Двс двигатель: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ • Большая российская энциклопедия

Виды Двигателей Внутреннего Сгорания (ДВС)

Что такое двигатель внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания — это один из самых популярных на сегодняшний день видов двигателей. Принцип его работы построен на воспламенении смеси в камере сгорания и преобразовании её в энергию. Основной элемент в таком устройстве — поршень. Он опускается в нижнюю точку, в цилиндр впрыскивается топливо с воздухом, затем он поднимает их вверх до момента детонации.

Такие агрегаты используются в воздушных, морских и наземных транспортных средствах. До недавнего времени все автомобили выходили с конвейера только с ДВС. Пока компания Тесла не совершила прорыв в автомобилестроении и не запустила потоковое производство электромобилей.

Какие бывают виды двигателей?

Сложно создать новые виды двигателей внутреннего сгорания. В своём современном состоянии они существуют давно и уже прошли проверку временем. По принципу действия они относительно одинаковые, но каждый производитель вносит «изюминку» в агрегаты, которые выпускает. Это может быть уникальная форма поршней, система впрыска или количество клапанов.

Виды ДВС классифицируются по конструкции: рядные, V-образные, роторные и оппозитные.

Рядные моторы

Самые простые и дешевые в обслуживании и ремонте. Цилиндры стоят в ряд, один за другим. Чем больше их количество, тем больше рабочий объём.

Первый мотор был таким и имел 3 цилиндра. Сейчас такие встречаются на малолитражках. От них не ждут значительной мощности. Но они показывают маленький расход.

Наиболее популярный ДВС — 4-цилиндровый. Его максимальный объём достигает 3 литров. Такой установлен на большей части автомобилей эконом-класса. Например, Мазда 3, Форд Фокус, Тойота Королла, Рено Логан, Хонда Цивик.

В авто помощнее уже рядная шестерка. У неё оптимальное соотношение размера и ресурса. Легко помещается под капотом. Остальные агрегаты, в которых больше гильз, уже не такие надежные. Их проблемно разместить в подкапотном пространстве из-за больших габаритов и для них необходимы надежные подушки двигателя.

Преимущества рядных двигателей

• надежность
• низкая стоимость ремонта
• удобное расположение

Недостатки рядных двигателей

• громоздкость
• высота

V-образные моторы

Цилиндры расположены под углом, друг напротив друга. Угол развала зависит от их количества. Такое строение позволяет получить мощный движок не большого размера. 8-цилиндровый рядный выглядит громоздко и практически не используется в легковых или грузовых автомобилях. Такой же V-образный мотор занимает гораздо меньше места.

Основное преимущество в количестве лошадиных сил и моменте, которые можно получить на таком блоке.

В повседневных машинах популярны V6, V8. Они встречаются на премиальных авто и внедорожниках — Toyota Camry, Nissan 350Z, Nissan Murano. Стоимость обслуживания получается в два раза больше, чем у рядных. При капитальном ремонте количество прокладок, поршней, клапанов, сальников нужно умножать на 2. Визуально у ДВС две ГБЦ.

Существуют также разновидности V10, V12. Встречаются на спорткарах, типа Lamborghini Huracan, Porsche Carrera GTS, AUDI R8 и не предназначены для ежедневного использования. Большой минус любого варианта в сильных вибрациях при работе. Их очень трудно сгладить.

Преимущества V-образных двигателей:

• компактный размер
• большая мощность

Недостатки V-образных ДВС:

• быстрая выработка блока
• вибрации
• большой объём

Оппозитные двигатели

Название происходит от английского слова “opposite” — противоположный. Цилиндры смотрят в противоположные стороны. Угол между ними всегда 180 градусов. Визуально похож на раскрытый в-образник. Основное отличие в движении поршней. В оппозитнике они поочередно достигают мертвой точки, а в V-образнике — одновременно.

Благодаря своей конструкции боксер, так их ещё называют, более сбитый. Лучше переносит вибрации за счёт своей схемы работы. Автомобили с таким ДВС отличаются хорошей развесовкой и управляемостью. Он расположен ниже, чем обычно.

Важно понимать, что поршни в этом агрегате ходят не в вертикальной плоскости, а в горизонтальной. Что приводит к неравномерной выработке гильз и переборке мотора. Его сборка обходится дорого. Как в предыдущем виде, здесь две головки блока, все прокладки следует покупать в двойном экземпляре.

Самые известные автомобили с оппозитными моторами это – Subaru. Автоконцерн довёл конструкцию до совершенства. Также есть они на некоторых представителях Порше и Альфа Ромео.

Преимущества оппозитных двигателей:

• развесовка
• низкое расположение
• оптимизация вибраций
• потенциальность

Недостатки оппозитных двигателей:

• дороговизна
• сложность обслуживания
• неравномерный износ блока

Роторные моторы

Он же двигатель Ванкеля. В нём используется не поршень, а треугольный ротор. Он вращается вокруг оси — статора — в «цилиндре» овальной формы. Камера образуется между гранью ротора и стенкой блока. За один круг происходит 3 рабочих хода.

Роторный мотор — компактный. Отсутствует ГРМ, коленвал, шатуны. Вместо них уплотнения, которые продлевают срок службы агрегата.

Уже не устанавливаются в авто. Они никогда не пользовались большой популярностью. Отличный экземпляр с таким мотором — Mazda RX8. Все его владельцы могут рассказать про жор масла.

Преимущества роторных двигателей:

• маленький размер
• простота — меньше деталей
• меньше вибраций

Недостатки роторных ДВС:

• дорогой ремонт
• вероятность перегрева
• расход масла и топлива

Типы двигателей автомобилей

Моторы отличаются не только конструктивно. Типы двигателей автомобилей бывают разные. Главное отличие в топливе, которое они используют. ДВС можно разделить на:

• бензиновые,
• дизельные,
• гибридные и
• на газу.

Каждый из них заслуживает внимания. Имеет свои особенности, преимущества, недочеты.

Бензиновые двигатели

Самый распространенный тип автомобильных ДВС. Используется на большинстве иномарок и отечественных машин. Работает на бензине, который перекачивает топливный насос.

По способу впрыска разделяют на карбюраторные и инжекторные. Первая разновидность простая и уже не выпускается. Количество горючего регулирует водитель нажатием педали газа. Оно подаётся в карбюратор, где смешивается с воздухом и идёт во впускной коллектор.

Вторая версия сложнее. Инжектор — более точная система, за каждый цилиндр отвечает своя форсунка. Сколько бензина впрыснуть, регулирует уже электронный блок управления. Такая система установлена на многих новых автомобилях.

Она, в свою очередь, делится на подвиды: моноинжектор — с одной регулирующей форсункой и обычный инжектор — по форсунке на цилиндр. Современная вариация бензинового ДВС — с прямым впрыском. Топливо попадает в камеру отдельно от воздуха и смешивание происходит внутри.

Дизельный двигатель

Работает на дизельном топливе. Не имеет свечей зажигания, вместо них — свечи накала. Они разогревают воздух в цилиндрах до нужной температуры. Форсунки распыляют дизтопливо, оно сразу сгорает и заставляет двигаться поршень.

Особенно популярен вариант турбодизеля. С помощью турбины подается больше воздуха. Коленвал раскручивается быстрее за счёт сильной детонации. Такие моторы быстрее разгоняются.

В целом дизели не быстрые. Имеют большой вес, чтобы уравновесить детонационные вибрации. Отличаются характерным цокотом во время работы. Похоже на стук гидрокомпенсаторов на бензине.

Газовые двигатели

Самостоятельно уже не используются. ГБО устанавливается как альтернатива на бензиновые моторы. Газовый редуктор распределяет его по цилиндрам. Дальше всё происходит по стандартной схеме.

Преимущество машин на газу в том, что стоимость газа меньше. Расход с ГБО возрастает на 1-2 литра. Мощность понижается. Такие агрегаты работают мягче.

Переоборудование необходимо регистрировать в МРЭО и вносить в техпаспорт. Дополнительные форсунки и редуктор не портят блок и его составляющие.

Гибридные двигатели

Смесь ДВС и электромотора. Может работать по-разному. В большинстве случаев сначала функционирует классический мотор, а генератор подзаряжает батарею. От неё работает электродвигатель. На него можно переключить авто и он будет самостоятельно приводить в движение колеса.

Бензиновый и электромотор возможно подключить одновременно. В таком случае расход солярки будет меньше.

Двигатель внутреннего сгорания – как работает, принцип действия и типы

4. 6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 427.

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 427.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) на сегодняшний день является самым популярным двигателем в мире. ДВС заставляют двигаться самолеты, морские и речные суда, тепловозы, сельскохозяйственную технику и, конечно, автомобили. Огромное значение ДВС имеют в военной технике. Рассмотрим как работает двигатель внутреннего сгорания.

Основные принципы действия ДВС

Ключевым элементом ДВС является один или несколько металлических цилиндров, внутри которых происходит сжигание топлива.

Рис. 1. Внутреннее устройство двигателя внутреннего сгорания.

Внутри цилиндра расположен поршень, диаметр которого чуть меньше диаметра цилиндра, что позволяет ему свободно перемещаться.

Рис. 2. Устройство поршня ДВС.

Поршень представляет собой полый металлический цилиндр, опоясанный пружинящими кольцами, вложенными в канавки на поршне (поршневые) кольца. Назначение поршневых колец — не пропускать газы, образующиеся при сгорании топлива, в промежутки между поршнем и стенками цилиндра. К поршню прикреплен металлический стержень (“палец”), который соединяет поршень с шатуном. Шатун служит для передачи вертикального усилия от поршня к коленчатому валу. В верхней части цилиндра имеются два канала, закрытые клапанами. Через один канал — впускной подается горючая смесь (топливо с воздухом), а через другой — выпускной — выбрасываются продукты сгорания.

В верхней части цилиндра размещена свеча зажигания. С помощью этой детали производится поджиг горючей смеси от искры, возникающей между близко расположенными электродами свечи.

Первый поршневой двигатель в 1807 г. изобрел швейцарец Франсуа Исаак де Риваз.

Для чего нужен карбюратор

Карбюратор необходим для получения горючей смеси. Рассмотрим принцип действия этого устройства.

Рис. 3. Как работает карбюратор ДВС

Если в цилиндре открыт только впускной клапан и поршень движется к коленчатому валу, то сквозь отверстие в разряженное пространство атмосферное давление резко подает воздух. Поток воздуха с большой скоростью проходит мимо инжектора (карбюраторной трубки) и засасывает бензин. Таким образом получается горючая смесь (бензиновые пары и воздух). Искра от свечи поджигает смесь, получается микровзрыв, в результате которого раскаленные продукты сгорания (газы) расширяясь давят на поршень, и этим создается полезная работа. Внутренняя энергия газовой смеси преобразуется в механическую энергию поршня. Поршень через шатун передает усилие на коленчатый вал, который создает вращательный момент, передавая его на колеса (или на винт, пропеллер и т.д.).

Четырехтактный ДВС

Одноцилиндровые двигатели ставятся главным образом на мотоциклах. На автомобилях тракторах и т.п. ставятся 4, 6, 8 и более цилиндров.

Рабочий цикл цилиндра состоит из четырех тактов: всасывания смеси, сжатия, сгорания и выхлопа. Получается, что только один такт является полезным (рабочим). Поэтому был разработан двигатель, состоящий из четырех цилиндров, которые работают поочередно и, таким образом, при каждом такте по крайней мере один из цилиндров работает: вращает коленчатый вал.

Какие есть типы ДВС

Кроме бензиновых двигателей внутреннего сгорания, есть и другие, которые не так популярны, но тоже имеют свои преимущества:

• Дизельные двигатели работают при степенях сжатия горючей смеси в 3-4 раза больших, чем бензиновые. Это позволило повысить к.п.д. двигателя и дало возможность отказаться от системы зажигания. Смесь самовоспламенятся при высоком давлении, когда воздух от сжатия разогревается до 500-600С⁰. Кроме этого, такие двигатели работают на дешевых сортах топлива, которое так и называют “дизтопливо”.
• Газовые двигатели работают от смеси сжиженных природных газов, хранящихся в баллонах под давлением насыщенных паров.

Необходимо понимать, что для обеспечения постоянной работы ДВС в автомобиле должны работать также система охлаждения двигателя, система подачи топлива и воздуха, система запуска и система выхлопа. На современных автомобилях большое значение приобретает компьютерный блок, держащий под контролем параметры всех систем.

Что мы узнали?

Мы познакомились с принципом работы двигателя внутреннего сгорания. Топливная смесь, состоящая из паров бензина и воздуха, воспламеняясь в цилиндре двигателя, оказывает давление на поршень, который приводит во вращательное движение коленчатый вал двигателя. Внутренняя энергия горючей смеси преобразуется в механическую.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Александр Чулков

  5/5

• Артём Гарипов

  5/5

• Виталий Захаров

  5/5

• Мария Кшевач

  4/5

Оценка доклада

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 427.

А какая ваша оценка?

Подробная история двигателя внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания являются бьющимся сердцем почти всех транспортных средств, встречающихся на дорогах, от автомобилей и мотоциклов до самолетов в небе и кораблей в море. Этот двигатель является преемником устаревших паровых двигателей или двигателей внешнего сгорания. Однако этот двигатель, несомненно, намного эффективнее своего предшественника.

Принципиальное различие между паровыми двигателями   и двигателями внутреннего сгорания состоит в том, что в последних топливо сгорает внутри за счет возвратного воспламенения, и образующиеся при этом газы приводят в движение поршни. В то время как при внешнем сгорании топливо сгорает снаружи, и образующееся тепло испаряет рабочую жидкость (воду), которая далее, расширяясь и воздействуя на механизм двигателя, производит движение и полезную работу.

Разработка двигателей внутреннего сгорания имеет более чем 150-летнюю историю, и несколько великих умов внесли свой вклад в ее эволюцию до того состояния, в котором она находится сегодня. Вот небольшой взгляд на ход его развития.

СВЯЗАННЫЙ: Богатая история двигателя Alfa Romeo Busso V6

Изобретения до 1860 года

Через GracesGuide. co.uk

1860 год стал эталонным годом в истории двигателей внутреннего сгорания, потому что в этом году Этьен Ленуар разработал первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания. Однако до этого было предпринято несколько многообещающих попыток многими достойными инженерами и учеными.

Почти за пятьдесят лет до Ленуара французские инженеры Нисефор Ньепс и Клод Ньепс построили двигатель внутреннего сгорания, работающий на смеси мха, угольной пыли и смолы, работающий на контролируемых взрывах. Они назвали его «Пиролофор», и этот двигатель был запатентован Наполеоном Бонапартом. Вскоре за этим двигателем последовал водородно-кислородный двигатель внутреннего сгорания, изобретенный Франсуа Исааком де Ривазом, в котором он использовал электрическую искру в качестве механизма зажигания. Риваз пошел дальше и установил свой двигатель на карету, которая стала первым в мире автомобилем с двигателем внутреннего сгорания.

Несколько лет спустя, в 1823 году, Сэмюэл Браун запатентовал первый двигатель внутреннего сгорания, который можно было применять в промышленности. Также известный как «Газовакуумный двигатель», он использовал для работы атмосферное давление. Он продемонстрировал свою эффективность в управлении экипажем и лодкой, и в 1930 году этот двигатель успешно перекачивал воду на верхний уровень Кройдонского канала в Англии.

Эти изобретения привлекли внимание нескольких новаторов, и в последующие годы появился ряд уникальных разработок. В 1826 году Сэмюэл Мори из Америки разработал газовый или паровой двигатель без сжатия с карбюратором. Снова в 1833 году Лемюэль Веллман Райт из Соединенного Королевства создал настольный газовый двигатель двойного действия с цилиндром с водяной рубашкой. Двигатель Уильяма Барнетта, разработанный в 1838 году, считается первым двигателем, в котором реализовано сжатие в цилиндре.

1860 и далее: от двухтактных до четырехтактных двигателей

Via MotorBiscuit.com

В последующие годы произошло еще несколько событий, но грандиозный прорыв произошел в 1860 году благодаря Жану Жозефу Этьену Ленуару. Он изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий на газе, который считается первым функциональным двигателем внутреннего сгорания. Функционально, потому что довольно многие из них были фактически произведены и использованы по всему Парижу в нескольких типографиях и ткацких станках.

В 1863 году Ленуар установил этот двигатель на транспортное средство и назвал его «Гиппомобиль». Он проехал на этом автомобиле девять километров из Парижа в Жуанвиль-ле-Пон и обратно. В качестве топлива он использовал производное скипидара; таким образом, это был первый автомобиль с жидкостным двигателем внутреннего сгорания. Однако иппомобиль Ленуара не мог удовлетворить потребность в скорости. Его двухтактный двигатель был способен развивать только 100 оборотов в минуту и ​​имел среднюю скорость 6 километров в час.

Хотя двигатель Ленуара не имел большого успеха в автомобильной промышленности, его уменьшенный размер и вес впечатлили многих. После этого Николаус Август Отто, немецкий инженер, взялся за повышение эффективности этого двигателя. Он начал изучать потенциал этилового спирта в качестве топлива и устанавливать четырехтактные двигатели для повышения эффективности двигателя.

После двенадцати лет тщательных экспериментов и ряда неудач в 1872 году ему удалось разработать функциональный четырехтактный двигатель, основанный на принципах Альфонса Бо де Роша, и установить принципы впуска, сжатия, сгорания и выпуска. На сегодняшний день все двигатели внутреннего сгорания в автомобилях и мотоциклах функционируют на принципах, изложенных Отто.

СВЯЗАННО: Вот почему четырехтактные двигатели захватили мотокросс

1880-е годы: двигатель, разработанный идеально для автомобиля

Via MercedesBenz.com

Двигатель

Отто и его разработки, несомненно, были более мощными, чем у Ленуара; однако его вес стал проблемой для автомобилей. Они неплохо работали на заводах, но не подходили для автомобилей. Затем Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах взялись за оптимизацию этого двигателя. Однажды соратники Отто начали проводить свои собственные эксперименты с 1881 года по разработке двигателей, которые были бы маленькими, быстрыми и способными приводить в движение транспортные средства на суше и на воде.

Их первый успех пришел в 1883 году, когда они разработали бензиновый газовый двигатель с зажиганием на горячей трубе, который мог генерировать одну л.с. при 650 оборотах в минуту. Он был небольшим и относительно легким, что делало его идеальным для использования в транспортных средствах. Дуэт продолжал расширять свои возможности, что привело к разработке предшественника мотоциклов, который они назвали «Retiwagen».

В 1886 году они установили двигатель под названием «Дедушкины часы» на четырехколесную повозку, а в 1889 году, они создали первую полностью самоходную машину с мотором мощностью 1,5 л.с. К 1900 г. Daimler и Maybach увеличили мощность автомобильных двигателей до 35 л.с., которые могли развивать скорость до 90 км/ч.

После этих новаторских изобретений двигатель внутреннего сгорания претерпел несколько усовершенствований на протяжении многих лет. Немалую роль в этом сыграло создание ряда автомобильных компаний. Когда мир пережил две разрушительные войны, требования к характеристикам транспортных средств полностью изменились. Это во многом способствовало потребности в изобретениях и разработках двигателей на земле, воде и небе. После этого восприятие транспортных средств изменилось, и люди стали покупать больше автомобилей, что привело к нескольким инновациям, которые сделали двигатель внутреннего сгорания тем, чем он является сегодня.

СЛЕДУЮЩИЙ: Краткая история Dynasphere

Двигатели внутреннего сгорания | IFPEN

Двигатель внутреннего сгорания автомобиля обычно состоит из нескольких камер сгорания . Каждая из них ограничена головкой блока цилиндров, цилиндром и поршнем.

Архитектура двигателя также шарнирно связана с системой коленчатого вала , позволяющей преобразовывать возвратно-поступательное движение (движение поршня) во вращательное движение (вращение коленчатого вала).

Во время каждого цикла сгорание топливной смеси (воздушно-топливной смеси) в камере приводит к увеличению давления газа, приводящего в движение поршень и систему коленчатого вала. Поскольку коленчатый вал соединен с механическими компонентами трансмиссии (коробки передач, приводные валы и т. д.), его движение приводит в движение колеса автомобиля.

Коробка передач позволяет адаптировать скорость вращения колеса к скорости вращения двигателя.

Производительность двигателя зависит в первую очередь от количества энергии, вырабатываемой при сгорании, следовательно, от количества топливной смеси, присутствующей в камере сгорания. Таким образом, он напрямую связан с объемом камеры (единичный рабочий объем), количеством камер или цилиндров в двигателе (общий рабочий объем) и количеством впрыскиваемого топлива.
 

Почему «4-тактный?»

Этот термин означает, что для преобразования химической энергии, содержащейся в топливе, в механическую энергию требуется 4 отдельных такта . Каждый ход соответствует половине оборота коленчатого вала (одно движение поршня вверх или вниз). Такты 1 и 4 предназначены для переноса газа (впуск свежего газа и выброс выхлопных газов), а такты 2 и 3 необходимы для подготовки к горению, за которым следует само горение и его преобразование в механическую энергию.

Для двигателя с искровым зажиганием и непрямым впрыском 4 такта следующие:
 

• 1 ^ст ход : Впуск (Наполнение цилиндра)
  Поршень опускается и втягивает топливовоздушную смесь.
• 2 ^nd  ход :  Сжатие
  Поршень снова поднимается, сжимая воздушно-топливную смесь. Образуется искра, воспламеняющая смесь.
• 3 ^rd  ход :  Сгорание — Расширение
  Этот ход соответствует развитию сгорания и расширению сгоревших газов: поршень опускается и химическая энергия преобразуется в механическую энергию.
• 4 ^-й  ход : Выхлоп (Отработанные газы выводятся из цилиндра)
  Поршень снова поднимается и выталкивает отработавшие газы.

Для дизельного двигателя с воспламенением от сжатия и непосредственным впрыском 4 такта работают одинаково, с двумя отличиями:
 

• Чистый воздух всасывается и сжимается во время тактов 901, 2 затем топливо вводится непосредственно в цилиндр (посредством впрыска) в конце сжатия.
• Смесь воспламеняется самопроизвольно , без искры, из-за высокой температуры воздуха в результате его сжатия.

   

Цетановое число/октановое число

Цетановое число указывает на способность дизельного топлива к самовозгоранию.

Октановое число является показателем способности бензина сопротивляться самовоспламенению и избегать неконтролируемого сгорания из-за электрической искры (аномальное сгорание, детонация).

Что такое горение?

Теоретически для полного сгорания 1 г обычного топлива (бензина или дизельного топлива) требуется около 14,6 г воздуха. Эта идеальная смесь называется стехиометрической смесью.

Бензиновые двигатели с непрямым впрыском в основном работают на стехиометрической смеси . После подачи в двигатель однородной смеси воздуха и бензина горение (воспламенение смеси) инициируется искрой (искровым зажиганием). Горение вызывает распространение фронта пламени, проходящего через камеру.

Текущие бензиновые двигатели с непосредственным впрыском : воздух поступает через впуск, а топливо, как и в дизельном двигателе, поступает непосредственно в камеру сгорания, что позволяет более точно управлять впрыском. Вместо премикса воздух-топливо двигатель работает с так называемым послойным зарядом. Горение по-прежнему инициируется искрой (искровое зажигание).

Дизельные двигатели работают с избытком воздуха . Дизель впрыскивается под давлением в предварительно сжатую массу воздуха. Горение инициируется самовозгоранием (воспламенение от сжатия). Сгорание называют послойным или неоднородным, поскольку оно происходит как в богатой топливом (расположенной вблизи форсунки), так и в бедной топливом (ближе к стенке цилиндра) зоне.

Топливо 

В Европе используются бензиновые или дизельные двигатели с искровым зажиганием. Бензин и дизельное топливо являются двумя основными конечными продуктами, получаемыми в результате переработки сырой нефти, и их состав меняется в зависимости от требований к двигателю и, что более важно, экологических норм, связанных с качеством воздуха и сокращением выбросов парниковых газов.

Биотопливо можно смешивать напрямую с бензином и дизельным топливом в различных пропорциях без необходимости адаптации двигателей, тем самым используя существующие распределительные сети. Во Франции дизель B7, продаваемый на заправке, обычно содержит до 7% (по объему) биотоплива, а бензин E10 — до 10%.

Двигатель преобразует химическую энергию в механическую. КПД двигателя относится к соотношению между энергией, подводимой к двигателю (химическая энергия, содержащаяся в топливе), и вырабатываемой механической энергией . Важно оптимизировать эту эффективность, чтобы избежать потерь энергии, особенно в контексте устойчивого развития.

При оптимальных условиях эксплуатации современные бензиновые двигатели обеспечивают максимальный КПД около 36 %, а дизельные двигатели — 42 % .

Другими словами, в наиболее благоприятных условиях эксплуатации немногим более одной трети энергии, обеспечиваемой топливом, преобразуется в полезную энергию для движения транспортного средства, а остальная часть теряется в виде тепла в атмосферу. Однако эти оптимальные условия соответствуют использованию двигателя с высоким крутящим моментом.

Максимальная мощность, которую должен обеспечить двигатель, определяется: 
 

• весом транспортного средства,
• его максимальная скорость,
• и его ходовые качества (преодоление инерции, связанной с массой, сопротивлением воздуха, разгонным потенциалом).

Обычно автомобили используются для коротких городских поездок, требующих низкого крутящего момента двигателя. В таких условиях КПД двигателя падает максимум до 15%.

В этой области ведутся серьезные исследования и разработки, направленные на повышение эффективности двигателя при любых условиях эксплуатации автомобиля.

В городах КПД двигателя падает максимум на 15%.

Очистка выхлопных газов

Этот этап заключается в преобразовании выхлопных газов между двигателем и выхлопной трубой для получения менее загрязняющих газовых выбросов.

В настоящее время существует два основных решения для доочистки выбросов:
 

• каталитический преобразователь , который в первую очередь преобразует CO, HC и NOx, а также позволяет уменьшить количество частиц сажи (растворимая органическая фракция, присутствующая на частицах ),
• фильтр частиц , который накапливает частицы, а затем периодически (примерно каждые 500 км) сжигает их в идеально контролируемых условиях.

Внедрены другие технологии для дальнейшего улучшения очистки выбросов. К ним относятся ловушки оксида азота и селективное каталитическое восстановление или СКВ (с введением специального восстановителя, мочевины).

Сокращение загрязнения у источника

Загрязнение обрабатывается у источника в камере сгорания. Возможны два пути:
 

• оптимизация традиционных процессов сгорания за счет внедрения новых технологий (впрыск, турбонаддув и т.д.)
• внедрение новых однородных режимов горения   <=(lien à mettre vers "Что такое горение?"

Двигатели, работающие на природном газе, часто являются результатом преобразования существующих дизельных или бензиновых двигателей. Но также разрабатываются двигатели, специально предназначенные для природного газа.

Топливо на природном газе: NGV 

Это топливо хранится и используется в виде газа . Он распространяется на специализированных сервисных станциях или через компрессор, подключенный к сети в доме человека.

Как насчет биоГНВ?

В то время как NGV получают из ископаемых источников , биоNGV получают путем метанизации органических отходов : бытовых отходов, осадка водоочистных сооружений, сельскохозяйственной продукции и скошенной травы, отходов пищевой промышленности и общественного питания и т. д.

Меньше выбросов CO ₂       

Эти специальные двигатели позволяют сократить выбросы CO ₂ на 5–10 % по сравнению с дизельным двигателем .
Кроме того, выхлопные газы не содержат оксидов серы и содержат мало частиц.

Парк газомоторных автомобилей

Около 1 9 миллионов автомобилей на газомоторном топливе, т. е. 2% парка, в настоящее время находятся в эксплуатации по всему миру . Вообще говоря, топливный газ имеет наибольший успех в странах, где ресурсы природного газа и заправочные станции наиболее развиты.