Internal combustion engine

Двигатели внутреннего сгорания, в основном тепловых двигателей, и  как таковые их теоретический  КПД можно рассчитать по идеализированной термодинамических циклов. КПД теоретического цикла не может превышать цикла  Карно, эффективность которого определяется разница между нижней и верхней  рабочей температурой двигателя. Верхняя рабочая температура земного двигателя ограничена термической стабильностью материалов, используемых для ее построения. Все металлы и сплавы в конце концов расплавляются или разлагаются, и есть значительные исследования в керамические материалы, которые могут быть сделаны с большей термической стабильностью и желательные структурные свойства. Высшая термическая стабильность позволяет увеличить разницу температур между нижней и верхней рабочей температуры, поэтому имеют большую термодинамическую эффективность.

Термодинамических пределов предположить, что двигатель работает в идеальных условиях: без трения мира, идеальных газов, совершенное  изоляторов и эксплуатации для бесконечного времени. Реальные в мире есть сложности, которые снижают эффективность. Например, реальный двигатель работает лучше всего при удельной нагрузке, назвав его диапазон мощности. Двигатель в автомобиле круиз по шоссе, как правило, значительно ниже операционных идеальной нагрузкой, так как он рассчитан на высокие нагрузки, необходимые для быстрого ускорения. Кроме того, такие факторы, как сопротивление ветра уменьшают общую эффективность системы. Двигатель экономики топлива обычно измеряется в единицах миль на галлон (или расход топлива в литрах на 100 км) для автомобилей. Объем углеводородного предполагает стандартным содержанием энергии.

Большинство двигателей стали  имеют термодинамический предел в 37%. Даже тогда, когда помогает турбонаддув и фондовых эффективности пособий, большинство двигателей сохраняют средний коэффициент полезного действия около 18% -20%. Ракетно КПД двигателя, еще лучше, до 70%, потому что они работают на очень высоких температурах и давлениях и могут иметь очень высокий  
Есть много изобретений, направленных на повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания. В общем, практических двигателей всегда скомпрометирована компромиссов между различными свойствами, такими как эффективность, вес, мощность, тепло, реагирования, выбросы выхлопных газов, или шум. Иногда в экономике также играет роль не только стоимость изготовления самого двигателя, но и производство и распределение топлива. Повышение эффективности двигателя приносит лучшую экономию топлива, но только если стоимость топлива на единицу энергии содержание то же самое. 
Меры топлива / КПД топлива

Для стационарных и валов  двигателей, включая винтовые двигатели, расход топлива измеряется путем  расчета удельного расхода топлива, который измеряет массовый расход топлива, деленная на производимую энергию. 
Для двигателей внутреннего сгорания в форме реактивных двигателей, мощность существенно меняется со скоростью и менее изменчивы, мера применяется: тяга удельный расход топлива (TSFC), который является число фунтов ракетного топлива, которое необходимо генерировать импульсы, которые измеряют фунт силы-час. В метрических единицах, количество граммов топлива, необходимого для формирования хода, который измеряет один килоньютон в секунду.

Загрязнение воздуха

Двигатели внутреннего сгорания, такие как поршневые двигатели  внутреннего сгорания производят загрязнение  воздуха выбросами, из-за неполного  сгорания углеродистого топлива. Основными  производными процесса, являются двуокись углерода CO2, воду и некоторые сажи - также называется твердых частиц (ТЧ). Последствия вдыхания частиц были изучены у человека и животных и включают астму, рак легких, сердечно-сосудистых проблем и преждевременной смерти. Есть, однако, некоторые дополнительные продукты процесса горения, которые  включают оксиды азота и серы, а  некоторые несгоревшего углеводородов, в зависимости от условий эксплуатации и топливно-воздушной смеси. 
Не все топливо будет полностью потребляться в процессе сгорания; небольшое количество топлива будет присутствовать после сгорания, некоторые из которых могут реагировать на форме кислородом, таких как формальдегид и ацетальдегид, или углеводороды, которые первоначально не присутствуют в топливной смеси. Основными причинами этого является необходимость работать рядом стехиометрическом соотношении для бензиновых двигателей с целью достижения сгорания и в результате "погасить" из пламени относительно прохладных стенках цилиндров, в противном случае топливо будет гореть более полно в избытке воздуха. При работе на низких скоростях, тушение обычно наблюдается в дизельных (с воспламенением от сжатия) двигателей, работающих на природном газе. Это снижает эффективность и увеличивает стучит, что иногда приводит к двигателю стойла. Увеличение количества воздуха в двигателе уменьшает количество первых двух загрязняющих веществ, но как правило, способствует кислорода и азота в воздухе, чтобы в совокупности производят окислы азота (NOx), что было продемонстрировано, чтобы быть опасным для обоих здоровья растений и животных. Далее химических веществ, выделяющихся являются бензол и 1,3-бутадиен, которые также являются особо вредными, и не все топливо сгорает полностью, так что угарный газ (CO) также производится. 
Углерод топлива содержат серу и примеси, которые в конечном итоге может привести к производству серы монооксидов (СО) и диоксид серы (SO2) в выхлопных что способствует выпадению кислотных дождей. Последним элементом в выхлопных загрязнения озона (O3). Это не испускается непосредственно, но сделал в воздухе под действием солнечного света на других загрязняющих веществ в форме "приземного озона", который, в отличие от "Озоновый слой" в высоких слоях атмосферы, считается плохо, если уровень слишком высокий.

Шумовое загрязнение

Значительный вклад в шумовое загрязнение производят двигатели внутреннего сгорания. Автомобили грузовой транспорт на магистралях и улицах системы производят шум, такой же как и полеты самолетов, особенно сверхзвуковые-боевых самолетов. Ракетные двигатели создают наиболее интенсивный шум.