محرك احتراق داخلي: الفرق بين النسختين

صُنع أول محرك احتراق داخلي نجح تجارياً بواسطة [[إتيان لينوار]] عام 1859 تقريباً<ref name="EB1">{{citeمرجع webويب|workالعمل=Encyclopædia Britannica |urlالمسار=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/1350805/history-of-technology/10451/Internal-combustion-engine |titleالعنوان=History of Technology: Internal Combustion engines |publisherالناشر=Britannica.com |dateالتاريخ= |accessdateتاريخ الوصول=2012-03-20}}</ref>، وصُنع أول محرك احتراق داخلي حديث في عام 1876 بواسطة [[نيكولاس أوتو]] (انظر [[دورة أوتو]]).<br />

يستخدم نوع آخر من محركات الاحتراق الداخلي عملية احتراق متصلة، مثل: [[عنفة غازية|التربينات الغازية]] و[[المحركات النفاثة]] ومعظم [[محرك صاروخي|المحركات الصاروخية]]، كل منها يندرج تحت تصنيف محركات الاحتراق الداخلي .<ref name="EB1">{{cite web|work=Encyclopædia Britannica |url=http://www.britannica.com/EBchecked/topic/1350805/history-of-technology/10451/Internal-combustion-engine |title=History of Technology: Internal Combustion engines |publisher=Britannica.com |date= |accessdate=2012-03-20}}</ref> تعتبر [[الأسلحة النارية]] من محركات الاحتراق الداخلي أيضاً. <ref> Pulkrabek, Willard W. (1997). Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine. Prentice Hall. p. 2. ISBN 9780135708545.</ref>

تختلف محركات الاحتراق الداخلي اختلافاً طفيفاً عن [[محرك احتراق خارجي|محركات الاحتراق الخارجي]] مثل [[محرك بخاري|المحركات البخارية]] و[[محرك ستيرلينغ|محرك ستيرلينج]]، التي تحتوي على [[مائع]] تشغيل يحصل على الطاقة من مصدر خارجي (مثال: حرق [[فحم|الفحم]] لتسخين [[غلاية (صناعة)|المراجل]] للحصول على البخار اللازم [[محرك بخاري|للمحرك البخاري]]) ولا يكون المائع جزءاً من نواتج الاحتراق أو مختلطاً معها. يًسخن مائع التشغيل في مِرجل (غلاية)، ويُمكن أن يكون [[مائع]] التشغيل هواء أو مياه ساخنه أو [[مفاعل الماء المضغوط|مياه مضغوطه]] أو حتى الصوديوم السائل. تُشغل غالباً محركات الاحتراق الداخلي بوقود سائل مرتفع الطاقة ومشتق من [[الوقود الحفري|الوقود الأحفوري]]. تستخدم معظم محركات الاحتراق الداخلي في التطبيقات المتنقلة بالاضافة للعديد من التطبيقات الثابتة، وًتعتبر مصدر الطاقة الأساسي [[مركبة|للمركبات]] مثل [[سيارة|السيارات]] و[[طائرة|الطائرات]] و[[قارب|القوارب]].<br />

*عمل [[نيكولاس أوتو]] مع [[غوتليب دايملر|جوتليب دايملر]] و[[فيلهلم مايباخ|فيلهلم مايباخ]] على اختراع [[محرك رباعي الأشواط]] ذات شحنة مضغوطة (الشحنة المضغوطة: خليط الوقود والهواء يتم ضغطه في [[أسطوانة (محرك)|أسطوانات]] المحرك) في عام 1876.

*طور [[رودولف ديزل|رودولف ديزل]] أول محرك اشعال بالانضغاط ذات شحنة مضغوطة في عام 1892.

يُشار إلى محرك الاحتراق الداخلي المركب في هيكل السفينة بلفظ "محرك"، بينما يُطلق على المحركات المركبة على سطح السفينة لفظ "مواتير".<ref>{{citeمرجع webويب |urlالمسار=http://www.worldwidewords.org/articles/engine.htm |titleالعنوان=World Wide Words: Engine and Motor |websiteالموقع=World Wide Words |dateالتاريخ=1998-12-27 |access-dateتاريخ الوصول=2016-08-31}}</ref>

تعتبر [[محرك متردد|المحركات المكبسية الترددية]] أكثر مصدر طاقة شيوعاً [[مركبة|للمركبات]] البرية والمائية، مثل [[سيارة|السيارات]] و[[الدراجات النارية]] و[[سفينة|السفن]]، وبدرجة أقل [[قاطرة|القاطرات]] (بعض [[قاطرة|القاطرات]] يعمل [[كهرباء|بالكهرباء]] لكن معظمها يستخدم [[محركات ديزل]]<ref>{{citeمرجع bookكتاب|titleالعنوان=Technology Today and Tomorrow|lastالأخير=James|firstالأول=Fales|p=344}}</ref><ref>{{citeمرجع bookكتاب|titleالعنوان=Extreme Machines on Land|lastالأخير=Armentrout|firstالأول=Patricia|p=8}}</ref>). تُستخدم [[محرك فانكل|محركات فانكل]] [[محرك دوار|الدوارة]] في بعض السيارات و[[طائرة|الطائرات]] والدراجات النارية.<br />

ظهرت محركات الاحتراق الداخلي في صورة [[تربينة غازية|التربينات الغازية]] أو [[محرك فانكل|محركات فانكل]] عندما نشأت الحاجة إلى نسب قدرة إلى وزن مرتفعة جداً. تستخدم [[طائرة|الطائرات]] محركات الاحتراق الداخلي، حيث كانت تستخدم الأنواع القديمة [[محرك الطائرة|المحركات الترددية]]، بينما تُستخدم [[محرك نفاث|المحركات النفاثة]] الان، وتستخدم [[مروحية|المروحيات]] [[محرك عمود دوران توربيني]] الذي يندرج مع المحرك النفاث ضمن أنواع [[تربينة غازية|التربينات الغازية]]. قد تستخدم [[طائرة رحلات|طائرات الرحلات]] محرك احتراق داخلي منفصل [[وحدة طاقة مساعدة|كوحدة طاقة مساعدة]]. جُهز العديد من [[طائرة بدون طيار|الطائرات الألية]] بمحركات فانكل.<br />

تشغل محركات الاحتراق الداخلي [[مولد كهربائي|مولدات كهربائية]] كبيرة تزود [[شبكة كهربائية|الشبكات الكهربائية]] بالطاقة. تتواجد المحركات في صورة [[تربينة غازية|تربينات غازية]] في [[الدورة المركبة|دورة طاقة مركبة]] ([[تربينة غازية|تربينات غازية]] و[[تربينة بخارية|تربينات بخارية]]) تتراوح [[قدرة كهربائية|قدرتها الكهربائية]] الناتجة من 100 [[ميجا]] [[وات]] إلى 1 [[جيجا]] وات. تُستخدم غازات عادم المحرك ذات [[درجة الحرارة]] المرتفعة في الغلي والتسخين الفائق للمياه لتشغيل [[تربينة بخارية|التربينة البخارية]]، لذلك تكون كفاءة [[الدورة المركبة]] أكبر حيث تكون الطاقة المستفادة من [[وقود|الوقود]] أكثر من التي يُمكن الاستفاده بها في حالة [[تربينة غازية|التربينة الغازية]] فقط. تتراوح القيم المثالية لكفاءة [[الدورة المركبة|الدورات المركبة]] من 50 إلى 60%. تُستخدم [[مولد ديزل|مولدات الديزل]] في نطاق أصغر كمصدر احتياطي للطاقة وكمصدر طاقة للمناطق التي لا يتوافر فيها [[شبكة كهربائية|شبكات كهربائية]].<br />

**دورة كليرك عام 1879.<ref name="first-hand.info_2_stroke_diesel">{{citeمرجع webويب |urlالمسار=http://www.first-hand.info/TwoStrokeCycleDieselEngine.html |titleالعنوان=Two Stroke Cycle Diesel Engine |websiteالموقع=First Hand Info |access-dateتاريخ الوصول=2016-09-01}}</ref>

*[[دورة أتكنسون|دورة أتكنسون]].

تُعتبر [[حاوية محرك|حاوية المحرك]] هي قاعدة محرك الاحتراق الداخلي وتُصنع عادة من [[الحديد الزهر]] أو [[الألومنيوم]]. تحتوي حاوية المحرك على [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]] بداخلها. تُوضع [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]] في صف واحد ([[محرك مستقيم]]) أو في صفين ([[محرك مسطح]] أو [[محرك شكل V]]) أو ثلاثة صفوف ([[محرك شكل W]]) في [[محرك|المحركات]] التي تحتوي على أكثر من [[أسطوانة (محرك)|أسطوانة]]، وتوجد أشكال أخري للمحرك يمكن استخدامها. تُستخدم [[محرك ذو أسطوانة واحدة|محركات الأسطوانة الواحدة]] في [[دراجة نارية|الدراجات النارية]] وفي الألات ذات المحركات الصغيرة. تحتوي المحركات المبردة بالمياه على ممرات في حاوية المحرك يدور فيها [[مائع]] التبريد. تُبرد بعض المحركات الصغيرة بالهواء بدلاً من المياه، وتستخدم زعانف معدنية تبرز من حاوية المحرك لتبرده [[انتقال الحرارة|بانتقال الحرارة]] مباشرة إلى الهواء. [[تجليخ|تُجلح]] جدران الأسطوانة في النهاية بشكل متقاطع {{إنج|Cross hatch finish}} حتى تحتفظ بالزيت. إذا كان جدار [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] خشن جداً، سيؤدي ذلك إلى تآكل [[مكبس (محركات)|المكبس]] بسرعة مما يسبب الضرر إلى المحرك.<br />

[[مكبس (محركات)|المكابس]] هي أجزاء أسطوانية تتعرض من جهة واحدة في [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] لخليط مرتفع الضغط من الهواء المضغوط و[[غاز|الغازات]] الناتجة عن الاحتراق، وتتحرك [[مكبس (محركات)|المكابس]] منزلقة داخل [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]] باستمرار خلال عمل [[محرك|المحرك]]. يُسمى الجدار العلوي للمكبس برأس المكبس {{إنج|Crown}} ويكون عادة مسطح أو مقعر. تستخدم بعض المحركات [[محرك شوطين|ثنائية الشوط]] رأس مكبس منحرف. تكون المكابس مفتوحة ومجوفة من أسفل فيما عادة الهيكل الخارجي لها. عندما يعمل المحرك يُؤثر ضغط الغازات الناتجة من [[غرفة احتراق|غرفة الاحتراق]] بقوة على رأس المكبس، تنتقل منه إلى الهيكل الخارجي ثم إلى [[بنز الكباس|مسمار المعصم]] (المسمار الذي يربط [[ذراع توصيل|ذراع التوصيل]] بالمكبس). يحتوي كل مكبس على [[حلقة كباس|حلقات]] مثبتة حوله لتمنع تسرب الغازات من داخل [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] إلى علبة المرافق، وتمنع تسرب الزيت إلى غرفة الاحتراق. يتخلص [[نظام تهوية علبة المرافق]] من كميات الغاز الصغيرة التي تتسرب خلف المكبس أثناء التشغيل العادي، ويقوم بطردها خارج علبة المرافق حتى لا تتراكم وتلوث الزيت وتسبب صدأ أو تآكل. تكون علبة المرافق جزء من مسار الهواء و[[وقود السيارات|الوقود]] في [[محرك بنزين|محركات البنزين]] [[محرك شوطين|ثنائية الشوط]]، ونتيجة للسريان المستمر للخليط لا تحتاج إلى نظام تهوية منفصل.<br />

تُعزل علبة المرافق من أسفل بتركيب [[حوض مجمع]] لتجميع [[زيت محرك|الزيت]] المتساقط أثناء التشغيل لاعادة استخدامه مرة أخرى. يتواجد [[عمود المرفق]] في التجويف بين حاوية [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]] والحوض المجمع، ويقوم بتحويل حركة [[مكبس (محركات)|المكابس]] الترددية إلى حركة دورانية. تُستخدم المحامل الرئيسية لتثبيت [[عمود المرفق]] بالنسبة لحاوية المحرك حتى يدور. تشكل الحواجز الموجودة في علبة المرافق نصف كل [[محمل رئيسي]]، ويكون النصف الاخر عبارة عن سدادة منفصلة على شكل قبعة. يُستخدم غطاء محمل رئيسي واحد في بعض الحالات بدلاُ من عدة سدادات صغيرة على شكل قبعة. يتصل [[ذراع توصيل|ذراع التوصيل]] بأجزاء [[عمود المرفق]] المتباعدة ([[مسامير المرفق]]) من أحد نهايتيه، ومن نهايته الأخرى يتصل [[مكبس (محركات)|بالمكبس]] بواسطة [[بنز الكباس|مسمار المعصم]]، وهكذا يقوم بنقل وتحويل الحركة الترددية من المكابس إلى حركة دورانية في [[عمود المرفق]]. تُسمى نهاية [[ذراع توصيل|ذراع التوصيل]] المتصلة [[بنز الكباس|بمسمار المعصم]] بالنهاية الصغيرة، وتُسمى النهاية الأخرى التي تصله بعمود المرفق بالنهاية الكبيرة. تكون النهاية الكبيرة عبارة عن نصفين منفصلين حتى تلتف على [[عمود المرفق]]، وتُثبت معه بواسطة براغي قابلة للإزالة.<br />

يدور [[عمود المرفق]] [[سرعة زاوية|بسرعة]] ثابتة أثناء عمل [[محرك رباعي الأشواط|المحرك]]. يتم كل مكبس في محرك الاحتراق الداخلي [[محرك رباعي الأشواط|رباعي الأشواط]]، شوطين لكل دورة من دوران [[عمود المرفق]]، ويكون ترتيب الأشواط كالتالي بداية من النقطة الميتة العليا:<ref> Stone 1992, pp. 1-2</ref> <ref> Low Speed Engines, MAN Diesel</ref>

#'''الانضغاط''': يستمر تحرك [[مكبس (محركات)|المكبس]] لأعلى بعد انغلاق كل من فتحة الدخول وفتحة العادم، ويضغط [[مكبس (محركات)|المكبس]] الشحنة أثناء تحركه. يبدأ الاشعال قبل الوصول إلى النقطة الميتة العليا، مثلما يحدث في [[محرك رباعي الأشواط|المحركات رباعية الأشواط]]، وُتطبق نفس مبادئ وقوانين [[ديناميكا حرارية|الديناميكا الحرارية]] على انضغاط الشحنة. <br />

تقوم بعض [[محرك بنزين|محركات الاشعال بالحرارة]] بتنظيف [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] بواسطة علبة المرافق {{إنج|Crankcase scavenged}}، ولا تستخدم صمامات قفازية. تُستخدم علبة المرافق والجزء السفلي من [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] أسفل [[مكبس (محركات)|المكبس]] كمضخة. تتصل فتحة دخول الشحنة بعلبة المرافق من خلال [[صمام ريشة]] {{إنج|Reed valve}} أو صمام القرص الدوار ويُدار بواسطة المحرك. يوجد منفذ انتقال في كل [[أسطوانة (محرك)|أسطوانة]] يتصل بعلبة المرافق من أحد نهايتيه وتتصل نهايته الأخرى بجدار الأسطوانة. يتصل منفذ العادم مباشرة بجدار [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]]. يتم فتح وغلق منفذ الانتقال ومنفذ العادم بواسطة [[مكبس (محركات)|المكبس]]. يُفتح صمام الريشة عندما يكون الضغط في علبة المرافق أقل من ضغط السحب بجزء بسيط، ليسمح لها أن تمتلئ بشحنة جديدة، ويحدث ذلك أثناء تحرك المكبس لأعلى. يزداد الضغط في علبة المرافق عند تحرك المكبس لأسفل، ويغلق صمام الريشة على الفور، ثم تُضغط الشحنة الموجودة في علبة المرافق. يكشف المكبس منفذ العادم ومنفذ الانتقال عند تحركه لأعلى، ونتيجة للضغط المرتفع للشحنة الموجودة في علبة المرافق، تدخل إلى الأسطوانة من خلال منفذ الانتقال وتقوم بازاحة غازات العادم. تُزيت علبة المرافق بإضافة [[زيت ثنائي الشوط]] إلى [[وقود سيارات|الوقود]] بنسب صغيرة. يشير مصطلح الزيت النفطي {{إنج|Petroil}} إلى خليط من [[بنزين (وقود)|البنزين]] مع زيت ثنائي الشوط. يكون لهذا النوع من [[محرك شوطين|المحركات ثنائية الشوط]] كفاءة أقل من [[محرك رباعي الأشواط|المحركات رباعية الأشواط]] ويطرد غازات عادم أكثر تلوثاً للأسباب التالية:<br />

*يجب استخدام منفذ الانتقال كفوهة مصممة وموضوعة في مكانها بدقة من أجل خلق تيار غازي يعمل على تنظيف [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] بأكملها قبل غلق صمام العادم، ليتم طرد غازات العادم وتقليل كمية الشحنة الجديدة التي تخرج مع العادم. تمتاز [[محرك رباعي الأشواط|المحركات رباعية الأشواط]] بالتخلص من كل غازات الاحتراق تقريبا، حيث يصل [[مكبس (محركات)|المكبس]] في شوط العادم لمسافة يكون عندا حجم [[حجرة احتراق|غرفة الاحتراق]] أقل ما يمكن. يحدث شوط السحب والعادم معا في [[محرك شوطين|المحركات ثنائية الشوط]] المنظفة بواسطة علبة المرافق، ويكون حجم [[حجرة احتراق|غرفة الاحتراق]] عند أقصى حجم لها. <br />

إن الميزة الأساسية [[محرك شوطين|للمحركات ثنائية الشوط]] عن [[محرك رباعي الأشواط|المحركات رباعية الأشواط]]، هي البساطة الميكانيكية و[[نسبة القدرة إلى الوزن]] المرتفعة. تنتج المحركات ثنائية الشوط [[قدرة (فيزياء)|قدرة]] أقل بمقدار النصف عن تلك التي تنتجها المحركات رباعية الأشواط، بالرغم من أن أشواط القدرة في [[دورة تحريك حراري|الدورة]] الواحدة في المحركات ثنائية شوط ضعف أشواط القدرة في الدورة الواحدة في المحركات رباعية الأشواط. <br />

مُنع استخدام [[سيارة|السيارات]] و[[دراجة نارية|الدراجات النارية]] المستخدمة لمحركات ثنائية الشوط في [[الولايات المتحدة الأمريكية]] بسبب التلوث، وبالرغم من ذلك تُستخدم ألاف المحركات في ألات العناية بالحدائق.

يتم تجنب العديد من سلبيات التنظيف بواسطة علبة المرافق باستخدام منفاخ منفصل للتنظيف، ويكون ذلك على حساب زيادة التعقيد الميكانيكي، مما يعني زيادة التكلفة ومتطلبات الصيانة. يستخدم [[محرك شوطين|المحرك]] من هذا النوع فتحات أو صمامات لدخول الشحنة وصمامات لطرد العادم، فيما عدا [[المحركات ذات المكابس المتعاكسة]] التي قد تستخدم فتحات لطرد العادم. يكون نوع المنفاخ عادة [[شاحن توربيني فائق_نوعفائق نوع روتس]]، ولكن أنواع أخرى قد استخدمت أيضاً. يعتبر هذا التصميم شائع الاستخدام في [[محرك ديزل|محركات الاشعال بالانضغاط]]، واستُخدم أيضاً في [[محرك بنزين|محركات الاشعال بالشرارة]]. <br />

إن أكبر محركات الاحتراق الداخلي المترددة تكون [[محرك ديزل|محركات اشعال بالانضغاط]] منخفضة السرعة من هذا النوع، وتُستخدم [[دفع بحري|للدفع البحري]] أو [[توليد الكهرباء|توليد الطاقة الكهربية]]، وتحقق أقصى [[كفاءة حرارية]] بين جميع أنواع محركات الاحتراق الداخلي. تعمل بعض [[محركات ديزل ثنائية الأشواط|محركات الديزل]] للقاطرات الكهربية على الدورة ثنائية الشوط. تبلغ القدرة الفرملية لأقوى محرك بين هذه المحركات حوالي 4.5 [[واط|ميجا وات]] أو 6000 [[حصان (وحدة قدرة)|حصان]]. تستخدم القاطرة طراز [[إي إم دي اس دي 90 ماك]] [[محرك شوطين|محرك ثنائي الشوط]]، بينما تستخدم القاطرة المناظرة لها طراز [[جي إي ايه سي 6000 سي دبليو]] [[محرك رباعي الأشواط]]، والتي تبلغ [[قدرة (فيزياء)|قدرة]] محركها نفس قدرة [[قاطرة|القاطرة]] سابقاً.<br />

يعتبر [[محركات ديزل ثنائية الأشواط|محرك الديزل ثنائي الشوط]] [[فرتسيلا-سولزر أر تي ايه 96-سي]] المزود [[شاحن عنفي|بشاحن توربيني]] والمستخدم في [[سفن الحاويات]]، مثال لهذا النوع من المحركات، ويعتبر أكثر محركات الاحتراق الداخلي كفاءة وقدرة في العالم، بكفاءة تتجاوز 50%.<ref name=bmmWW >[http://www.manbw.com/engines/TwoStrokeLowSpeedPropMEEngines.asp?model=S80ME-C7.html Low Speed Engines], MAN Diesel.{{deadوصلة linkمكسورة|date=December 2013}}</ref><ref>{{citeمرجع webويب|urlالمسار=http://www.ansys.com/assets/testimonials/siemens.pdf |titleالعنوان=CFX aids design of world’s most efficient steam turbine|formatالتنسيق=PDF |dateالتاريخ= |accessdateتاريخ الوصول=2010-08-28}}</ref><ref>{{citeمرجع webويب|urlالمسار=http://pepei.pennnet.com/display_article/152601/6/ARTCL/none/none/1/New-Benchmarks-for-Steam-Turbine-Efficiency/ |titleالعنوان=New Benchmarks for Steam Turbine Efficiency - Power Engineering |publisherالناشر=Pepei.pennnet.com |dateالتاريخ=2010-08-24 |accessdateتاريخ الوصول=2010-08-28}}</ref><ref>{{cite journal|urlالمسار=https://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/e451/e451021.pdf |firstالأول=Tatsuo |lastالأخير=Takaishi |first2الأول2=Akira |last2الأخير2=Numata |first3الأول3=Ryouji |last3الأخير3=Nakano |first4الأول4=Katsuhiko |last4الأخير4=Sakaguchi |titleالعنوان=Approach to High Efficiency Diesel and Gas Engines |journal=Mitsubishi Heavy Industries Technical Review |volume=45 |issue=1 |dateالتاريخ=March 2008 |formatالتنسيق=PDF |accessdateتاريخ الوصول=2011-02-04}}</ref> تبلغ [[كفاءة حرارية|الكفاءة الحرارية]] لأفضل وأصغر [[محرك رباعي الأشواط]]، على سبيل المقارنة، حوالي 43%، ويعتبر الحجم ميزة بالنسبة للكفاءة بسبب الزيادة في نسبة الحجم إلى مساحة السطح.<br />

قام جون داي بتبسيط تصميم محرك كلرك في عام 1899، ليصبح على هيئة [[محرك شوطين|المحرك ثنائي الشوط]] المنتشر الآن.<ref name="first-hand.info_2_spark_ignition">{{citeمرجع webويب |urlالمسار=http://www.first-hand.info/TwoStrokeSparkIgnitionEngine.html |titleالعنوان=Two Stroke Spark Ignition (S.I) Engine |websiteالموقع=First Hand Info |access-dateتاريخ الوصول=2016-09-01}}</ref> تجري محركات دورة داي عملية التنظيف بواسطة علبة المرافق، وتستخدم فتحات موقوتة. تُستخدم علبة المرافق وجزء [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] الموجود أسفل فتحة العادم [[مضخة|كمضخة]]. يبدأ عمل محرك دورة داي عندما يدور [http://عمود%20المرفق عمود المرفق] فيتحرك [[مكبس (محركات)|المكبس]] من النقطة الميتة العليا صعوداً، فيخلق فراغاً في منطقة علبة المرافق/الأسطوانة. يقوم [[كاربراتير|مكربن الهواء]] بعد ذلك بتزويد علبة المرافق بخليط الوقود من خلال صمام ريشة أو صمام القرص الدوار. تكون هناك عملية إلقاء للخليط في القنوات التي تصل علبة المرافق بفتحة دخول الشحنة في [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]]، وفي القنوات التي تصل فتحة العادم [[عادم|بأنبوب العادم]]. يُسمى ارتفاع منفذ الدخول أو العادم بالنسبة لطول الأسطوانة "توقيت المنفذ".<br />

لا يكون هناك [[وقود سيارات|وقود]] في [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] خلال أول [[شوط]] صاعد [[محرك شوطين|للمحرك]]، حيث تكون علبة المرافق فارغة. يقوم [[مكبس (محركات)|المكبس]] في الشوط الهابط بضغط خليط الوقود، والذي قام بتزييت [[مكبس (محركات)|المكبس]] في [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] وتزييت [[محمل|المحامل]] أيضاً بسبب احتوائه على زيت قد أُضيف إليه. يكشف [[مكبس (محركات)|المكبس]] فتحة العادم أولاً عند تحركه لأسفل، لكن لا يكون هناك وقود محترق في أول شوط ليتم التخلص منه. يكشف [[مكبس (محركات)|المكبس]] بعد ذلك فتحة دخول الشحنة، والتي تكون متصلة بعلبة المرافق بواسطة قناة (مجرى). يتحرك خليط الوقود إلى [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] من خلال القناة بسبب ارتفاع [[ضغط]] خليط الوقود في علبة المرافق.<ref>{{citeمرجع webويب |urlالمسار=http://www.audi.com/corporate/en/company/history/models/dkw-rt-1252h-1954.html |titleالعنوان=DKW RT 125/2H, 1954 > Models > History > AUDI AG |publisherالناشر=Audi |access-dateتاريخ الوصول=2016-09-01}}</ref>

تتطلب محركات الاحتراق الداخلي إشعال خليط [[وقود سيارات|الوقود]]، إما بواسطة [[شمعة احتراق|شمعة اشعال]] (الاشعال بالشرارة) أو إشعال بالانضغاط. استُخدمت وسائل إشعال اعتمدت على أنبوب ساخن ولهب قبل اختراع وسائل الإشعال الكهربية الفعالة. صُنعت محركات تجريبية تستخدم [[إشعال بالليزر|الإشعال بالليزر]].<ref>{{citeاستشهاد newsبخبر |urlالمسار=http://www.physorg.com/news/2011-04-laser-revolution-internal-combustion.html |titleالعنوان=Laser sparks revolution in internal combustion engines |workالعمل=Physorg.com |dateالتاريخ=2011-04-20 |accessdateتاريخ الوصول=2013-12-26}}</ref>

[[محرك إشعال بالشمعة|كان محرك الإشعال بالشرارة]] تطوير للمحركات المبكرة التي استخدمت الإشعال بأنبوب ساخن. أصبح جهاز [[المغنيط]] ( المغنيط [[مولد كهربائي]] صغير يحتوي بداخله على [[مغناطيس]] مؤقت، ويزود [[شمعة احتراق|شمعات الاشعال]] بنبضات [[جهد كهربي]] مرتفعة) النظام الأساسي لتزويد [[شمعة احتراق|شمعات الاشعال]] [[كهرباء|بالكهرباء]]<ref>{{citeمرجع webويب |urlالمسار=http://theoldmotor.com/?p=135204 |titleالعنوان=The Early History of the Bosch Magneto Company in America |websiteالموقع=The Old Motor |dateالتاريخ=2014-12-19 |access-dateتاريخ الوصول=2016-09-01}}</ref>، بعدما اخترعه بوش. مازالت العديد من المحركات الصغيرة تستخدم [[مغنيط الإشعال]]. يبدأ تشغيل المحركات الصغيرة بإدارة عمود مرفق باليد باستخدام [[بادئ حركة ارتدادي]] {{إنج|Recoil Crank}} أو مدورة يدوية. استخدمت كل سيارات [[محرك بنزين|محركات البنزين]] مدورة يدوية قبل تطوير [[تشارلز كترنج|تشارلز كيترنج]] صاحب [[مؤسسة دلسو للإكترونيات]]، [[مفتاح تشغيل|محرك بدء الحركة]].<ref>{{citeمرجع webويب |urlالمسار=http://www.autolife.umd.umich.edu/Gender/Walsh/1911Auto_Comfort.htm |titleالعنوان=Hand Cranking the Engine |websiteالموقع=Automobile in American Life and Society |publisherالناشر=University of Michigan-Dearborn |access-dateتاريخ الوصول=2016-09-01}}</ref><br />

تشغل المحركات الكبيرة [[مفتاح تشغيل|محركات بدء الحركة]] وأنظمة الاشعال باستخدام الطاقة الكهربية المخزنة في [[بطارية الرصاص|بطاريات الرصاص]]. يتم شحن البطارية بواسطة [[منوب|مولد]] [[تيار متردد]] أو مولد يستخدم قدرة المحرك لتوليد طاقة كهربية وتخزينها.<br />

تولد [[بطارية سيارة|البطارية]] طاقة كهربية لبدء الحركة عند احتواء المحرك على [[مفتاح تشغيل|محرك بدء حركة]]، وتقوم بتوفير [[الطاقة الكهربية]] عندما يكون المحرك مغلق. توفر البطارية طاقة كهربية خلال حالات التشغيل النادرة أيضاً، عندما لا يكون [[منوب|المولد]] قادراً على توليد أكثر من 13.8 [[فولت]] (بالنسبة لنظام السيارة الكهربي 12 [[فولت]]). تقوم [[بطارية الرصاص]] بتزويد الحمل الكهربي عند انخفاض [[جهد كهربي|جهد]] المولد عن 13.8 [[فولت]]. يقوم المولد بتزويد الطاقة الكهربية الأساسية خلال كل ظروف التشغيل تقريباً، ويشمل ذلك حالات تشغيل المحرك بدون حركة السيارة {{إنج|Idle Conditions}}.<br />

تقوم بعض الأنظمة بتعطيل [[منوب|المولد]] خلال حالات التشغيل القصوى، ويؤدي ذلك لخفض الحمل الميكانيكي على أقطاب المولد إلى صفر تقريباً، مما يرفع قدرة [[عمود المرفق]] إلى قدرته القصوى. تقوم [[بطارية سيارة|البطارية]] في هذه الحالة بتوفير كل الطاقة الكهربية الأساسية.<br />

وجب خفض [[نسبة الانضغاط|نسب الانضغاط]] خلال استخدام أنظمة [[حقن الوقود]] والاشعال المبكرة. أدت التطورات في تكنولوجيا الوقود والتحكم في عملية الاحتراق إلى الحصول على محركات مرتفعة الأداء تعمل بكفاءة عند [[نسبة الانضغاط|نسبة انضغاط]] 1:12. ستظهر مشكلة عند استخدام [[بنزين (وقود)|وقود]] ذو [[رقم أوكتان]] منخفض عند زيادة [[نسبة الانضغاط]]، حيث سيشتعل الوقود قبل الوقت المناسب نتيجة ارتفاع [[درجة الحرارة]] بسبب الانضغاط. طور [[تشارلز كترنج|تشارلز كيترنج]] اضافات من الرصاص إلى الوقود تسمح باستخدام [[نسبة الانضغاط|نسب انضغاط]] مرتفعه.<br />

يتم اشعال خليط الوقود عند مواضع مختلفة [[مكبس (محركات)|للمكبس]] في [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]]. تحدث شرارة الاشعال عندما يقترب [[مكبس (محركات)|المكبس]] من النقطة الميتة العليا فقط عند [[سرعة زاوية|السرعات الدورانية]] المنخفضة [[عمود المرفق|لعمود المرفق]]. يتقدم وقت حدوث شرارة الاشعال بالنسبة لموضع [[مكبس (محركات)|المكبس]] في [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] بزيادة السرعة الدورانية للحصول على مزيد من [[قدرة (فيزياء)|القدرة]]، أي أنه كلما ازدادت السرعة الدورانية [[عمود المرفق|لعمود المرفق]]، يحدث الاشعال عند مواضع [[مكبس (محركات)|للمكبس]] قبل وصوله للنقطة الميتة العليا ويبتعد موضع الاشعال كلما زادت السرعة. تحدث الشرارة في وقت مبكر من انضغاط الوقود كلما زادت السرعة الدورانية.<ref>{{citeمرجع webويب |urlالمسار=http://www.innovatemotorsports.com/resources/myths.php |titleالعنوان=Spark Timing Myths Debunked - Spark Timing Myths Explained:: Application Notes |publisherالناشر=Innovate Motorsports |access-dateتاريخ الوصول=2006-09-01}}</ref><br />

يتم الحصول على [[جهد كهربي|الجهد]] العالي المطلوب، حوالي 10000 [[فولت]]، بواسطة [[ملف حثي |ملف حثي]] أو [[محول كهربي]]. يكون الملف الحثي عبارة عن نظام عكسي يقوم بقطع [[التيار الكهربي]] للنظام الأساسي بواسطة قاطع متزامن {{إنج|synchronized interrupter}}. يمكن أن يكون القاطع إما نقاط اتصال أو [[ترانزستور]] قدرة. تظهر مشكلة هذا النوع من نظام الاشعال عندما تزداد السرعة الدورانية [[عمود المرفق|لعمود المرفق]]، حيث تقل الطاقة الكهربية المتوفرة. يعتبر ذلك مشكلة لأن كمية الطاقة الكهربية اللازمة لاشعال وقود أكثر كثافة تكون مرتفعة. كانت النتيجة دائماً فقد الاشعال عند السرعات الدورانية المرتفعة.<br />

طُور نظام اشعال عن طريق تفريغ مكثف. ينتج هذا النظام [[جهد كهربي|جهد كهربي]] مرتفع، يتم ارساله إلى [[شمعة احتراق|شمعة الاشعال]]. يمكن أن يصل جهد نظام القرص المضغوط إلى 60000 [[فولت]].<ref>{{citeمرجع webويب |urlالمسار=http://www.jetav8r.com/Vision/Ignition/CDI.html |titleالعنوان=Electronic Ignition Overview |websiteالموقع=Jetav8r |access-dateتاريخ الوصول=2016-09-02}}</ref> تستخدم أقراص الاشعال المضغوطة {{إنج|CD ignitions}} محولات كهربائية تصاعدية. يستخدم المحول الكهربي التصاعدي الطاقة المخزنة في [[سعة كهربائية]] لتوليد شرارة كهربائية. يتم تزويد [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] المناسبة [[جهد كهربي|بجهد كهربي]] مرتفع في الوقت المناسب، بواسطة نظام تحكم ميكانيكي أو كهربي. تشعل الشرارة الصادرة من [[شمعة احتراق|شمعة الاشعال]] خليط الهواء و[[بنزين (وقود)|الوقود]]

الموجود في [[أسطوانة (محرك)|أسطوانات]] المحرك.<br />

يبدأ تشغيل [[محرك بنزين|محركات البنزين]] في الطقس البارد بسهولة كبيرة عن [[محرك ديزل|محركات الديزل]]، وبالرغم من ذلك، مازال بالامكان تعرض [[محرك بنزين|محركات البنزين]] لمشاكل عند بداية تشغيلها في الطقس البارد في الحالات القصوى. كان ركن [[سيارة|السيارة]] في مناطق ساخنة هو الحل لسنوات لهذه المشكلة. يُفرغ [[بنزين (وقود)|الوقود]] من المحرك في بعض المناطق في العالم، ويتم تدفئته خلال الليل ثم يتم ارجاعه للمحرك لبداية تشغيله في الظروف الباردة. طُورت '''وحدة تحويل البنزين إلى غاز''' في وقت مبكر من عام 1950. يتم سحب [[بنزين (وقود)|البنزين]] إلى الوحدة وحرق جزء منه، فيتسبب بتحويل الجزء الأخر إلى بخار ساخن يُرسل مباشرة إلى الأنبوب المتشعب لصمام الدخول. كانت هذه الوحدة شائعة حتى أصبحت المسخنات الكهربية لحاوية المحرك تُوضع بشكل قياسي في [[محرك بنزين|محركات البنزين]] المباعة في المناطق ذات الطقس البارد.<ref>{{cite journal |urlالمسار=https://books.google.com/books?id=zdwDAAAAMBAJ&pg=PA149 |titleالعنوان=Gasifier Aids Motor Starting Under Arctic Conditions |journal=Popular Mechanics |dateالتاريخ=January 1953 |pageالصفحة=149 }}</ref>

[[ملف:Napier Deltic Animation.gif|360px|تصغير|يسار|رسم متحرك لشكل محرك نابير ديلتك من زاواية مختلفة عن زاوية دوران عمود المرفق ليوضح طريقة عمله. ]]

تُزيت علبة المرافق من الداخل وكذلك [[عمود المرفق]] و[[ذراع توصيل|ذراع التوصيل]] وأسفل [[مكبس (محركات)|المكابس]] في [[محرك شوطين |المحركات ثنائية الشوط]] المنظفة بواسطة علبة المرافق، وذلك عن طريق رش زيت ثنائي الشوط في خليط الوقود والهواء، ويُحرق الزيت مع خليط [[وقود سيارات|الوقود]]. قد تُوضع مجموعة الصمامات في حيز مغمور بمادة تزييت، لذلك قد لا يكون هناك حاجة [[مضخة|لمضخة]] زيت.<br />

لا تُستخدم [[مضخة]] زيت في '''نظام التزييت بالرش'''، ويُغمر [[عمود المرفق]] في [[زيت محرك|الزيت]] في حوض المحرك بدلاً من ذلك، ونتيجة لسرعة دورانه المرتفعة يقوم [[عمود المرفق]] برش [[زيت محرك|الزيت]] على نفسه وعلى [[ذراع توصيل|أذرع التوصيل]] وأسفل [[مكبس (محركات)|المكابس]]. قد تحتوي أغطية النهاية الكبيرة [[ذراع التوصيل|لذراع التوصيل]] على مغرفة ملحقة بها لزيادة تأثير رش [[زيت محرك|الزيت]]. قد تُعزل مجموعة الصمامات في حيز مغمور [[زيت محرك|بالزيت]] أو تكون معرضة [[عمود المرفق|لعمود المرفق]] بحيث تستقبل [[زيت محرك|الزيت]] المرشوش وتسمح بتسربه مرة أخرى لحوض المحرك. يُستخدم التزييت بالرش في [[محرك رباعي الأشواط|المحركات رباعية الأشواط]] الصغيرة.<br />

يتم التزييت في '''نظام التزييت القسري (المضغوط)''' في حلقة مغلقة، حيث يُحمل [[زيت المحرك]] بواسطة نظام التزييت إلى الأسطح المراد تزييتها، ثم يعود [[زيت محرك|الزيت]] إلى خزان الزيت. لا تُزيت المعدات المساعدة للمحرك بواسطة حلقة التزييت السابقة، على سبيل المثال: قد يستخدم [[مولد تيار متردد]] [[محمل ذو كريات|محامل كريات]] (رولمان بلي) مُزيتة. يكون حوض المحرك هو خزان الزيت عادة، وفي هذه الحالة يُسمى نظام [[الحوض الرطب]]. عندما يكون هناك خزان زيت مختلف عن السابق، يستمر تزويد علبة المرافق [[زيت المحرك|بالزيت]]، لكن يتم تسريبه بواسطة [[مضخة]] مخصصة: يُسمى هذا النظام نظام [[الحوض الجاف]].<br />

تُستخدم أنظمة أخرى أيضاً لتزييت [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] و[[مكبس (محركات)|المكبس]]. يحتوي [[ذراع توصيل|ذراع التوصيل]] على فوهة لنفث الزيت [[أسطوانة (محرك)|للأسطوانة]] وأسفل المكبس. تتحرك هذه الفوهة بالنسبة للأسطوانة التي تُزيتها، ولكنها تشير إليها دائماً أو إلى مكبسها.<br />

تشمل أشكال الترتيب الشائعة [[أسطوانة (محرك)|للأسطوانات]] الترتيب الخطي ([[محرك (ترتيب اسطوانات خطي)|محرك خطي]]) والترتيب الأكثر صعوبة في [[محرك شكل V|شكل V]]، والترتيب في شكل مسطح ([[محرك مسطح]]) والذي يتميز بالسلاسة على الرغم من عرضه. تستطيع [[محرك الطائرة|محركات الطائرات]] استخدام الترتيب [[محرك شعاعي|الشعاعي]] [[أسطوانة (محرك)|للأسطوانات]]، والذي يتيح تبريد أفضل. استُخدمت أيضاً أشكال الترتيب النادرة مثل الترتيب على [[محرك شكل H|شكل H]] و[[محرك شكل U|شكل U]] و[[محرك شكل X|شكل X]] وشكل W ([[محرك شكل W]]).<br />

تضع المحركات متعددة [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]] مجموعة الصمامات و[[عمود المرفق]] بحيث تكون المكابس عند مواضع مختلفة من دورة التشغيل (تؤدي [[مكبس (محركات)|المكابس]] [[شوط|أشواط]] مختلفة)، ومن المرغوب فيه أن تكون دورات [[مكبس (محركات)|المكبس]] متباعدة بشكل منتظم (يًسمى ذلك بترتيب الاشعال المتساوي، وفيه تكون الزاوية بين كل اشعال والاخر متساوية، ويتم حسابها بقسمة زاوية الدوران الكلية [[عمود المرفق|لعمود المرفق]] على عدد [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]]. مثال: إن كان المحرك [[محرك رباعي الأشواط|رباعي الأشواط]] فإن [[عمود المرفق]] يكمل [[دورة تحريك حراري|الدورة الحرارية]] كل 720 درجة، وإن كان المحرك رباعي [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]]، يكون [[ترتيب الاشعال]] 4/720 أي أن الاشعال يحدث في [[أسطوانة (محرك)|أسطوانة]] مختلفة كل 180 درجة من دوران [[عمود المرفق]]) خاصة في محركات [[السحب القسري]] للهواء، ويقلل هذا من نبضات [[عزم دوران|العزم]]<ref> Nunney 2007, p. 15.</ref> ويجعل [[محرك (ترتيب اسطوانات خطي)|المحركات الخطية]] المحتوية على أكثر من 3 [[أسطوانة (محرك)|أسطوانات]] أكثر اتزاناً بالنسبة للقوى الأساسية (انظر [[اتزان المحرك]]). تحتاج بعض أشكال المحركات إلى ترتيب اشعال فردي (الزاوية بين كل اشعال والاخر في [[أسطوانة (محرك)|أسطوانات]] مختلفة غير متساوية، مثال: محرك 6 [[أسطوانة (محرك)|أسطوانات]] يحدث الاشعال فيه عند 90 درجة و150 درجة، لكن الاشعال المتساوي كان يجب ان يحدث عند 6/720 أي كل 120 درجة من دوران [[عمود المرفق]]) لتحقيق اتزان أفضل من استخدام ترتيب الاشعال المتساوي ([[ترتيب الاشعال]]: هو ترتيب أشواط القدرة في [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]] للحصول على توزيع متساوي للقوى المؤثرة على [[عمود المرفق]]). يحقق [[محرك خطي مزدوج]] [[محرك رباعي الأشواط|رباعي الأشواط]]، على سبيل المثال، اتزان أفضل عندما تكون الزاوية بين [[مسامير المرفق]] 180 درجة (مكبس صاعد ومكبس هابط) حيث تتحرك [[مكبس (محركات)|المكابس]] في اتجاهات متعاكسة فيلغي ذلك تأثير [[عزم القصور الذاتي|عزم القصور]]، لكن ذلك يُعطي ترتيب اشعال فردي، حيث تًشعل الشحنة في الأسطوانة بعد 180 درجة من حدوث الاشعال في الأسطوانة الأخرى، ولايحدث اشعال في أي أسطوانة عند زاوية 540 درجة من دوران عمود المرفق (ترتيب الاشعال المتساوي لهذا المحرك يكون 2/720 أي كل 360 درجة). تتحرك المكابس في انسجام عند ترتيب الاشعال المتساوي.<br />

لا تحتاج بالضرورة أشكال [[عمود المرفق]] المتعددة إلى [[رأس إسطوانة|رأس أسطوانة]] في جميع [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]]، وبدلاً من ذلك قد تستخدم [[مكبس (محركات)|مكبس]] عند كل نهاية من نهايتي [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]]، ويُسمى ذلك التصميم [[محرك بمكابس متقابلة]] . يمكن تحقيق التنظيف أحادي الاتجاه في [[أسطوانة (محرك)|أسطوانة]] هذا التصميم، حيث أن مداخل ومخارج الوقود تقع عند نهايتين متقابلتين للأسطوانة، ويكون التنظيف أحادي الاتجاه فعال على مدى واسع من سرعات المحرك، كما هو في [[محرك رباعي الأشواط|المحركات رباعية الأشواط]]. يؤدي نقص [[رأس إسطوانة|رؤوس الأسطوانات]] إلى تحسين [[كفاءة حرارية|الكفاءة الحرارية]]. استُخدم هذا التصميم في [[محرك الطائرة]] الديزل [[يونكرز جومو 205]]، باستخدام [[عمود مرفق|عمودين مرفق]] عند نهايتي مجموعة واحدة من [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]]. استُخدم بشكل أكثر ملاحظة في [[محرك ديزل|محركات الديزل]] [[نابير ديلتك |نابير ديلتك]]، واستخدمت ثلاث [[عمود مرفق|أعمدة مرفق]] لتشغيل 3 مجموعات من الأسطوانات مزدوجة النهاية (تستخدم مكبسين متقابلين) موضوعة في شكل مثلث متساوي الأضلاع، ووُضعت [[عمود مرفق|أعمدة مرفق]] عند رؤوس المثلث. استُخدم أيضاً هذا التصميم في محركات [[قاطرة|القاطرات]] ذات مجموعة [[أسطوانة (محرك)|أسطوانات]] واحدة، ومازالت تُستخدم في محركات [[دفع بحري|الدفع البحري]] و[[مولد كهربائي احتياطي|مولدات الكهرباء]] البحرية الاحتياطية.

صنع وباع [[نيكولاس أوتو]] محرك ذو تمدد مضاعف في عام 1879 (استُخدمت مبادئ التمدد المضاعف والتمدد الثلاثي بكثرة في [[محرك بخاري|المحركات البخارية]])، وتكون من [[أسطوانة (محرك)|أسطوانتين]] صغيرتين على جانبي [[أسطوانة (محرك)|أسطوانة]] أكبر وذات ضغط منخفض يحدث فيها شوط تمدد غاز العادم. أعاد المشتري المحرك بحجة ضعف الأداء. استُخدم هذا المبدأ في عام 1906 في [[سيارة]] صُنعت بواسطة [[شركة إزينهوث هورسيليس للمركبات]] في [[الولايات المتحدة]]<ref>Suzuki, Takashi (1997). The Romance of Engines. SAE. pp. 87–94.</ref>، وفي القرن الواحد والعشرين صمم واخترع [[إلمور]] محرك احتراق داخلي خماسي الأشواط متضاعف التمدد، له [[قدرة (فيزياء)|قدرة]] ناتجة مرتفعة و[[استهلاك نوعي للوقود]] منخفض.<ref>"5-Stroke Concept Engine Design and Development". Ilmor Engineering. Retrieved 2015-12-18.</ref>

اختُرع [[محرك سداسي الأشواط|المحرك سداسي الأشواط]] في عام 1883. استخدمت أربع أنواع من المحركات سداسية الأشواط، [[مكبس (محركات)|مكبس]] عادي يتحرك داخل [[أسطوانة (محرك)|أسطوانة]] عادية (محرك جريفين سداسي الأشواط، محرك بوجلاذ سداسي الأشواط، محرك فيلوزيتا سداسي الأشواط، محرك كرور سداسي الأشواط)، ويحدث الاشعال كل ثلاث دورات من دوران [[عمود المرفق]] (كل 540 درجة). استطاع هذا النظام الاستفاده من الحرارة المفقودة في [[دورة أوتو]] [[محرك رباعي الأشواط|رباعية الأشواط]] عن طريق حقن الهواء أو الماء.<br />

لم يضغط أول محرك احتراق داخلي خليط الوقود والهواء. كان يًسحب خليط الوقود والهواء خلال الجزء الأول من شوط هبوط [[مكبس (محركات)|المكبس]]، ثم يُغلق صمام الدخول ويًشعل الخليط خلال باقي الشوط. يُفتح صمام العادم أثناء صعود [[مكبس (محركات)|المكبس]]. كانت تهدف هذه المحاولات لمحاكاة [[محرك بخاري|المحرك البخاري]]، لكنها افتقرت بشدة للكفاءة. طرأ عدد من التغييرات على هذه الدورات، الجديز بالذكر منها [[دورة أتكينسون]] و[[دورة ميلر]]. اختلفت [[دورة ديزل]] بشكل ما عن تلك الدورات.<br />

عانت محركات الدورة المجزأة السابقة من مشكلتين رئيسيتين: سوء [[كفاءة حجمية|الكفاءة الحجمية]] وانخفاض [[كفاءة حرارية|الكفاءة الحرارية]]، وعلى الرغم من ذلك، فإن التصاميم الجديدة تسعى لمعالجة على تلك المشكلات.<br />

يُمكن اجراء '''الاشعال بعد النقطة الميتة العليا''' باستخدام هواء مرتفع الضغط في ممر العبور بين [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]]، وذلك لخلق تدفق بسرعة الصوت و[[جريان الموائع|اضطراب]] شديد للمائع في [[أسطوانة (محرك)|أسطوانة]] شوط القدرة.

تستخدم [[محرك نفاث|المحركات النفاثة]] صفوف من الريش لضغط الهواء، ثم يدخل بعد ذلك لغرفة الاحتراق حيث يتم خلطه بالوقود واشعاله (يُستخدم وقود جي بي عادة). يؤدي احتراق الوقود إلى رفع [[درجة حرارة]] الخليط فيدخل على صفوف من الريش (التربينة) ليتم استخراج [[شغل (ديناميكا حرارية)|شغل]] منه لتشغيل [[ضاغط محوري|الضاغط]] ثم يُطرد الهواء من المحرك مولداً [[دفع|قوة دفع]]. يُمكن أن يعمل [[محرك توربيني مروحي|المحرك التوربيني المروحي]] [[كفاءة حرارية|بكفاءة]] مرتفعه تصل إلى 48%.<ref>{{citeمرجع webويب|titleالعنوان=Aviation and the Global Atmosphere|urlالمسار=http://www.ipcc.ch/ipccreports/sres/aviation/index.php?idp=97|websiteالموقع=Intergovernment Panel on Climate Change|accessdateتاريخ الوصول=2016-07-14}}</ref>

*[[فوهة دي لافال|فوهة]]<ref>{{citeمرجع webويب |urlالمسار=https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/UEET/StudentSite/engines.html |titleالعنوان=Engines |publisherالناشر=NASA Glenn Research Center |locationالمكان=US |dateالتاريخ=2014-06-12 |access-dateتاريخ الوصول=2016-08-31}}</ref>

تُعتبر [[تربينة غازية|التربينة الغازية]] ألة دوارة مشابهة [[محرك بخاري|للمحرك البخاري]] في مبدأ العمل (استخدام غاز ساخن)، وتتكون من ثلاثة أجزاء: [[ضاغط محوري|ضاغط]] وغرفة احتراق وتربينة. يُسخن الهواء بخلطه بالوقود وحرقه وذلك بعد ضغط الهواء أولاً بواسطة [[ضاغط محوري|ضاغط]]. يتمدد خليط الهواء الساخن ونواتج الاحتراق في التربينة لتنتج شغل. يًستهلك حوالي ثلثي (3/2) [[شغل ميكانيكي|شغل]] التربينة في تشغيل الضاغط، بينما يًستفاد بالثلث الأخر.<ref name="GePowerGen">{{citeمرجع webويب|titleالعنوان=How a Gas Turbine Works|urlالمسار=https://powergen.gepower.com/resources/knowledge-base/what-is-a-gas-turbine.html|websiteالموقع=General Electric Power Generation|publisherالناشر=General Electric|accessdateتاريخ الوصول=2016-07-14}}</ref><br />

تُعتبر [[تربينة غازية|التربينة الغازية]] ألة دوارة مشابهة [[محرك بخاري|للمحرك البخاري]] في مبدأ العمل (استخدام غاز ساخن)، وتتكون من ثلاثة أجزاء: [[ضاغط محوري|ضاغط]] وغرفة احتراق و[[تربينة غازية|تربينة]]. يًضغط الهواء بواسطة [[ضاغط محوري|الضاغط]] فيرتفع [[ضغط|ضغطه]] و[[درجة حرارة|درجة حرارته]]. يُسخن الهواء المضغوط أكثر عن طريق خلطه بالوقود وحرقه في غرفة الاحتراق. يتمدد خليط الهواء ونواتج الاحتراق بعد ذلك في التربينة، فتستخرج الطاقة منه وتستخدم جزءاً منها لتشغيل الضاغط. تخرج الطاقة المتبقية في الغازات الساخنة لتولد [[ دفع|قوة دفع]].<br />

تًسمى عملية توصيل الهواء المضغوط لمدخل محرك الاحتراق الداخلي بالسحب القسري {{إنج|Forced induction}}. يستخدم المحرك ذو السحب القسري [[ضاغط غاز]] لزيادة [[ضغط]] و[[درجة حرارة]] و[[كثافة الهواء]]. يُسمى المحرك الذي لا يستخدم السحب القسري [[محركات التنفس الطبيعي|بمحرك التنفس الطبيعي]].<br />

تتكون معظم أنواع [[وقود|الوقود]] الشائعة من [[هيدروكربونات|الهيدروكربونات]] وتُشتق من [[الوقود الحفري]] ([[البترول]]). يشمل [[الوقود الحفري]] كل من [[ديزل (وقود)|الديزل]] و[[بنزين (وقود)|البنزين]] و[[غاز نفطي مسال|الغاز النفطي المسال]]، واستخدام نادر لغاز [[بروبان|البروبان]]. تستطيع معظم محركات الاحتراق الداخلي المصممة لاستخدام [[بنزين (وقود)|البنزين]]، أن تعمل بواسطة [[غاز طبيعي|الغاز الطبيعي]] أو [[غاز نفطي مسال|الغازات النفطية المسالة]] بدون أي تعديلات أساسية، باستثناء المكونات الموصلة للوقود. تستطيع [[محرك ديزل|محركات الديزل]] الكبيرة أن تعمل باستخدام خليط من الهواء والغازات وحقن وقود الديزل للاشعال. يُمكن استخدام [[وقود حيوي|الوقود الحيوي]] السائل والغازي أيضاً، مثل [[الايثانول]] و[[الديزل الحيوي]] (الديزل الحيوي هو نوع من وقود الديزل يُنتج من المحاصيل الزراعية التي تحتوي على [[دهون ثلاثية]] مثل [[زيت فول الصويا]]). تستطيع المحركات إن أُجري عليها بعض التعديلات أن تستخدم غاز [[هيدروجين|الهيدروجين]] و[[غاز الخشب|الغازات الناتجة عن حرق الفحم والخشب]]، بالاضافة إلى [[غاز الخشب|غاز المولدات]] المصنوع من أنواع مناسبة من الوقود الحيوي. أًجريت تجارب باستخدام مسحوق وقود صلب مثل [[دورة حقن الماغنيسيوم]].<br />

#انتاج كمية كافية من الطاقة الحرارية عند الاحتراق، لاستخدام المحرك بشكل عملي.<br />

قد [[اقتصاد الهيدروجين|يستبدل الهيدروجين أخيراً الوقود الأحفوري]] في محركات الاحتراق الداخلي التقليدية، وربما تأتي [[خلية وقود|خلايا الوقود]] بحل بديل فينتهي استخدام محركات الاحتراق الداخلي.<br />

*استُخدم [[أكسجين]]المضغوط بالاضافة إلى [[هواء مضغوط|الهواء المضغوط]] في [[طربيد 93]] الياباني. تحمل بعض [[غواصة|الغواصات]] أكسجين نقي، وتستخدم [[صاروخ |الصواريخ]] دائماً [[أكسجين سائل|الأكسجين السائل]].

يجب أن تحتوي محركات الاحتراق الداخلي على وسيلة لبدء دورة الاحتراق. يحدث هذا في المحركات الترددية بتدوير [[عمود المرفق]] (أو العمود الدوار في حالة [[محرك فانكل]]) فيبدأ دورة الاحتراق. كانت المحركات الأولى يبدأ تشغيلها باستخدام [[حدافة]] ملحقة بالمحرك، بينما كانت دايملر ريتواجن أول مركبة تبدأ بواسطة عمود مرفق يدوي. كانت السيارات ذات محركات الاحتراق الداخلي يبدأ تشغيلها باستخدام عمود مرفق يدوي، حتى طور [[تشارلز كترنج|تشارلز كيترنج]] [[مفتاح تشغيل|محرك بدء الحركة الكهربي]] [[سيارة|للسيارات]].<ref>{{cite press release |urlالمسار=http://media.gm.com/media/us/en/gm/home.detail.html/content/Pages/news/us/en/2012/Feb/0215_cad_starter.html |titleالعنوان=Cadillac’s Electric Self Starter Turns 100 |publisherالناشر=General Motors |locationالمكان=US |access-dateتاريخ الوصول=2016-09-02}}</ref><br />

يُعتبر [[مفتاح تشغيل|محرك بدء الحركة الكهربي]] هو الطريقة الأكثر استخداماً اليوم لبدء تشغيل محركات الاحتراق الداخلي، بينما يُستخدم [[نظام بدء الحركة الهوائي]] في [[محرك ديزل|محركات الديزل]] الكبيرة.<ref>{{citeمرجع webويب |urlالمسار=http://www.ingersollrandproducts.com/am-en/products/air-starters |titleالعنوان=Ingersoll Rand Engine Starting - Turbine, Vane and Gas Air Starters |publisherالناشر=Ingersoll Rand |access-dateتاريخ الوصول=2016-09-05}}</ref><br />

يتم التخلص من الغازات الساخنة المتبقية بعد استهلاك طاقتها (بفتح صمام العادم) ويسمح ذلك بعودة [[مكبس (محركات)|المكبس]] لموضعه السابق (النقطة الميتة العليا). يُمكن أن يبدأ [[مكبس (محركات)|المكبس]] الشوط التالي من دورته، والذي يختلف بين المحركات. تُصنف أي [[حرارة]] لا يتم تحويلها لشغل كطاقة مفقودة، ويتم التخلص منها بواسطة نظام التبريد سواء كان بالهواء أو بالماء.<br />

تُعتبر محركات الاحتراق الداخلي [[محرك حراري|محركات حرارية]]، ويُمكن تقدير كفاءتها النظرية باستخدام [[دورة تحريك حراري|الدورات الديناميكية الحرارية]] المثالية. لا يمكن أن تزيد [[كفاءة حرارية|الكفاءة الحرارية]] للدورة النظرية عن كفاءة [[دورة كارنوت]]، والتي تتحدد كفائتها بالفرق بين أعلى وأقل قيمة لمدى درجات حرارة التشغيل للمحرك. تُحدد [[درجة حرارة التشغيل]] العليا للمحرك بواسطة عاملين: الحدود الحرارية التشغيلية للمواد (مدى تحملها) ومدى مقاومة الوقود للاشعال الذاتي. هناك حدود حرارية لجميع [[معادن|المعادن]] و[[السبائك]]، وهناك بحث تم على المواد [[خزف|الخزفية]] التي يُمكن أن تُصنع باستقرار حراري أكبر وخواص مرغوبة في المادة. يسمح الاستقرار الحراري المرتفع للمادة باستخدام فرق [[درجة حرارة|درجات حرارة]] أكبر بين درجة حرارة التشغيل العليا والسفلى، مما يؤدي [[كفاءة حرارية|لكفاءة حرارية]] أكبر. يُصبح المحرك أكثر عُرضة للاشعال الذاتي أيضاً بارتفاع درجة حرارة [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]]، ويحدث هذا عندما تقترب درجة حرارة [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] من درجة حرارة الاشعال الذاتي للشحنة (نقطة الوميض). يُمكن أن يحدث الاشعال تلقائياً عند هذه النقطة قبل أن تطلق [[شمعة احتراق|شمعة الاشعال]] الشرارة، مما يرفع الضغط في [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] بدرجة كبيرة. يُمكن تخفيف أثر الاشعال الذاتي أو تأخير حدوثه باستخدام أنواع وقود ذات مقاومة مرتفعة للاشعال الذاتي ([[رقم أوكتان]] مرتفع)، ومع ذلك يبقى محدوداً بدرجة الحرارة القصوى التي تستطيع الأسطوانة تحملها.<br />

تفرض القيود [[ديناميكا حرارية|الديناميكية الحرارية]] أن المحرك يعمل في ظروف مثالية: لا يوجد احتكاك، ويستخدم غازات مثالية وعوازل مثالية، ويعمل لوقت غير محدود. تأتي التطبيقات الواقعية بتعقيدات تقلل الكفاءة، على سبيل المثال: يعمل المحرك بأفضل شكل عند حمل نوعي يُعرف باسم [[نطاق القدرة]]. يعمل محرك السيارة عادة عند ظروف أقل من الظروف المثالية، نظراً لتصميمه للأحمال المرتفعة المطلوبة للتسارع المفاجئ، بالاضافة لذلك، تقلل عوامل أخرى مثل [[مقاومة مائع|مقاومة الرياح]] الكفاءة الكلية للنظام. يُقاس [[استهلاك الوقود بالتنكة |استهلاك الوقود]] بالميل لكل جالون أو بعدد [[لتر|لترات]] الوقود لكل 100 كم. يفرض حجم الهيدروكربون محتوى حراري قياسي.<br />

يبلغ [[القيد الديناميكي الحراري]] لمعظم المحركات المصنوعة من [[حديد|الحديد]] 37%. تحقق معظم المحركات [[كفاءة حرارية|كفاءة]] متوسطة حوالي 18-20%<ref>{{citeمرجع webويب|urlالمسار=http://courses.washington.edu/me341/oct22v2.htm |titleالعنوان=Improving IC Engine Efficiency |publisherالناشر=Courses.washington.edu |dateالتاريخ= |accessdateتاريخ الوصول=2010-08-28}}</ref>، حتى عند تزويدها بشواحن توربينية ووسائل تحسين الكفاءة. حققت أحدث التقنيات المستخدمة في [[محركات فورميلا 1]] زيادة في [[كفاءة حرارية|الكفاءة الحرارية]] لتصل إلى 47% تقريباً.<ref>{{Citeمرجع webويب|urlالمسار=http://arstechnica.com/cars/2016/05/turbulent-times-for-formula-1-engines-result-in-unprecedented-efficiency-gains/|titleالعنوان=Turbulent times for Formula 1 engines result in unprecedented efficiency gains|websiteالموقع=Ars Technica|access-dateتاريخ الوصول=2016-05-20}}</ref> تحقق [[محرك صاروخي|المحركات الصاروخية]] كفاءات أفضل تصل إلى 70%، بسبب عملها عند [[درجة حرارة|درجات حرارة]] وضغوط مرتفعة جداً ويمكن أن تستخدم نسب تمدد مرتفعة جداً أيضاً.<ref>Rocket propulsion elements 7th edition-George Sutton, Oscar Biblarz pg 37-38</ref> مازالت [[محرك كهربائي|المحركات الكهربائية]] هي الأفضل من حيث الكفاءة، حيث تتراوح كفاءتها بين 85-90% أو أكثر، لكنها تعتمد على مصدر طاقة خارجي (يكون عادة محرق احتراق داخلي في [[محطة طاقة]]، يخضع لنفس القيود الديناميكية الحرارية من حيث الكفاءة). تعتبر تربينات محطات الطاقة الكبيرة أكثر كفاءة وأقل تلويثاً من محركات الاحتراق الصغيرة الموضوعة في المركبات.<br />

ينتج عن محركات الاحتراق الداخلي مثل المحركات المكبسية انبعاثات تلوث الهواء، بسبب الاحتراق الغير كامل للوقود [[كربون|الكربوني]]. تتكون الانبعاثات الأساسية من [[ثاني أكسيد الكربون]] و[[الماء]] وبعض [[سناج|السُخام]] الذي يُطلق عليه أيضاً [[المادة الهبابية]]. تم دراسة تأثير استنشاق هذه المادة الهبابية على الانسان والحيوان، وكانت النتيجة تسببها بأمراض [[ربو|الربو]] و[[سرطان الرئة]] و[[أمراض القلب والأوعية الدموية]] والموت المبكر. يوجد أيضاً بعض نواتج الاحتراق الاضافية مثل [[أكسيد النيتروجين|أكاسيد النيتروجين]] و[[كبريت|الكبريت]]، وبعض [[هيدروكربونات|الهيدروكربونات]] غير المحترقة، ويعتمد تركيز هذه النواتج على ظروف تشغيل المحرك و[[نسبة الوقود إلى الهواء]].<br />

لا يُستهلك [[وقود|الوقود]] بالكامل خلال عملية الاحتراق، لكن تبقى كمية صغيرة منه بعد الاحتراق، تؤدي إلى تكون مركبات غنية بالأكسجين مثل [[ميثانال|الفورمالديهايد]] أو [[أسيتالدهيد|الأسيتالدهيد]]، أو [[هيدروكربونات]] لم تكن موجودة في تركيب خليط الوقود. يحدث الاحتراق الغير كامل بسبب كمية [[الأكسجين]] الغير كافية لتحقيق معدل [[قياس اتحادية العناصر|التكافؤ]] {{إنج|stoichiometric ratio}} المثالي. يُخمد اللهب بواسطة جدران [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانة]] الباردة، ويترك جزيئات وقود غير محترقة تُطرد مع العادم. تُلاحظ عملية اخماد اللهب عادة عند تشغيل [[محرك ديزل|محركات الديزل]] التي تعمل [[الغاز الطبيعي|بالغاز الطبيعي]] عند سرعات منخفضة، حيث يؤدي اخماد اللهب إلى خفض الكفاءة وزيادة حدوث الطقطقة في [[أسطوانة (محرك)|الأسطوانات]]، والتي قد تتسبب بتوقف المحرك أحياناً. ينتج أيضاً عن الاحتراق الغير مكتمل انبعاث [[أول أكسيد الكربون]] و[[مركب كيميائي|مركبات كيميائية]] أخرى مثل [[بنزين (مركب كيميائي)|البنزين]] و[[بوتاديين|البوتادين]] والتي تُعتبر ملوثات خطرة للهواء.<br />

يؤدي زيادة كمية الهواء في المحرك إلى تقليل انبعاثات نواتج الاحتراق الغير مكتمل، لكنه أيضاً يسمح بتفاعل [[اكسجين|الأكسجين]] مع [[نيتروجين|النيتروجين]] الموجود في الهواء فتتكون [[أكسيد النيتروجين|أكاسيد النيتروجين]]. تُعتبر [[أكسيد النيتروجين|أكاسيد النيتروجين]] مركبات خطرة على كل من كوكب الأرض وصحة الحيوانات، حيث أنها تؤدي إلى تكون [[أوزون|الأوزون]]. لا ينبعث الأوزون مباشرة، لكنه يعتبر ملوث ثانوي للهواء، ويتكون في الهواء الجوي عند تفاعل [[أكسيد النيتروجين|أكاسيد النيتروجين]] مع [[مركب عضوي متطاير|المركبات العضوية المتطايرة]] في وجود أشعة الشمس. إن وجود [[أوزون|الأوزون]] على الأرض يُضر بصحة البشر والبيئة، ولايتعارض هذا مع أوزون الغلاف الجوي أو [[طبقة الأوزون]] التي تحمي الأرض من [[الأشعة فوق البنفسجية]] الضارة.<br />

يحتوي الوقود الكربوني على [[كبريت|الكبريت]] وشوائب تؤدي في النهاية إلى تكون [[أول أكسيد الكبريت]] و[[ثاني أكسيد الكبريت]] في غازات العادم، مما يتسبب في حدوث [[مطر حمضي|المطر الحمضي]].<br />

تحتوي معايير الانبعاثات التي تستخدمها العديد من الدول على متطلبات خاصة للمحركات الغير مستخدمة في على الطرق، والتي تُستخدم بواسطة المعدات والمركبات التي لا تعمل على الطرقات العامة. تختلف معايير هذه المحركات عن المعايير المستخدمة مع محركات مركبات الطرق.<ref>{{citeمرجع webويب|titleالعنوان=2013 Global Sourcing Guide|urlالمسار=http://www.gsgnet.net/gsgpdfs/EmissionsStandards.pdf|publisherالناشر=Diesel & Gas Turbine Publications|accessdateتاريخ الوصول=2013-12-26}}</ref>

تستمر محركات الاحتراق الداخلي باستهلاك الوقود وانبعاث الملوثات عندما لا يُستفاد من الشغل الناتج منه، مثل حالات تشغيل المحرك أثناء توقف السيارة، للذلك يجب خفض فترات تشغيل المحرك بدون فائدة لأقل ما يمكن. تُوصي العديد من شركات الحافلات الان، سائقيها بضرورة وقف تشغيل المحرك أثناء توقف الحافلة في محطات الانتظار.<br />

أُصدرت لائحة عقوبة للتحكم في انبعاثات المركبات على الطرق في [[المملكة المتحدة|إنجلترا]] في عام 2002 (انظر: [[قائمة الوثائق القانونية في المملكة المتحدة لعام 2002]]).<ref>{{citeمرجع webويب|urlالمسار=http://195.99.1.70/si/si2002/20021808.htm#13 |titleالعنوان=The Road Traffic (Vehicle Emissions) (Fixed Penalty) (England) Regulations 2002 |publisherالناشر=195.99.1.70 |dateالتاريخ=2010-07-16 |accessdateتاريخ الوصول=2010-08-28}}</ref> اعتبرت اللائحة أن استخدام محركات المركبات بدون فائدة يعد جريمة. ونصت اللائحة على أنه "''في حالة تشغيل السائق لمحرك المركبة بدون فائدة، يقوم أحد أفراد السلطة مع إبراز أوراق إثبات سلطته، بالطلب من السائق غلق المحرك، وإن لم يستجيب السائق يتعرض لغرامة لا تزيد عن المستوى الثالث''". قامت بعض السلطات المحلية فقط بتطبيق هذه اللائحة، من بينها المجلس المحلي لمدينة [[أكسفورد|أكسفورد]].<ref>CITY DEVELOPMENT - Fees & Charges 2010-11</ref>

{{المراجعمراجع|2}}

*Singer, Charles Joseph; Raper, Richard (1978). Charles, Singer; et al., eds. A History of Technology: The Internal Combustion Engine. Clarendon Press. pp. &nbsp;157–176. ISBN 9780198581550.