,7 раза выше четырёхтактных равной форсировки.

=== Варианты газораспределительного механизма ===
{{main|Газораспределительный механизм}}

* золотниковое (высокое сечение, что важно в быстротечном газообмене 2-тактного двигателя) газораспределение имело широкое применение, но экологические трудности (угар масла) делают его применение теперь затруднительным;

* поршневое (более простой вариант золотникового, только на 2-тактных; имеет те же проблемы);
* клапанное в различном исполнении (наиболее распространены схемы с двумя и четырьмя клапанами на цилиндр, с одним или двумя верхними распредвалами)) — имеют наибольшее распространение на двигателях среднего и крупного размера;
* комбинированные (клапанно-щелевые, клапанно-золотниковые и другие схемы).

В целом, среди остальных систем двигателя, газораспределительный механизм отличается наибольшим разнообразием исполнения по причинам:

* различной тактности и типа цикла двигателя (искровой, [[Дизельный двигатель|дизельный]]);
* назначения двигателя, обуславливающего стоимость дальнейшего снижения его массы и/или повышения [[Удельная мощность|удельной мощности]];
* ресурсных требований;
* требований к экономичности и экологичности;
* требований к транспортным характеристикам двигателя (запас крутящего момента, согласованность с трансмиссией или винтом);
* удобства обслуживания и ремонта и другим, которым схемы ГРМ отвечают в разной степени.

=== Системы ДВС ===
Недостатком большинства двигателей внутреннего сгорания является то, что они развивают наивысшую [[мощность]] только в узком диапазоне оборотов. Поэтому частым спутником транспортного двигателя внутреннего сгорания является [[трансмиссия]]. Лишь в некоторых случаях (например, в [[Самолёт|самолётах]], вертолётах и кораблях) можно обойтись без сложной трансмиссии. Постепенно завоёвывает мир идея [[Гибридный автомобиль|гибридного автомобиля]], в котором мотор всегда работает в оптимальном режиме (электротрансмиссия). Двигатели с разным циклом работы имеют отличающийся набор систем, например, дизельный не имеет системы зажигания, а искровой - топливного насоса высокого давления, кроме систем с непосредственным впрыском топлива.

Обычно двигателю внутреннего сгорания необходимы: система питания (для подачи топлива и воздуха — приготовления топливо-воздушной смеси), [[выхлопная система]] (для отвода [[Выхлопные газы|выхлопных газов]]), также не обойтись без системы смазки (предназначена для уменьшения сил трения в механизмах двигателя, защиты деталей двигателя от [[Коррозия|коррозии]], а также совместно с системой охлаждения для поддержания оптимального теплового режима), системы охлаждения (для поддержания оптимального теплового режима двигателя), [[Пусковая система двигателя внутреннего сгорания|система запуска]] (применяются способы запуска: электростартерный, с помощью вспомогательного пускового двигателя, пневматический, с помощью мускульной силы человека), [[система зажигания]] (для воспламенения топливо-воздушной смеси, применяется у двигателей с принудительным воспламенением). Это относится не только к поршневым, но и к газотурбинным и реактивным ДВС, где масса таких систем может превысить массу основных деталей. Таким образом, может случиться, что даже значительная форсировка не позволит значительно сократить массогабариты, если они ограничены, например, системой охлаждения.

=== Отношение хода поршня к диаметру цилиндра (S/D) ===
Одним из конструктивных параметров ДВС является отношение хода поршня к диаметру цилиндра (или наоборот). Для более быстроходных бензиновых двигателей это отношение близко к 1 или менее, на дизельных моторах ход поршня, как правило, больше диаметра цилиндра. Уменьшение S/D позволяет сократить габариты двигателя при практически равной мощности (потому что скорость поршня при соответствующем увеличении числа оборотов сохранится прежней). Чем больше ход поршня, тем больший крутящий момент развивает двигатель, и тем ниже его рабочий диапазон оборотов. Таким образом, из двух двигателей равной мощности короткоходный будет легче и меньше.

Однако, для уменьшения S/D имеются конструктивные границы. При сокращении хода, рост частоты вращения приведёт к увеличению потерь трения, в том числе и аэродинамических при движении кривошипов и шатунов; растут силы инерции; станет затруднительным или невозможным получить нужную форму камеры сгорания при достаточной степени сжатия; из-за увеличения соотношения поверхности к объёму камеры сгорания возрастёт теплоотдача. При значительном росте быстроходности двигателя задача газообмена становится затруднительной, а сгорание смеси может не доходить до конца. Поэтому длинноходные двигатели имеют обычно лучшую топливную экономичность, а необходимой удельной мощности в них достигают применением турбонаддува.

== Поршневой ДВС с искровым зажиганием ([[Цикл Отто|двигатель Отто]]) ==
Является наиболее распространённым по количеству, поскольку число автомобилей в мире на 2014 год составляло более 1,2 млрд., и большая их часть приводится в движение двигателем Отто. Классический цикл Отто четырёхтактный, хотя раньше него возникли двухтактные моторы с искровым зажиганием. Но ввиду плохих экологических и экономических (расход горючего) показателей, двухтактные двигатели применяют всё реже.

Имеет два варианта подачи топлива: инжектор и карбюратор.

=== Бензиновый двигатель ===
{{main|Бензиновый двигатель внутреннего сгорания}}Является наиболее распространённым вариантом, установлен на значительной части транспортных машин (ввиду меньшей массы, стоимости, хорошей экономичности и малошумности). Имеет два варианта системы подачи топлива: инжектор и карбюратор. В обоих случаях в цилиндре сжимается топливо-воздушная смесь, подверженная детонации, поэтому степень сжатия и уровень форсирования такого двигателя ограничены [[Октановое число|октановым числом]] топлива.
==== Карбюраторный двигатель ====
{{main|Карбюраторный двигатель}}Особенностью является получение топливо-бензиновой смеси (распылённой потоком воздуха) в специальном смесителе, [[Карбюратор|карбюраторе]]. Ранее такие бензиновые двигатели преобладали; теперь, с развитием микропроцессоров, их область применения стремительно сокращается (применяются на маломощных ДВС, с низкими требованиями к расходу топлива).

==== Инжекторный двигатель ====
Особенностью является получение топливной смеси в коллекторе или открытых цилиндрах двигателя путём подачи [[Инжекторная система подачи топлива|инжекторной системой подачи топлива]]. В настоящий момент является преобладающим вариантом ДВС Отто, поскольку позволяет резко упростить электронное управление двигателем. Нужная степень однородности смеси достигается за счет увеличения давления форсуночного распыливания топлива. Одним из вариантов является непосредственный впрыск топлива, кроме высокой равномерности позволяющий повысить степень сжатия (а значит, и экономичность) двигателя. Впервые системы впрыска появились на авиационных двигателях, поскольку позволяли дозировать смесь в любом положении двигателя.

=== Газовые двигатели с искровым зажиганием ===
{{main|Газовый двигатель#По типу термодинамического цикла готового газового двигателя}}Это обычный поршневой ДВС, работающий по циклу Отто (с искровым зажиганием), использующий в качестве топлива [[углеводороды]], находящиеся при {{Comment|нормальных условиях|Нормальными условиями называют атмосферное давление 101,325 кПа и температуру 25 (20 по другим требованиям) градусов Цельсия}} в газообразном состоянии. Эти двигатели имеют широкое применение, например, в [[Электростанция|электростанциях]] малой и средней мощности, использующих в качестве топлива природный газ (в области высоких мощностей безраздельно господствуют газотурбинные энергоблоки). Могут работать по 2-тактному циклу, однако 4-тактный вариант распространён больше.

Обусловленные конкретным видом газомоторного топлива конструктивные различия:{{main|Газовый двигатель#По виду газомоторного топлива}}

* [[Сжиженный газ|сжиженные газы]] (либо [[СУГ]] — хранятся в баллоне под давлением насыщенных паров, до 16 [[Атмосфера (единица измерения)|атм]]; либо [[Сжиженный природный газ|СПГ]] — требует криогенного оборудования). Испарённая в [[Испаритель|испарителе]] жидкая фаза или паровая фаза смеси ступенчато теряет давление в газовом редукторе до близкого атмосферному, и всасывается двигателем во впускной коллектор через воздушно-газовый смеситель или впрыскивается во впускной коллектор посредством электрических [[Форсунка|форсунок]]. Зажигание осуществляется при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи.
* [[Компримированный природный газ|КПГ]] — хранится в [[Газовый баллон|баллонах]] под давлением 150—250 [[атм]]. Устройство систем питания аналогично системам питания сжиженным газом, отличие — отсутствие [[Испаритель|испарителя]].
* [[генераторный газ]] — газ, полученный [[Газификация|превращением твёрдого топлива в газообразное]] (в качестве твёрдого топлива используются: [[Ископаемый уголь|уголь]], [[Каменноугольный кокс|кокс]], [[угольные брикеты]], топливные [[Топливные гранулы|пеллеты]], [[дрова]], [[древесный уголь]], [[торф]] и т. п.). У [[Газогенераторный автомобиль|транспортных двигателей]], используемых для работы на генераторном газе без переделки, основной причиной снижения мощности является уменьшение величины заряда рабочей смеси, поскольку добиться удовлетворительного охлаждения газа на подвижной технике затруднительно. Но эта проблема не имеет существенного значения для стационарных двигателей, где масса и габариты охладителя мало ограничены. На двигателях, специально изменённых или специально разработанных для работы на генераторном газе, посредством повышения степени сжатия и незначительного наддува [[Газогенератор|газогенератора]] достигаются равные с бензиновыми двигателями литровые мощности.

== Двигатель с воспламенением от сжатия ==
{{main|Дизельный двигатель}}
[[Файл:Diesel Engine (4 cycle running).gif|thumb|200px|Работа четырёхтактного дизельного двигателя. Клапаны: слева — впуск воздуха; справа — выхлопные газы]]
Дизельный двигатель характеризуется воспламенением топлива без использования [[Свеча зажигания|свечи зажигания]]. В разогретый в цилиндре воздух от [[Адиабатический процесс|адиабатического сжатия]] (до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива) через [[Форсунка|форсунку]] впрыскивается порция топлива. В процессе впрыскивания топливной смеси происходит его распыление, а затем вокруг отдельных капель топливной смеси возникают очаги сгорания, по мере впрыскивания топливная смесь сгорает в виде факела. Так как дизельные двигатели не подвержены детонации, в них допустимо использование более высоких степеней сжатия. Повышение её свыше 15 практически роста КПД не даёт<ref>{{Cite web|url=http://vdvizhke.ru/sudovye-dvigateli-vnutrennego-sgoranija/idealnye-cikly-i-teplovye-processy-v-dvigateljah/process-szhatija-v-porshne.html|title=Процесс сжатия в поршне|publisher=vdvizhke.ru|accessdate=2019-07-15|archive-date=2019-07-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20190715170914/http://vdvizhke.ru/sudovye-dvigateli-vnutrennego-sgoranija/idealnye-cikly-i-teplovye-processy-v-dvigateljah/process-szhatija-v-porshne.html|deadlink=no}}</ref>, поскольку при этом максимальное давление ограничивают путём более длительного сгорания и уменьшением угла опережения впрыска. Однако малоразмерные быстроходные {{нп4|Вихрекамерный двигатель|вихрекамерные|de|Wirbelkammereinspritzung}} дизеля могут иметь степень сжатия до 26, для надёжного воспламенения в условиях большого теплоотвода и для меньшей жёсткости работы (жёсткость обуславливается задержкой воспламенения, характеризуется в повышении давления при сгорании, измеряется в МПа/градус поворота коленчатого вала). Крупногабаритные судовые дизели с наддувом имеют степень сжатия порядка 11..14 и КПД более 50%<ref>{{Статья|автор=Дорохов Павел Александрович, Нгуен Динь Хиеп|год=2009|issn=2073-1574|выпуск=1|издание=Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология|заглавие=Исследование влияния степени сжатия на показатели судового ДВС|ссылка=https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vliyaniya-stepeni-szhatiya-na-pokazateli-sudovogo-dvs|archivedate=2019-07-15|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190715170911/https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vliyaniya-stepeni-szhatiya-na-pokazateli-sudovogo-dvs}}</ref>.

Дизельные двигатели обычно менее быстроходны и при равной мощности с бензиновыми характеризуются большим [[Момент силы|крутящим моментом]] на валу. Также некоторые крупные дизельные двигатели приспособлены для работы на тяжёлых топливах, например, [[Мазут|мазутах]]. Запуск крупных дизельных двигателей осуществляется, как правило, за счёт пневматической схемы с запасом сжатого воздуха, либо, в случае с [[Дизель-генератор|дизель-генераторными]] установками, от присоединённого [[Электрический генератор|электрического генератора]], который при запуске выполняет роль [[Пусковая система двигателя внутреннего сгорания|стартера]].

Вопреки расхожему мнению, современные двигатели, традиционно называемые дизельными, работают не по [[Цикл Дизеля|циклу Дизеля]], а по [[Цикл Тринклера|циклу Тринклера — Сабатэ]] со смешанным подводом теплоты. Недостатки дизельных двигателей обусловлены особенностями рабочего цикла — более высокой механической напряжённостью, требующей повышенной прочности конструкции и, как следствие, увеличения её габаритов, веса и увеличения стоимости за счёт усложнённой конструкции и использования более дорогих материалов. Также дизельные двигатели за счет [[Горение#%D0%93%D0%B5%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5 %D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5|гетерогенного сгорания]] характеризуются неизбежными выбросами сажи и повышенным содержанием [[NOx (оксиды азота)|оксидов азота]] в выхлопных газах.

=== Газодизельный двигатель ===
{{main|Газодизельный двигатель}}Основная порция топлива приготавливается, как в одной из разновидностей газовых двигателей, но зажигается не электрической свечой, а запальной порцией дизтоплива, впрыскиваемого в цилиндр аналогично дизельному двигателю. Обычно имеется возможность работы по чисто дизельному циклу. Применение: тяжёлые грузовики. Газодизельные двигатели, как  и газовые, дают меньше вредных выбросов, к тому же природный газ дешевле. Такой двигатель зачастую получают дооснащением серийного, при этом экономия дизтоплива (степень замещения газом) составляет порядка 60%<ref>{{Cite web|url=http://cngas.ru/gazodizel/dual_fuel/|title=Газодизель на метане {{!}} Газ в моторы|lang=ru|accessdate=2019-07-25|archive-date=2019-07-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20190725093354/http://cngas.ru/gazodizel/dual_fuel/|deadlink=no}}</ref>. Зарубежные фирмы также активно разрабатывают такие конструкции<ref>{{Cite web|url=https://studref.com/510278/tehnika/tehnicheskie_osobennosti_gazo_dizeley_analiz_eksperimentalno_teoreticheskih_issledovaniy_gazodizelno|title=Технические особенности газо дизелей и анализ экспериментально-теоретических исследований газодизельного процесса|publisher=Studref|accessdate=2019-07-25}}</ref>.

== Обозначение и параметры поршневых ДВС ==
В практике приходится иметь дело с цифро-буквенным обозначением двигателей. Для поршневых оно (в России) стандартизовано по ГОСТ 10150-2014 в рамках межгосударственного стандарта обозначений и терминов<ref>{{Cite web|url=http://docs.cntd.ru/document/1200123492|title=ГОСТ 10150-2014 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Общие технические условия (с Поправкой), ГОСТ от 11 августа 2015 года №10150-2014|publisher=docs.cntd.ru|accessdate=2019-07-30|archive-date=2019-07-30|archive-url=https://web.archive.org/web/20190730081230/http://docs.cntd.ru/document/1200123492|deadlink=no}}</ref>.

Например, обозначение 6Ч15/18 указывает на 6-цилиндровый четырёхтактный двигатель с диаметром поршней 15 см и ходом 18 см, 12ДКРН20/30 — на 12-цилиндровый двухтактный крейцкопфный реверсивный с наддувом, диаметр поршней 20 см и ходом 30 см (примеры условны).

Стандартами определяются также технические условия (температура воздуха, атмосферное давление и влажность, вид топлива, потребление мощности внешними агрегатами) для испытаний ДВС, например, на мощность. Поскольку условия такие в разных странах отличаются, то и заявленная производителем мощность может отличаться по локальным стандартам в ту или иную сторону (ввиду разброса размеров деталей, например, системы газораспределения, мощность двигателей всегда имеет естественный заводской разброс; у двухтактных ДВС, ввиду большего влияния этой системы на мощность, такой разброс выше).

Существует, например, понятие "мощность брутто" и "мощность нетто" (SAE)<ref>{{Cite web|url=http://docs.cntd.ru/document/gost-14846-81|title=ГОСТ 14846-81|publisher=docs.cntd.ru|accessdate=2020-01-15|archive-date=2020-01-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20200115110807/http://docs.cntd.ru/document/gost-14846-81|deadlink=no}}</ref>. Первая указывает на мощность, снимаемую с вала, без привода помпы, генератора и вентилятора и снятым воздухоочистителем, вторая — со всеми этими агрегатами. До 1971 года автопроизводители (в рекламных целях) указывали в характеристиках двигателя мощность брутто, которая больше примерно на 20%. Это относилось и к таким советским двигателям как ГАЗ-24, Москвич-412. Однако и позднее были "рецидивы" внесения в характеристики мощности брутто (ЗМЗ-406<ref>{{Cite web|url=https://auto-gl.ru/tehnicheskie-harakteristiki-zmz-406-2-3-l-100-l-s/|title=Технические характеристики ЗМЗ 406 2,3 л/100 л. с. {{!}} AUTO-GL.ru|publisher=auto-gl.ru|accessdate=2020-01-15|archive-date=2020-01-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20200115110836/https://auto-gl.ru/tehnicheskie-harakteristiki-zmz-406-2-3-l-100-l-s/|deadlink=no}}</ref> с заявленной мощностью 150 л.с.).

== Основные параметры двигателя ==
С работой поршневого двигателя внутреннего сгорания связаны следующие параметры.

*[[Верхняя мёртвая точка]] (в. м. т.) — крайнее верхнее положение поршня.
* Нижняя [[мёртвая точка]] (н. м. т.) — крайнее нижнее положение поршня.
* Радиус кривошипа — расстояние от оси коренной шейки коленчатого вала до оси его шатунной шейки
* Ход поршня — расстояние между крайними положениями поршня, равное удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота).
* Такт — часть рабочего цикла, происходящего при движении поршня из одного крайнего положения в другое.
* Объём камеры сгорания — объём пространства над поршнем, когда он находится в верхней мертвой точке.
*[[Рабочий объём]] цилиндра — объём, освобождаемый поршнем при перемещении его от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке.
* Полный объём цилиндра — объём пространства над поршнем при нахождении его в нижней мёртвой точке. Полный объём цилиндра равен сумме рабочего объёма цилиндра и объёма камеры сгорания.
*[[Рабочий объём]] двигателя для многоцилиндровых двигателей — это произведение рабочего объёма на число цилиндров.
*[[Степень сжатия (двигателестроение)|Степень сжатия]] — отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания.

== Характеристики ДВС ==
Потребительские качества поршневого двигателя характеризуются следующими показателями:

# Массовые показатели, в кг на литр рабочего объёма (обычно от 30 до 80) - удельная масса, и в кВт/кг - удельная мощность. Они важнее для транспортных, особенно для авиационных, двигателей.
# [[Удельный расход топлива]], г/л.с.*час (г/кВт*ч), или для конкретных видов топлив с разной плотностью и агрегатным состоянием, л/кВт*ч, м<sup>3</sup>/кВт*ч.
# Ресурс в часах (моточасах). Некоторые применения ДВС {{Comment|не требуют большого ресурса|поскольку время их работы за весь срок эксплуатации устройства невелико, и для военных применений может исчисляться секундами}} (пусковые ДВС, двигатели [[Противотанковая управляемая ракета|ПТУР]], торпед и дронов), и потому в их конструкции могут отсутствовать, например, фильтры для масла и воздуха. Ресурс таких специфических ДВС, как огнестрельное оружие, исчисляют в количестве выстрелов до смены ствола. Наиболее долговечные двигатели должны иметь ресурс в десятки и сотни тысяч часов (судовые и мощные стационарные), соответствующий ресурсу судна или силовой установки.
# Экологические характеристики ({{Comment|как самостоятельные, так и в составе транспортного средства|Вредные выбросы двигателя исчисляются в граммах на киловатт-час выработанной энергии, либо в процентном содержании вредных веществ в отходящих газах. В отличие от этого, выбросы транспортного средства исчисляются в граммах (килограммах) на километр пройденного пути}}), определяющие возможность его эксплуатации.
# Транспортные характеристики, определяющие кривую [[Крутящий момент|крутящего момента]] в зависимости от [[Число оборотов|числа оборотов]]. При работе двигателя по винтовой характеристике, обычно без трансмиссии, специальная корректировка транспортной характеристики не требуется, но в автомобилях и тракторах хорошая транспортная характеристика (высокий запас крутящего момента, {{Comment|тихоходная настройка|характеризуется максимумом крутящего момента ДВС на оборотах менее 60% от максимальных}}) позволяют уменьшить число передач в [[Трансмиссия|трансмиссии]] и облегчить управление.
# Шумность двигателя, зачастую определяемая его применением в люксовых моделях автомобилей или {{Comment|подводных лодках|Низкая шумность двигателей обеспечивает кораблю скрытность. Поэтому в погруженном состоянии вместо ДВС используют электродвигатели и двигатели Стирлинга, ранее применялся двигатель Вальтера. Однако в надводном режиме также необходимо снижение шумности дизелей.}}. Для снижения шумности часто снижают жёсткость подвески двигателя, усложняют схемы выпуска газов (например, выпуск газов через винт в подвесных моторах), а также капотируют.

=== Скоростные характеристики ===
[[Файл:Boxsterdyno-ru.svg|thumb|350px|Внешняя скоростная характеристика 2,7-литрового шестицилиндрового двигателя Porsche Boxster]]
ДВС, отдающие мощность на выходной вал, обычно характеризуются кривыми [[Момент силы|крутящего момента]] и мощности в зависимости от [[Частота|частоты]] вращения вала (от минимально устойчивых оборотов [[Холостой ход|холостого хода]] до максимально возможных, при которых ДВС может длительно работать без поломок)<ref>{{Cite web|url=https://wiki.zr.ru/Характеристики_двигателя|title=Характеристики двигателя — Энциклопедия журнала "За рулем"|publisher=wiki.zr.ru|accessdate=2020-02-11|archive-date=2020-02-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20200220071704/https://wiki.zr.ru/%25D0%25A5%25D0%25B0%25D1%2580%25D0%25B0%25D0%25BA%25D1%2582%25D0%25B5%25D1%2580%25D0%25B8%25D1%2581%25D1%2582%25D0%25B8%25D0%25BA%25D0%25B8_%25D0%25B4%25D0%25B2%25D0%25B8%25D0%25B3%25D0%25B0%25D1%2582%25D0%25B5%25D0%25BB%25D1%258F|deadlink=no}}</ref>. Дополнительно к двум этим кривым может быть представлена '''''кривая удельного расхода топлива'''''<ref>{{Cite web|url=http://stroy-technics.ru/article/skorostnaya-kharakteristika-dvigatelya|title=Скоростная характеристика двигателя|publisher=stroy-technics.ru|accessdate=2020-02-11|archive-date=2020-02-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20200220071702/http://stroy-technics.ru/article/skorostnaya-kharakteristika-dvigatelya|deadlink=no}}</ref>. По результатам анализа таких кривых определяется коэффициент запаса крутящего момента (он же коэффициент приспособляемости), и другие показатели, влияющие на конструкцию [[Трансмиссия|трансмиссии]]<ref name=":1">{{Cite web|url=https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=18652|title=РАСЧЕТ ВНЕШНЕЙ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ - Современные проблемы науки и образования (научный журнал)|publisher=www.science-education.ru|accessdate=2020-02-11|archive-date=2021-04-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20210411151641/https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=18652|deadlink=no}}</ref>.
[[Файл:Скоростная характеристика Отто-мотора.svg|мини|350x350пкс|Внешняя и частичные скоростные характеристики двигателей с количественным регулированием (бензиновые ДВС). Внешние скоростные характеристики — это верхние кривые момента и мощности]]
Для потребителей производители предоставляют внешние скоростные характеристики с нетто-мощностью ISO-1585, согласно региональному стандарту измерения мощности ДВС, который зависит от температуры, давления, влажности воздуха, применяемого топлива и наличия отбора мощности на установленные агрегаты. Двигатели производителей США обычно испытывают по другому стандарту (SAE). Внешней эту характеристику называют потому, что линии мощности и крутящего момента проходят выше частичных скоростных характеристик, и нельзя получить мощность выше этой кривой манипуляциями с органами подачи топлива.

В публикациях 1980-х годов и более ранних приводятся скоростные характеристики, базирующиеся на измерении '''''мощности брутто''''' (кривая крутящего момента, соответственно, также располагается на графике выше).

Кроме полных, в расчётах транспортных трансмиссий активно используются '''''частичные скоростные характеристики''''' — эффективные показатели двигателя при промежуточных положениях регулятора подачи топлива (или дроссельной заслонки в случае бензиновых двигателей)<ref name=":1" />. Для транспортных средств с [[Гребной винт|гребными винтами]] на таких характеристиках приводят '''''винтовые характеристики''''' при различных положениях шага винта с регулируемым шагом<ref>{{Cite web|url=https://www.korabel.ru/dictionary/detail/191.html|title=ВИНТОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА работы главного двигателя — Словарь морских терминов на Корабел.ру|publisher=www.korabel.ru|lang=ru|accessdate=2020-02-11|archive-date=2020-02-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20200220071706/https://www.korabel.ru/dictionary/detail/191.html|deadlink=no}}</ref>.

Существуют и другие характеристики, не публикуемые для потребителей, например, с кривыми индикаторной мощности, индикаторного расхода топлива и индикаторного крутящего момента и используемые при расчёте ДВС, а также '''''абсолютная скоростная характеристика''''', показывающая максимально возможную мощность данного двигателя, которую можно получить при подаче большего количества топлива, чем на номинальном режиме. Для дизельных двигателей строится также линия дымления, работа за которой не допускается<ref>{{Cite web|url=https://mash-xxl.info/info/303954/|title=Характеристика скоростная внешняя — Энциклопедия по машиностроению XXL|publisher=mash-xxl.info|accessdate=2020-02-11|archive-date=2020-02-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20200220071704/https://mash-xxl.info/info/303954/|deadlink=no}}</ref>.

Работа на абсолютной характеристике практически (кроме пуска ДВС) не производится, поскольку при этом снижается экономичность и экологичность двигателя, сокращается ресурс (особенно для дизельных двигателей, у которых работа за {{Comment|пределом дымления|Для дизельного двигателя предел дымления характеризуется минимальным коэффициентом избытка воздуха; при его дальнейшем уменьшении значительно снижается полнота сгорания, снижается КПД, происходящее при выпуске догорание смеси вызывает сильный перегрев клапанов и выпускного коллектора. Внешне это явление проявляется сильным чёрным дымом и разогревом выпускного коллектора докрасна. На диаграмме предел дымления ограничен так называемой линией дымления, за которой длительная работа двигателя запрещена.}} сокращает ресурс двигателя до считанных часов)<ref>{{Cite web|url=https://mash-xxl.info/info/654963/|title=Внешние скоростные характеристики дизелей - Энциклопедия по машиностроению XXL|publisher=mash-xxl.info|accessdate=2020-02-11|archive-date=2020-02-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20200220071702/https://mash-xxl.info/info/654963/|deadlink=no}}</ref>.
[[Файл:Скоростная характеристика дизеля.svg|мини|350x350пкс|Внешняя, частичные, и абсолютная скоростные характеристики двигателя с качественным регулированием мощности (дизели). Абсолютная скоростная характеристика — самые верхние линии момента и мощности, длительная работа с такой подачей топлива не допускается]]
Характерное отличие скоростных характеристик дизельного и искрового двигателя (частичные скоростные характеристики второго резко снижаются в области больших оборотов) вызвано принципиальным различием способа регулирования мощности: в газовых и бензиновых двигателях подача воздуха или горючей смеси ограничивается дроссельной заслонкой (количественное регулирование), и при увеличении дросселирования наполнение цилиндра резко уменьшается с ростом скорости вращения, в дизельных же двигателях количество воздуха остаётся прежним, и крутящий момент снижается примерно пропорционально цикловой подаче топлива<ref>{{Cite web|url=http://vdvizhke.ru/dvigateli-vnutrennego-sgoranija/osnovnye-uzly-dvigatelej/regulirovanie-dvs.html|title=Регулирования двигателя внутреннего сгорания|website=vdvizhke.ru|access-date=2021-05-18|archive-date=2021-05-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20210518122032/http://vdvizhke.ru/dvigateli-vnutrennego-sgoranija/osnovnye-uzly-dvigatelej/regulirovanie-dvs.html|deadlink=no}}</ref>.

Это влечёт за собой два важных следствия: первое, бензиновые двигатели имеют более высокий {{Comment|коэффициент приспособляемости|Коэффициент приспособляемости, он же запас крутящего момента - отношение максимального крутящего момента к крутящему моменту на номинальной частоте вращения. Типичная величина на номинальной мощности для искровых 1.2..1.35, для дизелей без корректировки характеристики 1.05..1.1.}}, и потому автомобиль, оснащённый таким двигателем, может иметь меньшее число передач в коробке скоростей; второе, дизельные двигатели значительно меньше снижают свой КПД при работе на частичных скоростных характеристиках<ref>{{Статья|ссылка=https://elibrary.ru/item.asp?id=25323277|автор=Сидоров В. Н., Царёв О. А., Голубина С. А.|заглавие=Расчет Внешней Скоростной Характеристики Двигателя Внутреннего Сгорания|год=2015|язык=ru|издание=Современные Проблемы Науки И Образования|выпуск=1—1|issn=2070-7428|archivedate=2021-05-18|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210518122110/https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25323277}}</ref>. В связи с этим, поздние модели двигателей с внутрицилиндровым впрыском (FSI) на частичных нагрузках дросселируют меньше, при этом в цилиндрах происходит так называемое послойное смесеобразование (очаг сгорания вокруг факела топлива в центре окружён воздухом). Одновременно с ростом КПД такой процесс сгорания снижает выбросы<ref>{{Cite web|url=http://systemsauto.ru/feeding/motronic_med.html|title=Система непосредственного впрыска топлива – устройство, принцип действия|website=systemsauto.ru|access-date=2021-05-18|archive-date=2021-12-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20211223171541/http://systemsauto.ru/feeding/motronic_med.html|deadlink=no}}</ref>. Таким образом, эти двигатели будут иметь характеристики, промежуточные между упомянутыми.

С другой стороны, в последние десятилетия стали активно применять дросселирование дизельных двигателей, вводимое с целью улучшения транспортной характеристики. Наибольший эффект дросселирование даёт на дизелях, снабжённых турбонаддувом<ref>{{Cite web|url=https://cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-ekonomichnosti-teplovoznyh-i-sudovyh-dizeley-na-malyh-nagruzkah-i-holostom-hodu-drosselirovaniem-nadduvochnogo-vozduha/viewer|title=Повышение экономичности тепловозных и судовых дизелей на малых нагрузках и холостом ходу дросселированием наддувочного воздуха|website=cyberleninka.ru|access-date=2021-05-18|archive-date=2021-05-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20210518143722/https://cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-ekonomichnosti-teplovoznyh-i-sudovyh-dizeley-na-malyh-nagruzkah-i-holostom-hodu-drosselirovaniem-nadduvochnogo-vozduha/viewer|deadlink=no}}</ref>.

=== Ресурс ДВС ===
В значительной степени определяется конструкцией и степенью форсировки. С конструктивной точки зрения, важнейшими для ресурса являются износостойкость цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, на которые кроме твёрдости, типа смазки, и антифрикционных материалов, большое влияние оказывает качество фильтрации поступающего воздуха и циркулирующего в двигателе масла<ref>{{Статья|ссылка=http://elar.tsatu.edu.ua/handle/123456789/9430|автор=Алексей Борисович Стефановский, Олексій Борисович Стефановський, Oleksii Stefanovskyi|заглавие=Влияние моторного масла на причины и факторы износа автотракторных двигателей|год=2017|язык=ru|издание=|archivedate=2021-05-20|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210520161534/http://elar.tsatu.edu.ua/handle/123456789/9430}}</ref>. 

В последнее время, в связи с ростом экологических требований, предельно допустимый ресурс двигателя ограничен не только его снижением мощности и расхода топлива, но и ростом вредных выбросов. Во всех случаях происходит постепенный износ подшипников и уплотнений валов, а в связи с зависимостью основного механизма двигателя от вспомогательных агрегатов ресурс ограничен отказом первого из них. 

Обычно двигатели имеют интервалы обслуживания, связанные с промывкой или сменой фильтров, также масла, свечей зажигания, зубчатых ремней или цепей. Смотря по конструкции, двигатели нуждаются в различных типах проверочных и регулировочных работ, гарантирующих следующий период безотказной работы мотора. Однако даже при соблюдении всех правил обслуживания, двигатель постепенно изнашивается. Кроме заданного заводом ресурса (обусловленного твёрдостью и притиркой изнашиваемых деталей и тепловым режимом), при прочих равных условиях двигатель значительно дольше служит на частичных мощностных режимах<ref>{{Cite web|url=https://aif.ru/auto/support/na_kakoy_resurs_rasschitany_sovremennye_dvigateli|title=На какой ресурс рассчитаны современные двигатели?|website=aif.ru|date=2019-05-21|access-date=2021-05-14|archive-date=2021-05-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20210514062222/https://aif.ru/auto/support/na_kakoy_resurs_rasschitany_sovremennye_dvigateli|deadlink=no}}</ref>.

== Топливная экономичность искровых ДВС ==
{{Main|Октановое число}}Сжатие топливо-воздушной смеси в искровых ДВС повышает их эффективность (КПД), но рост [[Степень сжатия|степени сжатия]] также увеличивает вызываемое сжатием нагревание рабочей смеси согласно [[Закон Шарля|закону Шарля]]. Если топливо легковоспламеняемое, вспышка происходит до достижения [[Поршень|поршнем]] [[Верхняя мёртвая точка|ВМТ]]. Это приводит к такому увеличению давления в процессе сжатия, что повредит двигателю. Поэтому в двигателе с искровым зажиганием ([[Цикл Отто|отто-мотор]]) самовоспламенение топлива недопустимо. Самовоспламенение, требующее значительного времени для предпламенных реакций, иногда возникает при достаточно малом числе оборотов, проявляется обычно как то, что двигатель не глохнет при выключении зажигания, а продолжает неравномерное вращение, иногда в обратную сторону (калильное зажигание от свечей и частиц нагара). Это может приводить к повреждению двигателя, поэтому для его исключения принимаются конструктивные меры.

Область топливного заряда в искровых ДВС отделена от продуктов реакции фронтом пламени, движущимся со порядка 50 м/с (скорость пламени зависит от турбулизации смеси, её состава и типа топлива, энергии пробоя искрового промежутка, неравномерности состава при послойном образовании и других факторов). В условиях нормального горения фронт пламени, в котором и происходит горение, проходит с этой скоростью от свечи до стенок цилиндра. Однако при работе часто наблюдается быстрое самовоспламенение последних порций топливной смеси, происходящее в объёме. Явление это получило название детонации. Причиной детонации является значительное увеличение давления и температуры в оставшейся части заряда (поджатие продуктами горения)  из-за , а также диффузия активных веществ из фронта пламени вместе с достаточным временем (десятки миллисекунд), позволяющим пройти предпламенным реакциям. При отсутствии подачи искры детонация при сжатии и расширении не наблюдается (детонация не самовоспламенение)<ref>{{Книга|автор=Хиллиард Д., Спринглер Дж.|заглавие=Топливная экономичность автомобилей с бензиновыми двигателями|ответственный=|издание=|место=Москва|издательство=Машиностроение|год=1988|страницы=209—268|страниц=509|isbn=|isbn2=}}</ref>.

Когда же детонация наконец возникает, то скорость сгорания достигает величин 2 км/с и более, тем самым в цилиндре образуются многократные отражённые ударные волны, снаружи воспринимаемые как звонкий стук. Ударные волны, принимая в себя часть энергии топлива, не только снижают мощность, но и наносят повреждения деталям двигателя таким как поршень, кольца и головка цилиндров. В конечном счёте, энергия детонационных волн переходит в тепловую, поэтому при детонации двигатель может перегреваться. Длительная работа с сильной детонацией вызывает выкрашивание материала, поломки поршневых колец, прогар поршня, и потому недопустима; причём поверхность, повреждённая детонацией, лишь усиливает это явление<ref>{{Книга|автор=Хиллиард Д., Спринглер Дж.|заглавие=Топливная экономичность автомобилей с бензиновыми двигателями|ответственный=|издание=|место=Москва|издательство=Машиностроение|год=1988|страницы=252—268|страниц=509|isbn=|isbn2=}}</ref>.

В результате этого для каждого двигателя, с учётом его быстроходности, выбранной степени сжатия, угла опережения зажигания, величины подогрева заряда, способа смесеобразования и турбулизации заряда, существует предел работы без детонации на данном виде топлива. Применение топлива с меньшей стойкостью может приводить к описанным выше явлениям в двигателе, что вызывает его отказ. Стойкость топлива к детонационному сгоранию определяют обычно по сравнению с эталонной смесью изооктана и н-гептана. Если бензин имеет октановое число 80, его стойкость соответствует смеси 80% изооктана и 20% н-гептана. Для топлив, имеющих стойкость выше изооктана, число определяют сравнением смешением других смесей. В общем случае, величина измеренного ОЧ зависит от методики. Стойкость топлива к самовоспламенению и детонационная стойкость не равнозначны (нет линейной корреляции). Поэтому организация рабочего процесса в двигателе должна учитывать обе опасности.

В двигателях с воспламенением от сжатия, самовоспламенение топлива носит позитивный характер и оценивается [[Цетановое число|цетановым числом]] топлива. Большее число показывает более быстрое воспламенение; обычно применяют топлива с ЦЧ более 40. Жёсткость сгорания в дизелях ограничена постепенным сгоранием топлива по мере его подачи, поэтому классической детонации при исправной топливной аппаратуре в таком двигателе не наблюдается.

== Термодинамика классического поршневого ДВС ==
{{Основной источник|{{статья|заглавие=Учебник по двигателям внутреннего сгорания|ссылка=http://www.cogeneration.com.ua/htm/part1.htm}}}}
Тепловой расчёт ДВС был впервые разработан русским профессором [[Гриневецкий, Василий Игнатьевич|Гриневецким]], директором Императорского Московского технического училища. Его жизнь в 1919-м оборвала Гражданская война. В нашей стране его продолжателем явились такие русские инженеры как [[Брилинг, Николай Романович|Брилинг]], [[Мазинг, Евгений Карлович|Мазинг]] и [[Сикорский, Игорь Иванович|Сикорский]] (последний эмигрировал).

Первым и главнейшим в расчёте каждого поршневого ДВС является его рабочий объём.

<math>V_h=i*\pi*(D^2/4)*S</math>,    где i и D - диаметр и число цилиндров, а S - ход поршня.

Одним из главных показателей цикла ДВС служит индикаторный КПД, зависящий от степени сжатия и показателя политропы рабочего тела.

Вторым важным уравнением является связь индикаторной мощности с рабочим объёмом двигателя, числом оборотов и степенью форсировки (приведённым индикаторным давлением).

Индикаторный КПД двигателя вычисляется на основании данных индикаторной мощности, расхода топлива, и его теплотворной способности.

Эффективная мощность и эффективное индикаторное давление отличаются от индикаторных на величину механических потерь, выраженных через механический КПД.

Механические потери включают в себя как трение цилиндро-поршневой группы и механизма газораспределения, так и потери в навесных агрегатах (помпа, маслонасос, генератор) и потери в процессе газообмена (отрицательная петля работы в индикаторной диаграмме 4-тактного ДВС).

Термодинамические показатели в целом не связаны с устройством конкретного двигателя, но соответствующие коэффициенты в формулах, обусловленные механическими потерями, максимальной степенью сжатия и плотностью воздуха на впуске, определены конструкцией. Термодинамические показатели влияют не только на КПД и мощность, но и экологические показатели двигателя.

== Влияние поршневых ДВС на экологию, и экологических требований на их конструкцию ==


Сотни миллионов регулярно используемых транспортных (в основном, поршневых) ДВС, потребляя ежедневно огромное количество нефтепродуктов<ref>{{Cite web|url=https://barrel.black/zapasy-i-potreblenie-nefti.html|title=Запасы нефти в мире и потребление Онлайн|lang=ru|accessdate=2019-07-25|archive-date=2019-07-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20190725125222/https://barrel.black/zapasy-i-potreblenie-nefti.html|deadlink=no}}</ref>, дают в сумме большие вредные выбросы. Их разделяют на углеводороды (CH), окись углерода (CO), и окислы азота (NOx). Также ранее использовали этилированный бензин, продукты сгорания которого [[Свинецорганические соединения|содержали]] практически не выводимый из организма человека [[свинец]]. Наиболее это сказывается в крупных городах, расположенных в низинах и окруженных возвышенностями: при безветрии в них образуется [[смог]].

В первые десятилетия развития автотранспорта этому не уделялось достаточное внимание, поскольку автомобилей было меньше. В дальнейшем производителей обязали соблюдать определённые [[нормы выбросов]], причём они становятся строже. Для уменьшения выбросов в принципе возможны три пути:

# Выбор экологически чистого топлива (водород, природный газ) или улучшение традиционного жидкого (бензин и дизтопливо "Евро-5").
# Изменение параметров цикла двигателя или разработка новых (снижение степени сжатия, расслоение заряда, внутрицилиндровый впрыск, системы компьютерного управления с использованием датчиков кислорода, система [[Аккумуляторная топливная система|Common rail]] на дизелях, и др.).
# Снижение содержания вредных выбросов с использованием термических (ранее) и каталитических (настоящее время) катализаторов.

Существующие нормы токсичности в развитых странах требуют обычно применения нескольких способов сразу. При этом обычно ухудшается экономичность как автомобилей, так и всего транспортного (включая нефтеперегонные заводы) комплекса, поскольку оптимумы циклов по экономичности и экологичности у двигателей обычно не совпадают, а изготовление высокоэкологичного топлива требует больше энергии.

Для снижения выбросов во многих случаях приходится уменьшать степень сжатия, максимальную частоту вращения (необходимая мощность в таких случаях достигается меньше влияющим на выбросы турбонаддувом); конструкторам пришлось отказаться от перспективнейшего по экономичности применению бензиновых ДВС, работающих на обеднённой смеси. Тем не менее, несмотря на выполнение норм по вредным выбросам, в настоящее время встал вопрос о дальнейшем применении двигателей на ископаемых топливах в связи с проблемой [[Глобальное потепление|глобального потепления]]. С учётом также и ограниченных запасов нефти в ближайшие десятилетия следует ожидать расширения доли двигателей на возобновляемых топливах, а также электродвигателей на перспективных электромобилях. Тем самым, область применения поршневых ДВС начнёт сужаться.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{Anc|ист.1}}{{книга|автор= В. П. Алексеев, В. Ф. Воронин, Л. В. Грехов и др.|заглавие= «ДВС: устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей»|оригинал= |ссылка= http://bookree.org/reader?file=489305|викитека= |ответственный= под ред. А. С. Орлина и М. Г. Круглова|издание= 4-е, переработанное и дополненное|место= Москва|издательство= Машиностроение |год= 1990|страницы= |страниц= 288|isbn= 5-217-00117-8}}{{Anc-end}}
* {{Anc|ист.2}}{{книга|автор= Д. Н. Вырубов, С. Е. Ефимов, Н. А. Иващенко и др.|заглавие= «ДВС: конструирование и расчёт на прочность поршневых и комбинированных двигателей»|оригинал= |ссылка= http://bookree.org/reader?file=638678|викитека= |ответственный= под ред. А. С. Орлина и М. Г. Круглова|издание= 4-е, переработанное и дополненное|место= Москва|издательство= Машиностроение |год= 1984|страницы= |страниц= 384|isbn= }}{{Anc-end}}
* {{Anc|ист.3}}{{книга|автор= А. Н. Ларионов, Н. Н. Ларионова, В. В. Чёрнышев|заглавие= «Термодинамические циклы»|оригинал= |ссылка= http://bookree.org/reader?file=804477|викитека= |ответственный= |издание= |место= Воронеж|издательство= Издательско-полиграфический центр ВГУ |год= 2007|страницы= 14-30|страниц= 77|isbn= }}{{Anc-end}}
* {{Anc|ист.4}}{{книга|автор= В. М. Архангельский, М. М. Вихерт, А. Н. Воинов и др.|заглавие= «Автомобильные двигатели»|оригинал= |ссылка= http://bookree.org/reader?file=313358|викитека= |ответственный= под ред. М. С. Ховаха|издание= |место= Москва|издательство= Машиностроение |год= 1977|страницы= |страниц= 591|isbn= }}{{Anc-end}}
* ''Butz, J. S.'' [https://books.google.com/books?id=xdQbTl27OrwC&pg=PA34#v=onepage&q&f=false Powerplants — Piston & Turbine]. // ''Flying Magazine''. — November 1963. — Vol. 73 — No. 5 — P. 33-36, 102—104.
=== стандарты и спецификации ===
* {{Anc|ГОСТ 10150-2014}}{{книга|автор= |заглавие= ГОСТ 10150-2014. «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Общие технические условия»|оригинал= |ссылка= http://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293759/4293759902.htm|викитека= |ответственный= |издание= |место= Москва|издательство= ФГУП «Стандартинформ»|год= 2015|страницы= |страниц= 37|isbn= }}{{Anc-end}}
* {{Anc|ГОСТ 23550-79}}{{книга|автор= |заглавие= ГОСТ 23550-79. «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Обозначение и нумерация цилиндров»|оригинал= |ссылка= http://files.stroyinf.ru/Index2/1/4294830/4294830556.htm|викитека= |ответственный= |издание= |место= Москва|издательство= ИПК Издательство стандартов|год= 2003|страницы= |страниц= 4|isbn= }}{{Anc-end}}
* {{Anc|ГОСТ 22836-77}}{{книга|автор= |заглавие= ГОСТ 22836-77. «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Направление вращения»|оригинал= |ссылка= http://files.stroyinf.ru/Index2/1/4294831/4294831107.htm|викитека= |ответственный= |издание= |место= Москва|издательство= ИПК Издательство стандартов|год= 2000|страницы= |страниц= 2|isbn= }}{{Anc-end}}

== Ссылки ==
* [http://icarbio.ru/articles/uvelichivaem_probeg.html Бен Найт «Увеличиваем пробег»] {{Wayback|url=http://icarbio.ru/articles/uvelichivaem_probeg.html |date=20111125055749 }} // Статья о технологиях, которые уменьшают расход топлива автомобильным ДВС

{{Внешние ссылки}}
{{Двигатели|state1=expanded}}

[[Категория:Двигатель внутреннего сгорания]]