Двигатель внутреннего сгорания ( ДВС или двигатель внутреннего сгорания ) — тепловая машина, в которой сгорание топлива происходит с окислителем (обычно воздухом) в камере сгорания , являющейся составной частью контура протока рабочего тела . В двигателе внутреннего сгорания расширение газов с высокой температурой и высоким давлением , образующихся при сгорании, оказывает прямое воздействие на какой-либо компонент двигателя. Сила обычно прикладывается к поршням , лопаткам турбины , ротору .или сопло . Эта сила перемещает компонент на расстояние, преобразуя химическую энергию в полезную кинетическую энергию и используется для приведения в движение, перемещения или питания всего, к чему прикреплен двигатель. Он заменил двигатель внешнего сгорания для приложений, где важны вес или размер двигателя. [1] [2] [3]
Первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания был создан Этьеном Ленуаром около 1860 года [4] , а первый современный двигатель внутреннего сгорания был создан в 1876 году Николаусом Отто (см. Двигатель Отто ).
Термин двигатель внутреннего сгорания обычно относится к двигателю, в котором сгорание прерывистое , например, к более знакомым четырехтактным и двухтактным поршневым двигателям, а также к вариантам, таким как шеститактный поршневой двигатель и роторный двигатель Ванкеля . Второй класс двигателей внутреннего сгорания использует непрерывное сгорание: газовые турбины , реактивные двигатели и большинство ракетных двигателей , каждый из которых является двигателем внутреннего сгорания по тому же принципу, что описан ранее. [4] [5] Огнестрельное оружие также является формой двигателя внутреннего сгорания, [5]хотя и настолько специализированного типа, что их обычно рассматривают как отдельную категорию, наряду с вооружением, таким как минометы и зенитные пушки.
Напротив, в двигателях внешнего сгорания , таких как паровые двигатели или двигатели Стирлинга , энергия передается рабочей жидкости, не состоящей из продуктов сгорания, не смешанной с ними и не загрязненной ими. Рабочими телами для двигателей внешнего сгорания являются воздух, горячая вода, вода под давлением или даже жидкий натрий, нагретый в котле .
ДВС обычно работают на энергоемком топливе, таком как бензин или дизельное топливо , жидкости, полученные из ископаемого топлива . Хотя существует множество стационарных приложений, большинство ДВС используются в мобильных приложениях и являются основным источником питания для транспортных средств , таких как автомобили, самолеты и лодки.
ДВС обычно работают на ископаемом топливе, таком как природный газ или нефтепродукты , такие как бензин , дизельное топливо или мазут . Возобновляемые виды топлива , такие как биодизель , используются в двигателях с воспламенением от сжатия (CI), а биоэтанол или ETBE (этил-трет-бутиловый эфир), производимые из биоэтанола, в двигателях с искровым зажиганием (SI). Еще в 1900 году изобретатель дизельного двигателя Рудольф Дизель использовал арахисовое масло для работы своих двигателей. [6] Возобновляемое топливо обычно смешивают с ископаемым топливом. Водород, который редко используется, может быть получен либо из ископаемого топлива, либо из возобновляемых источников энергии.