Двигатель внутреннего сгорания - это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.
      Первый практически пригодный газовый Д. в. с. был сконструирован французским механиком Э. Ленуардом (1860). В 1876 немецкий изобретатель Н. Отто построил более совершенный 4-тактный газовый Д. в. с. По сравнению с паромашинной установкой Д. в. с. принципиально более прост, т.к. устранено одно звено энергетического преобразования - парокотельный агрегат. Это усовершенствование обусловило большую компактность Д. в. с., меньшую массу на единицу мощности, более высокую экономичность, но для него потребовалось топливо лучшего качества (газ, нефть).
      В 1880-х гг. О.С. Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель. В 1897 нем. Инженер Р. Дизель, работая над повышением эффективности Д. в. с., предложил двигатель с воспламенением от сжатия. Усовершенствование этого Д. в. с. на заводе Л. Нобеля в Петербурге (ныне "Русский дизель") в 1898 - 99 позволило применить в качестве топлива нефть. В 1901 в США был разработан первый трактор с Д. в. с. Дальнейшее развитие автомобильных Д. в. с. позволило братьям О. и У. Райт построить первый самолёт с Д. в. с., начавший свои полёты в 1903. В том же году русские инженеры установили Д. в. с. на судне "Вандал", создав первый теплоход.
      По роду топлива Д. в. с. разделяются на двигатели жидкого топлива и газовые. По способу заполнения цилиндра свежим зарядом - на 4-тактные и 2-тактные. По способу приготовления горючей смеси из топлива и воздуха - на двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием. К двигателям с внешним смесеобразованием относятся карбюраторные и газосмесительные. В Д. в. с. с внешним смесеобразованием зажигание рабочей смеси в цилиндре производится электрической искрой. В двигателях с внутренним смесеобразованием топливо самовоспламеняется впрыскивании его в сжатый воздух, нагретый до высокой температуры.
      Рабочий цикл 4-тактного карбюраторного Д. в. с. совершается за 4 хода поршня (такта), т.е. за 2 оборота коленчатого вала. При первом такте - впуске поршень движется от верхней мёртвой точки (в.м.т.) к нижней мёртвой точке (н.м.т.). Впускной клапан при этом открыт и горючая смесь из карбюратора поступает в цилмндр. В течение 2-го такта - сжатия, когда поршень движется от н.м.т. к в.м.т., впускной и выпускной клапаны закрыты и смесь сжимается до давления 0,8 - 2 Мпа. Температура смеси в конце сжатия составляет 200 - 400оС. В конце сжатия смесь воспламеняется электрической искрой и происходит сгорание топлива. В конце сгорания давление в цилиндре становится 3 - 6 Мпа, а температура 1600 - 2200оС. 3-й такт цикла - расширение называется рабочим ходом; в течение этого такта происходит преобразование тепла, полученного при сгорании топлива, в механическую работу. 4-й такт - выпуск происходит при движении поршня от н.м.т. к в.м.т. при открытом выпускном клапане. Отработавшие газы вытесняются поршнем.
      Рабочий цикл 2-тактного карбюраторного Д. в. с. осуществляется за 2 хода поршня или за 1 оборот коленчатого вала. Процессы сжатия, сгорания и расширения практически аналогичны соответствующим процессам 4-тактного Д. в. с. При прочных равных условиях 2-тактный двигатель должен быть в 2 раза более мощным, чем 4-тактный, т.к. рабочий ход в 2-тактном двигателе происходит в 2 раза чаще,, однако на практике мощность 2-тактного карбюраторного Д. в. с. часто не только не превышает мощность 4-тактного с тем же диаметром цилиндра и ходом поршня, но оказывается даже ниже. Это обусловлено тем, что значительная часть хода(20 - 35%) поршень совершает при открытых окнах, когда давление в цилиндре невелико и двигатель практически не производит работы; продувка цилиндра требует затрат мощности на сжатие воздуха в продувочном насосе; очистка пространства цилиндра от продуктов сгорания газов и наполнение его свежим зарядом значительно хуже, чем в 4-тактном Д. в. с.
      Наибольшая мощность 4-тактного карбюраторного Д. в. с. 600 квт. Мотоциклетные карбюраторные 2-тактные и 4-тактные Д. в. с. имеют мощность от 3,5 до 45 квт. Авиационные поршневые двигатели с непосредственным впрыском бензина и искровым зажиганием развивают до 1100 квт и более.
      Система охлаждения может быть жидкостной и воздушной. Жидкостная система состоит из рубашек цилиндров и головок, заполненных охлаждающей жидкостью, насоса, радиатора, в котором жидкость охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором, и устройств, регулирующих температуру воды. Воздушное охлаждение осуществляется обдувом цилиндров и головок вентилятором или потоком воздуха.
      Система питания осуществляет приготовление горючей смеси из топлива и воздуха в пропорции, соответствующей режиму работы, и в количестве, зависящем от мощности двигателя. Система состоит из топливного бака, топливоподкачивающего насоса, топливного фильтра, трубопроводов и карбюратора, являющегося основным узлом системы.
      Система зажигания служит для образования в камере сгорания искры, воспламеняющей рабочую смесь. В систему зажигания входят источники тока - генератор и аккумулятор, а также прерыватель, от которого зависит момент подачи искры. В систему включается распределитель тока высокого напряжения по соответствующим цилиндрам. В одном агрегате с прерывателем находится конденсатор, улучшающий работу прерывателя, и катушка зажигания, с которой снимается высокое напряжение. В то время, когда Д. в. с. не имели электрического зажигания, применялись запальные калоризаторы.
      Экономичность работы Д. в. с. характеризуется эффективным кпд, которое представляет собой отношение полезной работы к количеству тепла, которое выделяется при полном сгорании топлива, затраченного на получение этой работы. Максимальный эффективный кпд наиболее совершенных Д. в. с. около 44%.

На главную