Двигател с вътрешно горене (ДВГ)

Двигателят с вътрешно горене произвежда механична мощност, изгаряйки гориво вътре в собствените си работни камери — цилиндрите — а не в отделна горивна камера. Името го отличава от машините с външно горене, като парната машина, при които горивото изгаря извън цилиндъра, за да нагрее работен флуид. Като възпламенява сместа от въздух и гориво направо вътре в уплътнен цилиндър, двигателят впряга бързото разширение на получените горещи газове, за да извърши работа незабавно и в компактен мащаб, и точно затова тази конструкция доминира в пътния транспорт повече от век.

Основният механизъм превръща налягането на горящия газ във въртеливо движение. Във всеки цилиндър се движи нагоре-надолу бутало, уплътнено от сегментите. Когато сместа от гориво и въздух се възпламени, рязкото покачване на налягането избутва буталото надолу по цилиндъра, а мотовилката предава тази праволинейна сила към коляновия вал, чиито колена превръщат тласъка и притеглянето на буталата в плавно въртене. Това въртене, след като премине през маховика, съединителя и скоростната кутия, в крайна сметка задвижва колелата. Клапаните в главата на цилиндъра, отваряни и затваряни навреме от разпределителния вал, пропускат свеж заряд и изхвърлят отработените газове в точния момент.

Повечето пътни двигатели работят по четиритактовия цикъл, при който всеки цилиндър извършва четири хода на буталото за всеки работен ход: такт всмукване, който засмуква заряда, такт сгъстяване, който го свива, работен такт, при който той изгаря и тласка буталото надолу, и такт изпускане, който прочиства изгорелия газ. Тъй като само един от четирите такта произвежда мощност, множеството цилиндри се подреждат така, че запалването им да се припокрива, давайки равномерен поток на въртящия момент и характерната плавност на многоцилиндровия двигател.

Двете доминиращи горива разделят двигателите на две семейства, които се различават главно по начина на възпламеняване. Бензиновият двигател смесва гориво и въздух и възпламенява сгъстената смес със свещ в точен момент. Дизеловият двигател сгъстява само въздух до много по-висока степен, нагрявайки го достатъчно, че впръснатото гориво да се самовъзпламени, заради което дизелите нямат нужда от свещ и обикновено развиват по-голям въртящ момент и ефективност. Освен по горивото, двигателите се описват с работния си обем — общия обем, изтласкван от цилиндрите — и със степента си на сгъстяване, които силно влияят върху мощността и икономичността, и могат да дишат атмосферно или да бъдат принудително пълнени от турбокомпресор или механичен компресор.

През по-голямата част от историята на автомобила съкращението ДВГ почти не беше нужно, защото почти всяка кола имаше такъв двигател. Терминът се наложи едва когато електрическите и хибридните задвижвания се разпространиха, създавайки нужда да се разграничи задвижването с горене на гориво от електрическото. В този контекст ДВГ днес е съкращението за утвърдената технология, ценена за големия си пробег и бързото зареждане, но все по-често претегляна спрямо електромоторите по съображения за ефективност, локални емисии и механична простота.