Internal combustion engine

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО "Сибирской государственной  автомобильно-дорожной академии (СИБАДИ)" Сургутский филиал

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по английскому языку

на тему: internal combustion engine

 

 

 

 

 

Выполнил студент АТ210cz3

Шептицкий А.Н.

Зачетная книжка № А3 72/10

Проверил КФН Ахметзянова  Ф.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

Сургут 2011

INTERNAL COMBUSTION ENGINE

 

The internal combustion engine is an engine in which the combustion of a fuel (normally a fossil fuel) occurs with an oxidizer (usually air) in a combustion chamber. In an internal combustion engine, the expansion of the high-temperature and -pressure gases produced by combustion applies direct force to some component of the engine, such as pistons, turbine blades, or a nozzle. This force moves the component over a distance, generating useful mechanical energy.

The term internal combustion engine usually refers to an engine in which combustion is intermittent, such as the more familiar four-stroke and two-stroke piston engines, along with variants, such as the six-stroke piston engine and the Wankel rotary engine. A second class of internal combustion engines use continuous combustion: gas turbines, jet engines and most rocket engines, each of which are internal combustion engines on the same principle as

The internal combustion engine (or ICE) is quite different from external combustion engines, such as steam or Stirling engines, in which the energy is delivered to a working fluid not consisting of, mixed with, or contaminated by combustion products. Working fluids can be air, hot water, pressurized water or even liquid sodium, heated in some kind of boiler.

A large number of different designs for ICEs have been developed and built, with a variety of different strengths and weaknesses. Powered by an energy-dense fuel (which is very frequently gasoline, a liquid derived from fossil fuels). While there have been and still are many stationary applications, the real strength of internal combustion engines is in mobile applications and they dominate as a power supply for cars, aircraft, and boats.

Internal combustion engines are most commonly used for mobile propulsion in vehicles and portable machinery. In mobile equipment, internal combustion is advantageous since it can provide high power-to-weight ratios together with excellent fuel energy density. Generally using fossil fuel (mainly petroleum), these engines have appeared in transport in almost all vehicles (automobiles, trucks, motorcycles, boats, and in a wide variety of aircraft and locomotives).

Where very high power-to-weight ratios are required, internal combustion engines appear in the form of gas turbines. These applications include jet aircraft, helicopters, large ships and electric generators.

Four-stroke cycle (or Otto cycle)

1. Intake

2. Compression

3. Power

4. Exhaust

 

As their name implies, four-stroke internal combustion engines have four basic steps that repeat with every two revolutions of the engine:

(1) Intake stroke (2) Compression stroke (3) Power stroke and (4) Exhaust stroke

1. Intake stroke: The first stroke of the IC engine is also known as the suction stroke because the piston moves to the maximum volume position (downward direction in the cylinder). The inlet valve opens as a result of piston movement, and the vaporized fuel mixture enters the combustion chamber. The inlet valve closes at the end of this stroke.

2. Compression stroke: In this stroke, both valves are closed and the piston starts its movement to the minimum volume position (upward direction in the cylinder) and compresses the fuel mixture. During the compression process, pressure, temperature and the density of the fuel mixture increases.

3. Power stroke: When the piston reaches the minimum volume position, the spark plug ignites the fuel mixture and burns. The fuel produces power that is transmitted to the crank shaft mechanism.

4. Exhaust stroke: In the end of the power stroke, the exhaust valve opens. During this stroke, the piston starts its movement in the minimum volume position. The open exhaust valve allows the exhaust gases to escape the cylinder. At the end of this stroke, the exhaust valve closes, the inlet valve opens, and the sequence repeats in the next cycle. Four stroke engines require two revolutions.

Many engines overlap these steps in time; jet engines do all steps simultaneously at different parts of the engines.

Combustion

All internal combustion engines depend on the combustion of a chemical fuel, typically with oxygen from the air (though it is possible to inject nitrous oxide in order to do more of the same thing and gain a power boost). The combustion process typically results in the production of a great quantity of heat, as well as the production of steam and carbon dioxide and other chemicals at very high temperature; the temperature reached is determined by the chemical make up of the fuel and oxidisers (see stoichiometry), as well as by the compression and other factors.

The most common modern fuels are made up of hydrocarbons and are derived mostly from fossil fuels (petroleum). Fossil fuels include diesel fuel, gasoline and petroleum gas, and the rarer use of propane. Except for the fuel delivery components, most internal combustion engines that are designed for gasoline use can run on natural gas or liquefied petroleum gases without major modifications. Large diesels can run with air mixed with gases and a pilot diesel fuel ignition injection. Liquid and gaseous biofuels, such as ethanol and biodiesel (a form of diesel fuel that is produced from crops that yield triglycerides such as soybean oil), can also be used. Engines with appropriate modifications can also run on hydrogen gas, wood gas, or charcoal gas, as well as from so-called producer gas made from other convenient biomass. Recently, experiments have been made with using powdered solid fuels, such as the magnesium injection cycle.

Internal combustion engines require ignition of the mixture, either by spark ignition (SI) or compression ignition (CI). Before the invention of reliable electrical methods, hot tube and flame methods were used. Experimental engines with laser ignition have been built.

Gasoline Ignition Process

Gasoline engine ignition systems generally rely on a combination of a lead-acid battery and an induction coil to provide a high-voltage electric spark to ignite the air-fuel mix in the engine's cylinders. This battery is recharged during operation using an electricity-generating device such as an alternator or generator driven by the engine. Gasoline engines take in a mixture of air and gasoline and compress it to not more than 12.8 bar (1.28 MPa), then use a spark plug to ignite the mixture when it is compressed by the piston head in each cylinder.

Diesel Ignition Process

Diesel engines and HCCI (Homogeneous charge compression ignition) engines, rely solely on heat and pressure created by the engine in its compression process for ignition. The compression level that occurs is usually twice or more than a gasoline engine. Diesel engines will take in air only, and shortly before peak compression, a small quantity of diesel fuel is sprayed into the cylinder via a fuel injector that allows the fuel to instantly ignite. HCCI type engines will take in both air and fuel but continue to rely on an unaided auto-combustion process, due to higher pressures and heat. This is also why diesel and HCCI engines are more susceptible to cold-starting issues, although they will run just as well in cold weather once started. Light duty diesel engines with indirect injection in automobiles and light trucks employ glowplugs that pre-heat the combustion chamber just before starting to reduce no-start conditions in cold weather. Most diesels also have a battery and charging system; nevertheless, this system is secondary and is added by manufacturers as a luxury for the ease of starting, turning fuel on and off (which can also be done via a switch or mechanical apparatus), and for running auxiliary electrical components and accessories. Most new engines rely on electrical and electronic engine control units (ECU) that also adjust the combustion process to increase efficiency and reduce emissions.

Engine cycle

Two-stroke

This system manages to pack one power stroke into every two strokes of the piston (up-down). This is achieved by exhausting and recharging the cylinder simultaneously.

The steps involved here are:

1. Intake and exhaust occur at bottom dead center. Some form of pressure is needed, either crankcase compression or super-charging.
2. Compression stroke: Fuel-air mix is compressed and ignited. In case of diesel: Air is compressed, fuel is injected and self-ignited.
3. Power stroke: Piston is pushed downward by the hot exhaust gases.

Advantages: • It has no valves or camshaft mechanism, hence simplifying its mechanism and construction • For one complete revolution of the crankshaft, the engine executes one cycle—the 4-stroke executes one cycle per two crankshafts revolutions. • Less weight and easier to manufacture. • High power to weight ratio

Disadvantages: • The lack of lubrication system that protects the engine parts from wear. Accordingly, the 2-stroke engines have a shorter life. • 2-stroke engines do not consume fuel efficiently. • 2-stroke engines produce lots of pollution. • Sometimes part of the fuel leaks to the exhaust with the exhaust gases. In conclusion, based on the above advantages and disadvantages, the 2-stroke engines are supposed to operate in vehicles where the weight of the engine is required to be small, and the it is not used continuously for long periods of time.

Idealised P/V diagram for two stroke Otto cycle

Four-stroke

Engines based on the four-stroke ("Otto cycle") have one power stroke for every four strokes (up-down-up-down) and employ spark plug ignition. Combustion occurs rapidly, and during combustion the volume varies little ("constant volume"). They are used in cars, larger boats, some motorcycles, and many light aircraft. They are generally quieter, more efficient, and larger than their two-stroke counterparts.

The steps involved here are:

1. Intake stroke: Air and vaporized fuel are drawn in.
2. Compression stroke: Fuel vapor and air are compressed and ignited.
3. Combustion stroke: Fuel combusts and piston is pushed downwards.
4. Exhaust stroke: Exhaust is driven out. During the 1st, 2nd, and 4th stroke the piston is relying on power and the momentum generated by the other pistons. In that case, a four-cylinder engine would be less powerful than a six or eight cylinder engine.

 

Idealised Pressure/volume diagram of the Otto cycle showing combustion heat input Qp and waste exhaust output Qo, the power stroke is the top curved line, the bottom is the compression stroke

Diesel cycle

Most truck and automotive diesel engines use a cycle reminiscent of a four-stroke cycle, but with a compression heating ignition system, rather than needing a separate ignition system. This variation is called the diesel cycle. In the diesel cycle, diesel fuel is injected directly into the cylinder so that combustion occurs at constant pressure, as the piston moves.

 

P-v Diagram for the Ideal Diesel cycle. The cycle follows the numbers 1-4 in clockwise direction.

Five-stroke

The British company ILMOR presented a prototype of 5-Stroke double expansion engine, having two outer cylinders, working as usual, plus a central one, larger in diameter, that performs the double expansion of exhaust gas from the other cylinders, with an increased efficiency in the gas energy use, and an improved SFC. This engine corresponds to a 2003 US patent by Gerhard Schmitz, and was developed apparently also by Honda of Japan for a Quad engine. This engine has a similar precedent in a Spanish 1942 patent, by Francisco Jimeno-Cataneo, and a 1975 patent by Carlos Ubierna-Laciana. The concept of double expansion was developed early in the history of ICE by Otto himself, in 1879, and a Connecticut (USA) based company, EHV, built in 1906 some engines and cars with this principle, that didn't give the expected results.

Six-stroke

First invented in 1883, the six-stroke engine has seen renewed interest over the last 20 or so years.

Four kinds of six-stroke use a regular piston in a regular cylinder, firing every three crankshaft revolutions. The systems capture the wasted heat of the four-stroke Otto cycle with an injection of air or water.

Brayton cycle

A gas turbine is a rotary machine somewhat similar in principle to a steam turbine and it consists of three main components: a compressor, a combustion chamber, and a turbine. The air after being compressed in the compressor is heated by burning fuel in it, this heats and expands the air, and this extra energy is tapped by the turbine which in turn powers the compressor closing the cycle and powering the shaft.

Gas turbine cycle engines employ a continuous combustion system where compression, combustion, and expansion occur simultaneously at different places in the engine—giving continuous power. Notably, the combustion takes place at constant pressure, rather than with the Otto cycle, constant volume.

Brayton cycle

 

Engine starting

An internal combustion engine is not usually self-starting so an auxiliary machine is required to start it. Many different systems have been used in the past but modern engines are usually started by an electric motor in the small and medium sizes or by compressed air in the large sizes.

Measures of engine performance

Engine types vary greatly in a number of different ways:

• energy efficiency
• fuel/propellant consumption (brake specific fuel consumption for shaft engines, thrust specific fuel consumption for jet engines)
• power to weight ratio
• thrust to weight ratio
• Torque curves (for shaft engines) thrust lapse (jet engines)
• Compression ratio for piston engines, overall pressure ratio for jet engines and gas turbines

Energy efficiency

Once ignited and burnt, the combustion products—hot gases—have more available thermal energy than the original compressed fuel-air mixture (which had higher chemical energy). The available energy is manifested as high temperature and pressure that can be translated into work by the engine. In a reciprocating engine, the high-pressure gases inside the cylinders drive the engine's pistons.

Once the available energy has been removed, the remaining hot gases are vented (often by opening a valve or exposing the exhaust outlet) and this allows the piston to return to its previous position (top dead center, or TDC). The piston can then proceed to the next phase of its cycle, which varies between engines. Any heat that isn't translated into work is normally considered a waste product and is removed from the engine either by an air or liquid cooling system.

Internal combustion engines are primarily heat engines, and as such their theoretical efficiency can be calculated by idealized thermodynamic cycles. The efficiency of a theoretical cycle cannot exceed that of the Carnot cycle, whose efficiency is determined by the difference between the lower and upper operating temperatures of the engine. The upper operating temperature of a terrestrial engine is limited by the thermal stability of the materials used to construct it. All metals and alloys eventually melt or decompose, and there is significant researching into ceramic materials that can be made with greater thermal stability and desirable structural properties. Higher thermal stability allows for greater temperature difference between the lower and upper operating temperatures, hence greater thermodynamic efficiency.

The thermodynamic limits assume that the engine is operating under ideal conditions: a frictionless world, ideal gases, perfect insulators, and operation for infinite time. Real world applications introduce complexities that reduce efficiency. For example, a real engine runs best at a specific load, termed its power band. The engine in a car cruising on a highway is usually operating significantly below its ideal load, because it is designed for the higher loads required for rapid acceleration. In addition, factors such as wind resistance reduce overall system efficiency. Engine fuel economy is usually measured in the units of miles per gallon (or fuel consumption in liters per 100 kilometers) for automobiles. The volume of hydrocarbon assumes a standard energy content.

Most steel engines have a thermodynamic limit of 37%. Even when aided with turbochargers and stock efficiency aids, most engines retain an average efficiency of about 18%-20%.Rocket engine efficiencies are better still, up to 70%, because they operate at very high temperatures and pressures and can have very high expansion ratios.

There are many inventions aimed at increasing the efficiency of IC engines. In general, practical engines are always compromised by trade-offs between different properties such as efficiency, weight, power, heat, response, exhaust emissions, or noise. Sometimes economy also plays a role in not only the cost of manufacturing the engine itself, but also manufacturing and distributing the fuel. Increasing the engine's efficiency brings better fuel economy but only if the fuel cost per energy content is the same.

Measures of fuel/propellant efficiency

For stationary and shaft engines including propeller engines, fuel consumption is measured by calculating the brake specific fuel consumption which measures the mass flow rate of fuel consumption divided by the power produced.

For internal combustion engines in the form of jet engines, the power output varies drastically with airspeed and a less variable measure is used: thrust specific fuel consumption (TSFC), which is the number of pounds of propellant that is needed to generate impulses that measure a pound force-hour. In metric units, the number of grams of propellant needed to generate an impulse that measures one kilonewton-second.

Air pollution

Internal combustion engines such as reciprocating internal combustion engines produce air pollution emissions, due to incomplete combustion of carbonaceous fuel. The main derivatives of the process are carbon dioxide CO₂, water and some soot — also called particulate matter (PM). The effects of inhaling particulate matter have been studied in humans and animals and include asthma, lung cancer, cardiovascular issues, and premature death. There are, however, some additional products of the combustion process that include nitrogen oxides and sulfur and some uncombusted hydrocarbons, depending on the operating conditions and the fuel-air ratio.

Not all of the fuel will be completely consumed by the combustion process; a small amount of fuel will be present after combustion, some of which can react to form oxygenates, such as formaldehyde or acetaldehyde, or hydrocarbons not initially present in the fuel mixture. The primary causes of this is the need to operate near the stoichiometric ratio for gasoline engines in order to achieve combustion and the resulting "quench" of the flame by the relatively cool cylinder walls, otherwise the fuel would burn more completely in excess air. When running at lower speeds, quenching is commonly observed in diesel (compression ignition) engines that run on natural gas. It reduces the efficiency and increases knocking, sometimes causing the engine to stall. Increasing the amount of air in the engine reduces the amount of the first two pollutants, but tends to encourage the oxygen and nitrogen in the air to combine to produce nitrogen oxides (NO_x) that has been demonstrated to be hazardous to both plant and animal health. Further chemicals released are benzene and 1,3-butadiene that are also particularly harmful; and not all of the fuel burns up completely, so carbon monoxide (CO) is also produced.

Carbon fuels contain sulfur and impurities that eventually lead to producing sulfur monoxides (SO) and sulfur dioxide (SO₂) in the exhaust which promotes acid rain. One final element in exhaust pollution is ozone (O₃). This is not emitted directly but made in the air by the action of sunlight on other pollutants to form "ground level ozone", which, unlike the "ozone layer" in the high atmosphere, is regarded as a bad thing if the levels are too high.

Noise pollution

Significant contributions to noise pollution are made by internal combustion engines. Automobile and truck traffic operating on highways and street systems produce noise, as do aircraft flights due to jet noise, particularly supersonic-capable aircraft. Rocket engines create the most intense noise.

 

 

 

 

 

 

Двигатель внутреннего сгорания

 

Двигатель внутреннего сгорания - это двигатель, в котором сгорание топлива (обычно ископаемого топлива) происходит с окислителем (обычно воздухом) в камере сгорания. В двигателе внутреннего сгорания, расширения высокой температуры и давления газов, образующихся при сгорании применяется прямое действие некоторых компонентов двигателя, такие как поршни, лопатки турбин, или сопла. Эта сила перемещает компонент на расстоянии, создавая полезную механическую энергию.

Термин двигатель внутреннего сгорания обычно относится к двигателю, в котором сгорание носит непостоянный характер, такие, как более знакомый четырехтактные и двухтактные поршневые двигатели, а также варианты, такие, как шеститактный поршневой двигатель Ванкеля и роторным двигателем. Второй класс двигателей внутреннего сгорания, использование непрерывного горения: газовых турбин, реактивных двигателей и большинство ракетных двигателей, каждый из которых являются двигатели внутреннего сгорания на том же принципе.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС или) довольно сильно отличается от внешнего сгорания, таких как  пар или двигателей Стирлинга, в  которых энергия подается рабочей жидкостью, не состоящих в смешанных или загрязненного продуктами горения. Рабочие жидкости могут быть воздух, горячая вода, вода под давлением или даже жидкого натрия, нагревают в котел.

Большое количество различных конструкций для ДВС были разработаны и построены, с различными сильными и слабыми сторонами. Работает на высококалорийные топлива (что очень часто бензин, жидкости, полученной из ископаемых видов топлива). Хотя были и остаются многие стационарного применения, реальная сила двигателей внутреннего сгорания в мобильных приложениях, и они доминируют в качестве источника питания для автомобилей, самолетов и катеров.

Двигатели внутреннего сгорания, которые чаще всего используются для мобильных двигателей в автомобилях  и портативной техники. В мобильном оборудовании, внутреннего сгорания является выгодным, поскольку они могут обеспечить высокую мощность на единицу веса соотношения вместе с отличной плотностью энергии топлива. Вообще с использованием ископаемых видов топлива (в основном нефть), эти двигатели появились в транспорте почти во всех транспортных средств (автомобили, грузовики, мотоциклы, лодки, и в самых разнообразных летательных аппаратов и локомотивов).

Где очень высокой мощности к весу отношения необходимы, двигатели  внутреннего сгорания появляются в  виде газовых турбин. Эти приложения включают реактивные самолеты, вертолеты, корабли и большие электрические генераторы.

Четырехтактный цикл (или  цикл Отто)

1. Потребление

2. Сжатие

3. Питание

4. Выхлоп

Как следует из их названия, четырехтактный ДВС имеют четыре основных шага, которые повторяются  с каждым два оборота двигателя: 
(1) Впускной удар (2) такт сжатия (3) питание и ход (4) Выхлопной удар

1. Впускной удар: первый удар двигателем IC также известен как всасывания, так как поршень движется в максимальном положении объема (вниз в цилиндре). Впускной клапан открывается, в результате движения поршня, а испаряясь топливная смесь поступает в камеру сгорания. Впускной клапан закрывается в конце этого удара.

2. Такт сжатия: В этом  процессе, оба клапана закрыты, и поршень начинает свое движение к минимуму объема позиций (вверх в цилиндре) и сжимает топливную смесь. Во время процесса сжатия, давления, температуры и плотности увеличивает топливную смесь.

3. Питание и ход: Когда поршень достигает минимального объема позиций, свечи зажигания поджигает смесь топлива. Топливо производит силу, которая передается на вал кривошипно-шатунного механизма.

4. Выхлопной удар: в конце рабочего хода, открывается выпускной клапан. Во время этого удара, поршень начинает свое движение в минимальном положении громкости. Открытый клапан выпускной позволяет выхлопных газов, чтобы избежать цилиндра. В конце этого удара, выпускной клапан закрывается, впускной клапан открывается, и последовательность повторяется в следующем цикле. Четыре двигателя требуют двух революций.

Многие двигатели перекрытия действия во времени; реактивных двигателей делают все шаги одновременно в разных частях системы.

Горение 
Все двигатели внутреннего сгорания, зависит от сжигания химического топлива, как правило, с кислородом из воздуха (хотя можно вводить закиси азота для того, чтобы сделать больше то же самое и получить усилитель мощности). Процесс горения обычно приводит к производству большого количества тепла, а также производства пара и двуокиси углерода и других химических веществ при очень высокой температуре, температура определяется химическим составом топливно-окислителями (см. стехиометрии), а также сжатие и других факторов. 
Наиболее распространенные современные виды топлива состоят из углеводородов и получаются в основном из ископаемого топлива (нефти). Ископаемые виды топлива включают дизельное топливо, бензин и нефтяного газа, и реже использование пропана. За исключением компонентов подачи топлива, в большинстве двигателей внутреннего сгорания, которые предназначены для использования бензина могут работать на природном газе или сжиженном нефтяном газе без существенных модификаций. Большие дизели могут работать с воздухом, смешиваться с газами и дизельного топлива зажигания. Жидкие и газообразные виды биотоплива, такие как этанол и биодизель (форма дизельного топлива, которое производится из сельскохозяйственных культур, которые дают триглицеридов, таких как соевое масло), также могут быть использованы. Двигатели с соответствующими изменениями также могут работать на водороде газа, древесном газе, угле или газе, а также из так называемого производителя газа из других удобных биомасс. В последнее время эксперименты были сделаны с использованием порошкового твердого топлива, такие, как цикл инъекции магния.

Двигатели внутреннего сгорания требуют воспламенение смеси, либо с искровым зажиганием (SI) или с воспламенением от сжатия (ДИ). До изобретения надежных электрических методов, горячие трубы и пламени методы. Экспериментальные двигатели были построены с лазерным зажиганием.

Процесс бензинового двигателя

Бензин системы зажигания  двигателя обычно полагаются на сочетание  свинцово-кислотные батареи и  индукционной катушки для обеспечения  высокого напряжения электрической  искры, чтобы зажечь воздушно-топливной  смеси в цилиндрах двигателя. Эта батарея заряжается во время  операции с использованием электрогенерирующих  устройств, таких как генератор  или генератор управления двигателем. Бензиновые двигатели принимают в смеси воздуха и бензина и могут сжать ее не более чем до 12,8 бар (1,28 МПа), а затем использовать свечи зажигания для воспламенения смеси, когда она сжимается поршнем голову в каждом цилиндре. 
Дизель процесса зажигания

Дизельные двигатели и HCCI (однородные с воспламенением от сжатия заряда) двигатели, полагаются только на тепло и давление, создаваемое двигателем в своем процессе сжатия для воспламенения. Уровень сжатия, которое происходит, как правило, в два раза или более чем в бензиновом двигателе. Дизельные двигатели будут принимать только в воздухе, а незадолго до пика сжатия, небольшое количество дизельного топлива впрыскивается в цилиндр через инжектор топлива, что позволяет топливу мгновенно воспламениться. Двигатели HCCI сорта, займет в обоих воздуха и топлива, но продолжают полагаться на невооруженный автоматический процесс сгорания, из-за более высоких давления и тепла. По этой же причине дизельные и HCCI двигатели являются более восприимчивыми к холодному запуску, хотя они будут работать так же хорошо в холодную погоду, когда-то началось. Свет дизельных двигателей с непрямым впрыском в автомобилях и легких грузовиках используют свечи накаливания, для предварительного нагрева камеры сгорания непосредственно перед запуском, чтобы уменьшить нестартовые условия в холодную погоду. Большинство дизелей также батареи и системы зарядки, тем не менее, эта система среднего и добавляется производителями как роскошь для удобства, начиная, превращая топлива и выключается (которая также может быть сделана через коммутатор или механические устройства), и для выполнения вспомогательных электрических компонентов и аксессуаров. Большинство новых двигателей основывается на электрические и электронные системы управления двигателем единицы (ECU), которые также регулируют процесс сгорания для повышения эффективности и сокращения выбросов.

Цикл двигателя

Двухтактные 
 Эта система управляет упаковать один рабочий ход в каждых двух ударов поршня (вверх-вниз). Это достигается путем изнурительной и подзарядки цилиндра одновременно.

Этапы:

1. Впускного и выпускного  происходят в нижней мертвой  точке. Некоторые из форм давления  необходимо, либо сжатие картера  или супер-зарядку. 
2. Такта сжатия: Топливно-воздушная смесь сжимается и поджигается. В случае дизельного: воздух сжимается, топливо впрыскивается и само-поджигается. 
3. Рабочий ход: Поршневые выталкивается в сторону понижения на горячие выхлопные газы.

Преимущества: • Он не имеет  клапанов или распределительного вала механизма, следовательно, упрощает его  механизм и строительства • За один полный оборот коленчатого вала, двигатель выполняет один цикл, 4-тактный  выполняет один цикл в два коленчатых валов. • Меньший вес и проще  в изготовлении. • Высокое соотношение  мощности и веса

Недостатки: • отсутствие системы смазки, которая защищает детали двигателя от износа. Соответственно, 2-тактные двигатели имеют меньший  ресурс. • 2-тактные двигатели не потребляют топлива эффективно. • 2-тактные двигатели создают большее количество загрязнений. • Иногда часть утечек топлива в выхлопных с выхлопными газами. В заключение, исходя из указанных выше преимущества и недостатки, 2-тактные двигатели должны работать в транспортных средствах, где вес двигателя должен быть небольшим, и он не используется непрерывно в течение длительных периодов времени.

Четырехтактный 
Двигатели на основе четырех-тактный ("Отто цикла") имеют один рабочий ход на каждые четыре удара (вверх-вниз-вверх-вниз) и используются свечи зажигания. Горение происходит быстро, и во время сгорания объемом мало меняется ("постоянном объеме"). Они используются в автомобилях, более крупных судов, в некоторых мотоциклах, самолетах и других. Они, как правило, тише, более эффективными и более крупные, чем их двухтактные аналоги. 
Этапы:

1. Потребление: воздух и испарение топлива взяты дюйма 
2. Такта сжатия: Топливо пары и воздуха сжимаются и поджигается. 
3. Горение: Топливо сгорает и поршень выталкивается вниз. 
4. Выхлопной удар: Выхлопные изгоняются. Во время 1-й, 2-й, и 4-й хода поршня, опираясь на силу и импульс, другие поршни. В этом случае, четырех-цилиндровый двигатель будет менее мощным, чем шесть или восемь цилиндров двигателя.

Дизельный цикл

Большинство грузовых автомобилей  и автомобильных дизельных двигателей используют цикл напоминающий четырехтактный цикл, но с системой зажигания отопления сжатия, и не нуждаются в отдельной системе зажигания. Этот вариант называется дизельным циклом. В дизельном цикле, дизельное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр так, что горение происходит при постоянном давлении, как поршень движется.

Пятитактный 
Британский Ilmor компания представила прототип 5-тактного двигателя двойным расширением, имеющие два внешних цилиндров, рабочий, как обычно, плюс центральный, больше в диаметре, который выполняет двойное расширение выхлопных газов от другого цилиндра, с повышенной эффективностью в использовании энергии газа, а также улучшения SFC. Этот двигатель соответствует 2003 патент США Герхарда Schmitz, и была разработана по-видимому также Honda Японии за Quad двигателя. Этот двигатель имеет подобный прецедент в испанских 1942 патент, Франсиско Jimeno-Cataneo и 1975 патента Карлос Ubierna-Laciana. Концепция двойного расширения была разработана в начале истории ДВС Отто, в 1879 году, и Коннектикут (США) компания, сверхвысокого напряжения, построенный в 1906 году некоторые двигатели и автомобили с этим принципом, который не дал ожидаемых результатов.

Шеститактный 
Первый изобрел в 1883 году шеститактный двигатель видел возрождение интереса за последние 20 лет или около того. Четыре вида шеститактных используют регулярные поршни в цилиндре выпустив через каждые три оборота коленчатого вала. Систем улавливания впустую тепла четырехтактный цикл Отто с введением воздуха или воды.

Цикл Брайтона

Газовой турбины роторной машиной несколько аналогичных, в принципе, паровой турбины и  она состоит из трех основных компонентов: компрессор, камера сгорания и турбина. Воздух после сжатия в компрессоре нагревается за счет сжигания топлива в нем, нагревается и расширяется воздух, и эта дополнительная энергия поступает по турбине, которая в свою очередь, полномочия компрессора закрытие цикла и включением вала. 
Газовые двигатели, турбины цикла используют системы непрерывного сгорания, где сжатие, сгорание, расширение происходит одновременно в разных местах в машинном давая непрерывной мощности. Примечательно, что горение происходит при постоянном давлении, а не с циклом Отто, постоянном объеме. 
Запуск двигателя

Двигатель внутреннего сгорания, как правило, не самозапускается так вспомогательные машины, необходимые для его запуска. Много различных систем были использованы в прошлом, но современные двигатели, как правило, созданные электродвигателя в малых и средних размеров или при помощи сжатого воздуха в крупных размерах.

Меры работы двигателя

Типы двигателей сильно различаются  по разным способам:

• Энергоэффективность

• Топливо / расход топлива (тормозной удельный расход топлива на валу двигателя, тяги удельного расхода топлива для реактивных двигателей) 
• соотношение мощности и веса

• тяги к весу

• Крутящий момент кривых (для  валов двигателей) тяги промежутков (реактивные двигатели)

• Степень сжатия для  поршневых двигателей, общий коэффициент  давления для реактивных двигателей и газовых турбин

Энергоэффективность 
Как только зажигается и сжигается, продукты сгорания, горячие газы, имеют более доступную тепловую энергию, чем сжатые исходные топливно-воздушные смеси (которая была более высокой химической энергии). Доступная энергия проявляется в виде высокой температуры и давления, которые могут быть переведены на работу двигателя. В поршневого двигателя, высокого давления газов внутри цилиндров привод поршней двигателя. Как только доступная энергия была удалена, оставшиеся горячие газы выводятся (часто путем открытия клапана или подвергая выходное отверстие), и это позволяет поршням, чтобы вернуться к своей прежней позиции (верхней мертвой точке, или TDC). Поршни могут перейти к следующей фазе своего цикла, которая колеблется в зависимости от двигателей. Любое тепло, которое не переводится на работу, как правило, считаются отходы и удаляются из двигателя либо по воздуху или жидкостной системой охлаждения.