По количеству тактов. Существуют двухтактные и четырехтактные двигатели.
По рабочей температуре охлаждающей жидкости: высокотемпературные и низкотемпературные
По максимальному крутящему моменту: Высоко и низкооборотистые
По расположению цилиндров: рядные, v-образные и оппозитные (цилиндры развернуты на 180 градусов)
По суммарному рабочему объему цилиндров: Мало и многолитражные
По виду топлива: бензиновые и дизельные двигатели.

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания.

Полный рабочий цикл такого двигателя состоит всего из двух тактов (отсюда и название) и проходит за один полный оборот коленчатого вала - 360 градусов. Двигатель сконструирован так, что впускной и выпускной коллекторы находятся в боковых стенках цилиндра напротив друг-друга, но на разной высоте. При движении вверх поршень перекрывает сначала отверстие впускного, а затем выпускного коллектора, при движении вниз все происходит в обратном порядке. В первом такте происходит движение поршня из нижней мертвой точки (НМТ) в верхнюю мертвую точку (ВМТ) и сжатие горючей смеси в самом цилиндре. В это-же время, за счет движения поршня вверх, происходит разрежение давления в кривошипно-шатунной камере и туда засасывается горючая смесь из впускного коллектора. Во втором такте происходит воспламенение сжатой горючей смеси, которая требует большего объема и толкает поршень вниз, к НМТ. По ходу движения поршень открывает выпускной коллектор, который был им перекрыт, и часть отработанной смеси сразу устремляется туда. В кривошипно-шатунной камере возрастает давление за счет сжатия пространства и когда поршень доходит до НМТ, свежая смесь устремляется вверх, выдувает остатки отработанной смеси. Потом цикл повторяется. Схема работы такого двигателя приведена на рисунке 1.

Принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

Нет смысла отдельно описывать работу дизельного двигателя, поскольку, он отличается от бензинового собрата лишь тем, что дизельное топливо воспламеняется не от электрической искры, а от степени сжатия. Поэтому в дизельных двигателях не нужна система зажигания, но нужна более высокая степень сжатия. Кроме того, на автомобилях с дизельными двигателями установлена система электрического обогрева топливной системы, требующая более емкого аккумулятора.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания состоит из четырех тактов и проходит за два оборота коленчатого вала - 720 градусов. Рассмотрим работу такого двигателя на примере четырехцилиндрового двигателя с рядным расположением цилиндров. Первый такт - поршень двигается от ВМТ к НМТ, при этом открыт впускной клапан и в цилиндр всасывается горючая смесь. Коленчатый вал проворачивается на 180 градусов.
Второй такт - поршень двигается от НМТ к ВМТ, все клапана закрыты, происходит сжатие горючей смеси и коленвал проворачивает следующие 180 градусов завершая полный оборот. Чуть раньше, чем закончится оборот и полное сжатие смеси, в цилиндре проскакивает электрическая искра, которая воспламеняет горючую смесь и начинается
Третий такт - рабочий ход. Все клапана закрыты, поршень двигается к НМТ под воздействием взрыва смеси и сам проворачивает коленчатый вал на следующие пол-оборота.
Четвертый такт - выброс отработанных газов. Когда поршень достиг НМТ, открывается выпускной клапан, поршень движется к ВМТ выталкивая отработанные газы из цилиндра, коленвал совершает заключительные пол-оборота. Когда поршень достигает ВМТ, закрывается выпускной клапан, открывается впускной и цикл повторяется. Рисунок 2

Работой клапанов в двигателе управляет распределительный вал, который тесно связан с коленчатым валом цепью или зубчатым ремнем. Очень важна точность сборки. Шкивы валов имеют контрольные метки, которые устанавливают в положение соответствующее 12 часам перед тем, как одеть цепь или ремень. Смещение одного из валов хотя бы на один зубец может привести к тому, что поршень, достигая ВМТ, ударит по открывшемуся клапану и погнет его. Для того, чтобы не происходило произвольного перескакивания цепи или ремня существует роликовый натяжитель.

Здесь мы видим, что из четырех тактов работы двигателя, только один такт является рабочим и три такта подготовительных. Полтора оборота коленвал должен совершать по инерции, если речь идет об одноцилиндровом двигателе. В четырехцилиндровом двигателе на каждые пол-оборота коленвала приходится один рабочий ход какого-нибудь из цилиндров. Таким образом, за один оборот коленвала успевают отстреляться только два цилиндра, за следующий оборот - другие два. Коленчатый вал такого двигателя имеет довольно примитивную раскладку: два поршня вверху, два поршня внизу. При вращении верхние поршни двигаются вниз, а нижние - вверх, у верхних происходит: всасывание смеси у одного и рабочий ход у другого, у нижних - Сжатие смеси у одного и выброс отработанных газов у другого. Схема работы такого двигателя приведена ниже, на рисунке 3

Но на этом инженерная мысль не остановилась. Позже стали появляться шести, восьми, двенадцати и, даже, пятицилиндровые двигатели. Если с восьми и двенадцатицилиндровыми двигателями всё ясно на первый взгляд - любой пятиклассник может поделить количество цилиндров на четыре такта работы двигателя, то с шести и пятицилиндровами двигателями - в голове не укладывается. Ошибка в том, что не следует делить количество цилиндров на количество тактов. Нет смысла заставлять цилиндры работать попарно. На деле все выглядит иначе. Если полный рабочий цикл проходит за два оборота коленчатого вала (720 градусов), то и следует делить 720 на количество цилиндров. Если в четырехцилиндровом двигателе через каждые пол-оборота (180 градусов) срабатывает следующий цилиндр, то в моторах с большим количеством цилиндров следующий цилиндр срабатывает чуть раньше, чем закончится рабочий такт предыдущего. Поделим 720 на 5 и получим 144. Это означает, что в пятицилиндровом двигателе срабатывает какой-нибудь из цилиндров при обороте коленвала не на 180, а на 144 градуса. Для шестицилиндрового двигателя это число составляет 120 градусов, для восьми и двенадцати цилиндров соответственно - 90 и 60 градусов. Руководствуясь этим принципом можно создать двигатель с любым количеством цилиндров.

С механикой, похоже, разобрались. Теперь рассмотрим системы впрыска топлива и зажигания. Нет смысла, наверное, рассматривать работу карбюратора, поскольку, они интенсивно вытесняются инжекторами. О них и поговорим. В основу работы инжектора заложено знание человечества о том, что бензин наиболее эфективно сгорает, когда на одну порцию бензина приходится 15 порций воздуха. Точнее - 14.9. Этим и занимается инжектор - измеряет объем всасываемого воздуха и готовит под этот объем порцию бензина. Кроме того, в наш век предельной скорости - нет времени ждать, пока горючая смесь самотеком заползет в цилиндр, как это было в карбюраторных двигателях. Нам нужен впрыск. Давление в системе создается при помощи электрического бензонасоса (около 3 атмосфер), а электромагнитные форсунки по сигналу конторллера открываются и впрыскивают очередную, просчитанную и выверенную, порцию горючей смеси. Всем этим процессом руководит электронный блок управления (контроллер), который получает информацию не только от измерителя расхода воздуха, но и от датчика верхней мертвой точки первого цилиндра, датчика температуры охлаждающей жидкости, датчика дроссельной заслонки, а в последних моделях еще и от лямбда-зонда. Датчик маховика снимает 232 импульса за один оборот коленчатого вала (число у разных автомобилей может быть разным, все зависит от фирмы-изготовителя). Таким образом, контроллер имеет полное представление о мельчайших изменениях в работе двигателя. Давайте представим, что мотор вращается со скоростью 5000 оборотов в минуту. Сколько сигналов получит контроллер от датчика маховика? Поделим 5000 на 60 секунд и получим 83,3333... оборота в секунду. Умножим 83 на 232 импульса получаемых от датчика и получим частоту сигнала 19256 Hz. Это так, лирическое отступление. Если первые контроллеры занимались только впрыском топлива и расчетом пропорций, то современные, помимо этого, управляют опережением угла зажигания. Все процессы двигателя подчинены контроллеру. Он может расчитать - когда и сколько впрыснуть, а также - когда это все подпалить, чтобы сгорело наиболее продуктивно