Двигатель внутреннего сгорания, любое из группы устройств, в которых реактивы сгорания (окислитель и топливо) и продукты сгорания служат рабочими жидкостями двигателя. Такой двигатель получает энергию за счет тепла, выделяемого при сгорании непрореагировавшей рабочей жидкости — смеси окислителя и топлива. Этот процесс происходит внутри двигателя и является частью термодинамического цикла устройства. Полезная работа, производимая двигателем внутреннего сгорания (ДВС), обусловлена воздействием горячих газообразных продуктов сгорания на движущиеся поверхности двигателя, такие как поверхность поршня, лопатки турбины или сопла.
Двигатели внутреннего сгорания являются наиболее широко применяемыми и распространенными устройствами, вырабатывающими энергию. Примерами могут служить бензиновые, дизельные, газотурбинные двигатели и ракетные двигательные установки.
Двигатели внутреннего сгорания делятся на две группы: двигатели непрерывного сгорания и двигатели периодического сгорания. Двигатель непрерывного горения характеризуется постоянным поступлением топлива и окислителя в двигатель. Внутри двигателя поддерживается стабильное пламя (например, в реактивном двигателе). Двигатель прерывистого горения характеризуется периодическим воспламенением воздуха и топлива и обычно называется поршневым двигателем. Дискретные объемы воздуха и топлива обрабатываются циклически. Примерами этой второй группы являются бензиновые поршневые и дизельные двигатели.
Двигатели внутреннего сгорания можно разделить по ряду термодинамических явлений. В двигателе непрерывного сгорания термодинамические события происходят одновременно, поскольку окислитель, топливо и продукты сгорания непрерывно проходят через двигатель. В двигателе прерывистого горения, напротив, события происходят последовательно и повторяются в течение каждого полного цикла.
За исключением ракет (как твердотопливных, так и жидкостных), двигатели внутреннего сгорания всасывают воздух, затем либо сжимают воздух и вводят в него топливо, либо вводят топливо и сжимают воздушно-топливную смесь. Затем, что характерно для всех двигателей внутреннего сгорания, воздушно-топливная смесь сжигается, работа извлекается из расширения горячих газообразных продуктов сгорания, и в конечном итоге продукты сгорания выбрасываются через выхлопную систему. Их работу можно сравнить с работой двигателей внешнего сгорания (например, паровых), в которых рабочая жидкость не вступает в химическую реакцию, а получение энергии достигается исключительно за счет передачи тепла рабочей жидкости через теплообменник.
Наиболее распространенным двигателем внутреннего сгорания является четырехтактный бензиновый двигатель с однородным зарядом и искровым зажиганием. Это объясняется его выдающимися характеристиками в качестве тягача в наземном транспорте. Двигатели с искровым зажиганием также используются в авиационной промышленности, однако в этом секторе основными двигателями стали авиационные газовые турбины, поскольку в авиационной промышленности особое внимание уделяется дальности полета, скорости и комфорту пассажиров. В сферу двигателей внутреннего сгорания также входят такие экзотические устройства, как сверхзвуковые реактивные двигатели (scramjet), например, предлагаемые для гиперзвуковых самолетов, и сложные ракетные двигатели и моторы, используемые на американских космических челноках и других космических аппаратах.
