stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
محرك احتراق داخلي
المحركات المترددة > المحركات رباعية الأشواط

المقالة الرئيسة: محرك رباعي الأشواط
تعرف النقطة الميتة العليا للمكبس على أنها أقرب نقطة يقترب إليها المكبس من الصمامات، بينما تُعرف النقطة الميتة السفلى أنها أبعد نقطة يبتعد فيها المكبس عن الصمامات. يُعرف شوط المكبس أنه المسافة التي يتحركها المكبس من النقطة الميتة العليا إلى النقطة الميتة السفلى والعكس.

يدور عمود المرفق بسرعة ثابتة أثناء عمل المحرك. يتم كل مكبس في محرك الاحتراق الداخلي رباعي الأشواط، شوطين لكل دورة من دوران عمود المرفق، ويكون ترتيب الأشواط كالتالي بداية من النقطة الميتة العليا:
شوط السحب: تُفتح صمامات الدخول نتيجة ضغط بكرة عمود الحدبات على الصمام. يتحرك المكبس لأسفل فيزيد حجم غرفة الاحتراق ويوجد فراغاً فيسمح للهواء بالدخول في حالة محركات الاشعال بالانضغاط، أو يسمح بدخول خليط الهواء والوقود في حالة محركات الاشعال بالشرارة التي لا تستخدم الحقن المباشر للوقود. يُسمى الهواء أو خليط الوقود والهواء بالشحنة.
شوط الانضغاط: يُغلق كلا الصمامين في هذا الشوط، ويتحرك المكبس لأعلى فيقلل حجم غرفة الاحتراق حتى يصل إلى النقطة الميتة العليا وعندها يكون أقل حجم لغرفة الاحتراق. يبذل المكبس شغل على الشحنة أثناء انضغاطها، ونتيجة لذلك يرتفع ضغط الشحنة ودرجة حرارتها وكثافتها، ويصف قانون الغاز المثالي الحالة التقريبية لهذه الحالة. يبدأ الإشعال قبل وصول المكبس إلى النقطة الميتة العليا بجزء بسيط. تستقبل شمعة الاشعال نبضة جهد كهربي مرتفع في حالة محركات الاشعال بالشرارة، فتتولد شرارة تشعل الشحنة. يُحقن الوقود بواسطة الحاقن على شكل رذاذ في غرفة احتراق محركات الاشعال بالانضغاط، ويشتعل الوقود نتيجة درجة الحرارة المرتفعة الناتجة عن الانضغاط.
شوط القدرة: يدفع ضغط الغازات الناتجة عن الاحتراق المكبس إلى أسفل، مولدة شغل أكبر من الشغل المطلوب لضغط الشحنة. تتمدد غازات الاحتراق على عكس ما يحدث في شوط الانضغاط، وبالتالي ينخفض ضغطها ودرجة حرارتها وكثافتها. يُفتح صمام العادم عندما يقترب المكبس من النقطة الميتة السفلى. تتمدد غازات الاحتراق لا انعكاسياً بسبب الضغط المتبقى والزائد عن الضغط الخلفي في منفذ غازات العادم، وتُسمى هذه العملية بالطرد أو النفخ (بالإنجليزية: Blowdown)‏.
شوط العادم: يظل صمام العادم مفتوحاً بينما يتحرك المكبس لأعلى طارداً غازات الاحتراق. يتبقى جزء صغير من غازات الاحتراق في محركات التنفس الطبيعي (بالإنجليزية: Naturally aspirated)‏ حيث لا يُغلق المكبس غرفة الاحتراق بالكامل في هذه المحركات، وتذوب هذه الغازات المتبقية مع الشحنة الجديدة في شوط السحب التالي. يُغلق صمام العادم في نهاية هذا الشوط ويُفتح صمام الدخول، ويتكرر نفس ترتيب الأشواط في الدورة التالية. قد يُفتح صمام الدخول قبل غلق صمام العادم للحصول على تنظيف أفضل للأسطوانة من غازات العادم (التنظيف أو الكسح (بالإنجليزية: Scavening)‏).
المحركات المترددة > المحركات ثنائية الشوط

المقالة الرئيسة: محرك شوطين
يتم كل مكبس في هذه المحركات دورة حرارية كل دورة من دوران عمود المرفق. تحدث العمليات الأربعة: السحب والانضغاط والقدرة وطرد العادم في شوطين، لذلك لا يُمكن هنا إجراء كل عملية في شوط مخصص لها. تتكون الدورة بداية من النقطة الميتة العليا من العمليات التالية على الترتيب:
القدرة: يتحرك المكبس لأسفل نتيجة الشغل المبذول عليه من غازات الاحتراق (مثلما يحدث في المحرك رباعي الأشواط) وتنطبق نفس المبادئ الديناميكية الحرارية على تمدد الغازات.
التنظيف: يُفتح صمام العادم أو فتحة العادم عند 75 درجة من دوران عمود المرفق قبل الوصول إلى النقطة الميتة السفلى لتبدأ عملية طرد غازات العادم، ويكون ذلك بعد فتح فتحة الدخول بوقت قصير. تُزيح الشحنة الداخلة غازات الاحتراق المتبقية إلى نظام العادم، وقد تخرج كمية من الشحنة مع غازات الاحتراق. يُعكس اتجاه حركة المكبس بعد وصوله إلى النقطة الميتة السفلى. تُغلق فتحة العادم بعد تحرك المكبس مسافة معينة للأعلى، ثم تُغلق فتحة الدخول بعدها بوقت قصير.
الانضغاط: يستمر تحرك المكبس لأعلى بعد انغلاق كل من فتحة الدخول وفتحة العادم، ويضغط المكبس الشحنة أثناء تحركه. يبدأ الإشعال قبل الوصول إلى النقطة الميتة العليا، مثلما يحدث في المحركات رباعية الأشواط، وُتطبق نفس مبادئ وقوانين الديناميكا الحرارية على انضغاط الشحنة.
يستخدم المحرك رباعي الأشواط المكبس كمضخة موجبة الازاحة لتنظيف الأسطوانة، فيأخذ شوطين من الأربع أشواط لتلك العملية، بينما يستخدم المحرك ثنائي الشوط الجزء الأخير من شوط القدرة والجزء الأول من شوط الانضغاط لسحب الشحنة وطرد العادم معا. يُحصل على الشغل اللازم لازاحة الشحنة وغازات العادم من علبة المرافق أو من منفاخ منفصل. يٌقصد بعملية التنظيف (بالإنجليزية: Scavening)‏ طرد غازات العادم وادخال شحنة جديدة إلى الأسطوانة، ويوجود نوعين من التنظيف: التنظيف أحادي الاتجاه (بالإنجليزية: Uniflow Scavening)‏ والتنظيف الحلقي (بالإنجليزية: Loop Scavening)‏، ونشرت منظمة SAE في عام 2010 أن التنظيف الحلقي أفضل من التنظيف أحادي الاتجاه في كل الأحوال.
المحركات المترددة > المحركات ثنائية الشوط > تنظيف الأسطوانة بواسطة علبة المرافق

تقوم بعض محركات الاشعال بالحرارة بتنظيف الأسطوانة بواسطة علبة المرافق (بالإنجليزية: Crankcase scavenged)‏، ولا تستخدم صمامات قفازية. تُستخدم علبة المرافق والجزء السفلي من الأسطوانة أسفل المكبس كمضخة. تتصل فتحة دخول الشحنة بعلبة المرافق من خلال صمام ريشة (بالإنجليزية: Reed valve)‏ أو صمام القرص الدوار ويُدار بواسطة المحرك. يوجد منفذ انتقال في كل أسطوانة يتصل بعلبة المرافق من أحد نهايتيه وتتصل نهايته الأخرى بجدار الأسطوانة. يتصل منفذ العادم مباشرة بجدار الأسطوانة. يتم فتح وغلق منفذ الانتقال ومنفذ العادم بواسطة 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 الوقود بنسب صغيرة. يشير مصطلح الزيت النفطي (بالإنجليزية: Petroil)‏ إلى خليط من البنزين مع زيت ثنائي الشوط. يكون لهذا النوع من المحركات ثنائية الشوط كفاءة أقل من المحركات رباعية الأشواط ويطرد غازات عادم أكثر تلوثاً للأسباب التالية:
تستخدم هذه المحركات نظام التزييت المفقود كليا: يحرق زيت التزييت بالكامل مع الوقود في النهاية.
وجود متطلبات متضادة لعملية التنظيف: يجب ادخال كمية كافية من الهواء الجديد في كل دورة لازاحة كل غازات الاحتراق تقريبا، لكن ادخال الكثير من الهواء سيتسبب بخسارة بعضه مع غازات العادم.
يجب استخدام منفذ الانتقال كفوهة مصممة وموضوعة في مكانها بدقة من أجل خلق تيار غازي يعمل على تنظيف الأسطوانة بأكملها قبل غلق صمام العادم، ليتم طرد غازات العادم وتقليل كمية الشحنة الجديدة التي تخرج مع العادم. تمتاز المحركات رباعية الأشواط بالتخلص من كل غازات الاحتراق تقريبا، حيث يصل المكبس في شوط العادم لمسافة يكون عندا حجم غرفة الاحتراق أقل ما يمكن. يحدث شوط السحب والعادم معا في المحركات ثنائية الشوط المنظفة بواسطة علبة المرافق، ويكون حجم غرفة الاحتراق عند أقصى حجم لها.
إن الميزة الأساسية للمحركات ثنائية الشوط عن المحركات رباعية الأشواط، هي البساطة الميكانيكية ونسبة القدرة إلى الوزن المرتفعة. تنتج المحركات ثنائية الشوط قدرة أقل بمقدار النصف عن تلك التي تنتجها المحركات رباعية الأشواط، بالرغم من أن أشواط القدرة في الدورة الواحدة في المحركات ثنائية شوط ضعف أشواط القدرة في الدورة الواحدة في المحركات رباعية الأشواط.
مُنع استخدام السيارات والدراجات النارية المستخدمة لمحركات ثنائية الشوط في الولايات المتحدة الأمريكية بسبب التلوث، وبالرغم من ذلك تُستخدم ألاف المحركات في ألات العناية بالحدائق.
المحركات المترددة > المحركات ثنائية الشوط > تنظيف الأسطوانة بواسطة منفاخ

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 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 نوع روتس، ولكن أنواع أخرى قد استخدمت أيضاً. يعتبر هذا التصميم شائع الاستخدام في محركات الاشعال بالانضغاط، واستُخدم أيضاً في محركات الاشعال بالشرارة.
تستخدم محركات الاشعال بالانضغاط المستخدمة للمنفاخ التنظيف أحادي الاتجاه. يحتوي جدار الأسطوانة في هذا التصميم على فتحات موزعة بانتظام على محيط جدار الأسطوانة أعلى الموضع الذي يكون عنده رأس المكبس (بالإنجليزية: Piston Crown)‏ عندما يكون المكبس عند النقطة الميتة السفلى مباشرة. يُستخدم صمام عادم واحد أو العديد منه مثلما هو الحال في المحركات رباعية الأشواط. يكون الجزء الأخير من أنبوب الدخول المتشعب عبارة عن أنبوب موصل بفتحات الدخول في الأسطوانة لتزويدها بالهواء. تُوضع فتحات الدخول في موضع أفقي بالنسبة لجدار الأسطوانة (في نفس مستوى رأس المكبس)، لكي تكسب الشحنة الداخلة حركة دوامية لتحسين عملية الاحتراق.
إن أكبر محركات الاحتراق الداخلي المترددة تكون محركات اشعال بالانضغاط منخفضة السرعة من هذا النوع، وتُستخدم للدفع البحري أو توليد الطاقة الكهربية، وتحقق أقصى كفاءة حرارية بين جميع أنواع محركات الاحتراق الداخلي. تعمل بعض محركات الديزل للقاطرات الكهربية على الدورة ثنائية الشوط. تبلغ القدرة الفرملية لأقوى محرك بين هذه المحركات حوالي 4.5 ميجا وات أو 6000 حصان. تستخدم القاطرة طراز إي إم دي اس دي 90 ماك محرك ثنائي الشوط، بينما تستخدم القاطرة المناظرة لها طراز جي إي ايه سي 6000 سي دبليو محرك رباعي الأشواط، والتي تبلغ قدرة محركها نفس قدرة القاطرة سابقاً.
يعتبر محرك الديزل ثنائي الشوط فرتسيلا-سولزر أر تي ايه 96-سي المزود بشاحن توربيني والمستخدم في سفن الحاويات، مثال لهذا النوع من المحركات، ويعتبر أكثر محركات الاحتراق الداخلي كفاءة وقدرة في العالم، بكفاءة تتجاوز 50%. تبلغ 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.
المحركات المترددة > المحركات ثنائية الشوط > تاريخ التصميم

كشف دوجلد كلرك عن أول محرك ثنائي الشوط في عام 1879. استخدم هذا المحرك أسطوانة منفصلة كمضخة لنقل خليط الوقود إلى أسطوانة المحرك.

قام جون داي بتبسيط تصميم محرك كلرك في عام 1899، ليصبح على هيئة المحرك ثنائي الشوط المنتشر الآن. تجري محركات دورة داي عملية التنظيف بواسطة علبة المرافق، وتستخدم فتحات موقوتة. تُستخدم علبة المرافق وجزء الأسطوانة الموجود أسفل فتحة العادم كمضخة. يبدأ عمل محرك دورة داي عندما يدور عمود المرفق فيتحرك المكبس من النقطة الميتة العليا صعوداً، فيخلق فراغاً في منطقة علبة المرافق/الأسطوانة. يقوم 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 الأسطوانة، وفي القنوات التي تصل فتحة العادم بأنبوب العادم. يُسمى ارتفاع منفذ الدخول أو العادم بالنسبة لطول الأسطوانة «توقيت المنفذ».
لا يكون هناك وقود في الأسطوانة خلال أول شوط صاعد للمحرك، حيث تكون علبة المرافق فارغة. يقوم المكبس في الشوط الهابط بضغط خليط الوقود، والذي قام بتزييت المكبس في الأسطوانة وتزييت المحامل أيضاً بسبب احتوائه على زيت قد أُضيف إليه. يكشف المكبس فتحة العادم أولاً عند تحركه لأسفل، لكن لا يكون هناك وقود محترق في أول شوط ليتم التخلص منه. يكشف المكبس بعد ذلك فتحة دخول الشحنة، والتي تكون متصلة بعلبة المرافق بواسطة قناة (مجرى). يتحرك خليط الوقود إلى الأسطوانة من خلال القناة بسبب ارتفاع ضغط خليط الوقود في علبة المرافق.
المحركات المترددة > الإشعال

تتطلب محركات الاحتراق الداخلي إشعال خليط الوقود، إما بواسطة شمعة اشعال (الإشعال بالشرارة) أو إشعال بالانضغاط. استُخدمت وسائل إشعال اعتمدت على أنبوب ساخن ولهب قبل اختراع وسائل الإشعال الكهربية الفعالة. صُنعت محركات تجريبية تستخدم الإشعال بالليزر.
المحركات المترددة > الإشعال > الإشعال بالانضغاط

تعتمد محركات الديزل ذات الاحتراق المختلط سابقا جزئيا والاشعال بالانضغاط للشحنة المتجانسة على الضغط والحرارة، الذان يوجدهما المحرك في إجراء الانضغاط من أجل عملية الإشعال. يساوي الانضغاط الحادث في محرك الديزل ضعف أو أكثر من ضعف الانضغاط الحادث في محرك البنزين. يسحب محرك الديزل هواء فقط من صمام الدخول، وتُرش كمية صغيرة من الوقود قبل الوصول إلى أقصى انضغاط بواسطة حاقن الوقود، مما يسمح باشتعال الوقود فوراً. تسحب المحركات ذات الإشعال بالانضغاط للشحنة المتجانسة، هواء ووقود وتستمر بالاعتماد على عملية احتراق غير مساعدة بسبب الضغط والحرارة المرتفعين. يوضح ما سبق سبب تأثر محركات الديزل ومحركات الإشعال بالانضغاط للشحنة المتجانسة بمشاكل بداية التشغيل في الطقس البارد، وبالرغم من ذلك فإنها تعمل بشكل جيد في الطقس البارد بعد بداية التشغيل. تستخدم محركات الديزل ذات الحقن الغير مباشر الموجودة في السيارات ذات المهام الخفيفة والشاحنات الخفيفة، شمعات توهج لتسخين غرفة الاحتراق قبل بداية تشغيل المحرك لخفض ظروف عدم بداية التشغيل في الطقس البارد. تحتوي معظم محركات الديزل على بطارية وأنظمة شحن أيضاً، ومع ذلك، فإن هذا النظام نظام ثانوي، يضيفه الصانع كنوع من الرفاهية لتسهيل بداية التشغيل، وغلق وفتح وصول الوقود، ولتشغيل الأجزاء الكهربية والمكونات الكمالية. تعتمد معظم المحركات الحديثة على وحدة تحكم في المحرك كهربية وإلكترونية، يمكنها ضبط عملية الاحتراق أيضاً لزيادة الكفاءة وتقليل الانبعاثات.
المحركات المترددة > ترتيب الأسطوانات

تشمل أشكال الترتيب الشائعة للأسطوانات الترتيب الخطي (محرك خطي) والترتيب الأكثر صعوبة في شكل V، والترتيب في شكل مسطح (محرك مسطح) والذي يتميز بالسلاسة على الرغم من عرضه. تستطيع محركات الطائرات استخدام الترتيب الشعاعي للأسطوانات، والذي يتيح تبريد أفضل. استُخدمت أيضاً أشكال الترتيب النادرة مثل الترتيب على شكل H وشكل U وشكل X وشكل W (محرك شكل W).
تضع المحركات متعددة الأسطوانات مجموعة الصمامات وعمود المرفق بحيث تكون المكابس عند مواضع مختلفة من دورة التشغيل (تؤدي المكابس أشواط مختلفة)، ومن المرغوب فيه أن تكون دورات المكبس متباعدة بشكل منتظم (يًسمى ذلك بترتيب الإشعال المتساوي، وفيه تكون الزاوية بين كل اشعال والاخر متساوية، ويتم حسابها بقسمة زاوية الدوران الكلية لعمود المرفق على عدد الأسطوانات. مثال: إن كان المحرك رباعي الأشواط فإن عمود المرفق يكمل الدورة الحرارية كل 720 درجة، وإن كان المحرك رباعي الأسطوانات، يكون ترتيب الاشعال 4/720 أي أن الإشعال يحدث في أسطوانة مختلفة كل 180 درجة من دوران عمود المرفق) خاصة في محركات السحب القسري للهواء، ويقلل هذا من نبضات العزم ويجعل المحركات الخطية المحتوية على أكثر من 3 أسطوانات أكثر اتزاناً بالنسبة للقوى الأساسية (انظر اتزان المحرك). تحتاج بعض أشكال المحركات إلى ترتيب اشعال فردي (الزاوية بين كل اشعال والاخر في أسطوانات مختلفة غير متساوية، مثال: محرك 6 أسطوانات يحدث الإشعال فيه عند 90 درجة و150 درجة، لكن الإشعال المتساوي كان يجب أن يحدث عند 6/720 أي كل 120 درجة من دوران عمود المرفق) لتحقيق اتزان أفضل من استخدام ترتيب الإشعال المتساوي (ترتيب الاشعال: هو ترتيب أشواط القدرة في الأسطوانات للحصول على توزيع متساوي للقوى المؤثرة على عمود المرفق). يحقق محرك خطي مزدوج رباعي الأشواط، على سبيل المثال، اتزان أفضل عندما تكون الزاوية بين مسامير المرفق 180 درجة (مكبس صاعد ومكبس هابط) حيث تتحرك المكابس في اتجاهات متعاكسة فيلغي ذلك تأثير عزم القصور، لكن ذلك يُعطي ترتيب اشعال فردي، حيث تًشعل الشحنة في الأسطوانة بعد 180 درجة من حدوث الإشعال في الأسطوانة الأخرى، ولايحدث اشعال في أي أسطوانة عند زاوية 540 درجة من دوران عمود المرفق (ترتيب الإشعال المتساوي لهذا المحرك يكون 2/720 أي كل 360 درجة). تتحرك المكابس في انسجام عند ترتيب الإشعال المتساوي.
لا تحتاج بالضرورة أشكال عمود المرفق المتعددة إلى رأس أسطوانة في جميع الأسطوانات، وبدلاً من ذلك قد تستخدم مكبس عند كل نهاية من نهايتي الأسطوانة، ويُسمى ذلك التصميم محرك بمكابس متقابلة . يمكن تحقيق التنظيف أحادي الاتجاه في 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 المحركات رباعية الأشواط. يؤدي نقص رؤوس الأسطوانات إلى تحسين الكفاءة الحرارية. استُخدم هذا التصميم في محرك الطائرة الديزل يونكرز جومو 205، باستخدام عمودين مرفق عند نهايتي مجموعة واحدة من الأسطوانات. استُخدم بشكل أكثر ملاحظة في محركات الديزل نابير ديلتك، واستخدمت ثلاث أعمدة مرفق لتشغيل 3 مجموعات من الأسطوانات مزدوجة النهاية (تستخدم مكبسين متقابلين) موضوعة في شكل مثلث متساوي الأضلاع، ووُضعت أعمدة مرفق عند رؤوس المثلث. استُخدم أيضاً هذا التصميم في محركات القاطرات ذات مجموعة أسطوانات واحدة، ومازالت تُستخدم في محركات الدفع البحري ومولدات الكهرباء البحرية الاحتياطية.
المحركات المترددة > دورة ديزل

المقالة الرئيسة: دورة ديزل
تستخدم معظم شاحنات وسيارات محركات الديزل دورة مكونة من أربع أشواط، بنظام اشعال عن طريق الحرارة الناتجة من الانضغاط بدلاً من استخدام نظام اشعال منفصل. تُسمى هذه الدورة بدورة ديزل. يُحقن الوقود مباشرة في الأسطوانة في دورة ديزل، لذلك يحدث الاحتراق عند ضغط ثابت، أثناء تحرك المكبس.
المحركات المترددة > دورة أوتو

المقالة الرئيسة: دورة أوتو
تعتبر دورة أوتو دورة نموذجية لمعظم سيارات محركات الاحتراق الداخلي، التي تستخدم البنزين كوقود. دورة أوتو هي نفس الدورة التي وُصفت للمحرك رباعي الأشواط. تتكون الدورة من نفس الخطوات الرئيسية: السحب والانضغاط والإشعال والتمدد وطرد العادم.
المحركات المترددة > محرك خماسي الأشواط

صنع وباع نيكولاس أوتو محرك ذو تمدد مضاعف في عام 1879 (استُخدمت مبادئ التمدد المضاعف والتمدد الثلاثي بكثرة في المحركات البخارية)، وتكون من أسطوانتين صغيرتين على جانبي 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، وفي القرن الواحد والعشرين صمم واخترع إلمور محرك احتراق داخلي خماسي الأشواط متضاعف التمدد، له قدرة ناتجة مرتفعة واستهلاك نوعي للوقود منخفض.
المحركات المترددة > محرك سداسي الأشواط

اختُرع المحرك سداسي الأشواط في عام 1883. استخدمت أربع أنواع من المحركات سداسية الأشواط، مكبس عادي يتحرك داخل أسطوانة عادية (محرك جريفين سداسي الأشواط، محرك بوجلاذ سداسي الأشواط، محرك فيلوزيتا سداسي الأشواط، محرك كرور سداسي الأشواط)، ويحدث الإشعال كل ثلاث دورات من دوران عمود المرفق (كل 540 درجة). استطاع هذا النظام الاستفادة من الحرارة المفقودة في دورة أوتو رباعية الأشواط عن طريق حقن الهواء أو الماء.
المحركات المترددة > دورات أخرى

لم يضغط أول محرك احتراق داخلي خليط الوقود والهواء. كان يًسحب خليط الوقود والهواء خلال الجزء الأول من شوط هبوط المكبس، ثم يُغلق صمام الدخول ويًشعل الخليط خلال باقي الشوط. يُفتح صمام العادم أثناء صعود المكبس. كانت تهدف هذه المحاولات لمحاكاة المحرك البخاري، لكنها افتقرت بشدة للكفاءة. طرأ عدد من التغييرات على هذه الدورات، الجدير بالذكر منها دورة أتكينسون ودورة ميلر. اختلفت دورة ديزل بشكل ما عن تلك الدورات.
تقوم محركات الدورة المجزاة بفصل الأشواط الأربعة: السحب والانضغاط والاحتراق وطرد العادم في أسطوانتين منفصلتين لكنهما مرتبطين ببضعهما. تُستخدم الأسطوانة الأولى للسحب والانضغاط، ثم يُمرر الهواء المضغوط خلال ممر عرضي من أسطوانة الانضغاط للأسطوانة الثانية، حيث يحدث الاحتراق وطرد العادم. يعتبر محرك الدورة المجزأة ضاغط هواء على جانب وغرفة احتراق على الجانب الآخر.

عانت محركات الدورة المجزأة السابقة من مشكلتين رئيسيتين: سوء الكفاءة الحجمية وانخفاض الكفاءة الحرارية، وعلى الرغم من ذلك، فإن التصاميم الجديدة تسعى لمعالجة على تلك المشكلات.
عالج محرك سكوديري مشكلة الكفاءة الحجمية بتقليل حجم التسامح بين المكبس ورأس الأسطوانة، باستخدام أساليب شحن توربينية مختلفة. يتطلب تصميم سكوديري استخدام أسطوانات تُفتح للخارج حتى يسمح للمكبس بالتحرك لأقرب ما يمكن من رأس الأسطوانة، دون التأثير على الصمامات. كما عالج سكوديري مشكلة انخفاض الكفاءة الحرارية باشعال الخليط بعد النقطة الميتة العليا.

يُمكن إجراء الإشعال بعد النقطة الميتة العليا باستخدام هواء مرتفع الضغط في ممر العبور بين الأسطوانات، وذلك لخلق تدفق بسرعة الصوت واضطراب شديد للمائع في أسطوانة شوط القدرة.
تربينات الاحتراق > المحرك النفاث

المقالة الرئيسة: محرك نفاث
تستخدم 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 منه لتشغيل الضاغط ثم يُطرد الهواء من المحرك مولداً قوة دفع. يُمكن أن يعمل المحرك التوربيني المروحي بكفاءة مرتفعه تصل إلى 48%.
يوجد 6 أجزاء تكون المحرك النفاث التوربيني المروحي (بالإنجليزية: Turbofan Enggine)‏}:
مروحة
ضاغط
غرفة احتراق
تربينة
غرفة خلط (لخلط الهواء المستنزف بالهواء العامل في المحركات ذات نسبة الالتفافية)
فوهة
تربينات الاحتراق > التربينات الغازية

المقالة الرئيسة: تربينة غازية
تقوم التربينة الغازية بضغط الهواء واستخدامه لتدوير التربينه بعد إضافة الوقود إليه. يُمكن اعتبارها أنها محرك نفاث لكنه يقوم باستخدام شغله الناتج في تدوير عمود.

يوجد ثلاث مراحل في التربينة:
سحب الهواء بواسطة الضاغط، حيث ترتفع درجة حرارته نتيجة الانضغاط.
إضافة الوقود في غرفة الاحتراق.
طرد الهواء الساخن خلال ريش التربينة، فتدور وتقوم بتدوير العمود المتصل بينها وبين الضاغط.
تُعتبر التربينة الغازية ألة دوارة مشابهة للمحرك البخاري في مبدأ العمل (استخدام غاز ساخن)، وتتكون من ثلاثة أجزاء: ضاغط وغرفة احتراق وتربينة. يُسخن الهواء بخلطه بالوقود وحرقه وذلك بعد ضغط الهواء أولاً بواسطة ضاغط. يتمدد خليط الهواء الساخن ونواتج الاحتراق في التربينة لتنتج شغل. يًستهلك حوالي ثلثي (3/2) شغل التربينة في تشغيل الضاغط، بينما يًستفاد بالثلث الأخر.
تدخل التربينات الغازية ضمن أكثر محركات الاحتراق الداخلي كفاءة. تبلغ الكفاءة الاسمية لتربينات جينرال إليكتريك 7 إتش ايه و9 إتش ايه المستخدمة في المحطات الكهربائية ذات الدورة المركبة، أكثر من 61%.
تربينات الاحتراق > دورة برايتون

المقالة الرئيسة: دورة برايتون
تُعتبر التربينة الغازية ألة دوارة مشابهة للمحرك البخاري في مبدأ العمل (استخدام غاز ساخن)، وتتكون من ثلاثة أجزاء: ضاغط وغرفة احتراق وتربينة. يًضغط الهواء بواسطة الضاغط فيرتفع ضغطه ودرجة 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 قوة دفع.
تًستخدم محركات التربينة الغازية نظام احتراق متواصل، حيث يحدث الانضغاط والاحتراق والتمدد في نفس الوقت في أجزاء مختلفة من المحرك، فتعطي بذلك قدرة متواصلة. يحدث الاحتراق في دورة برايتون بثبوت الضغط بدلاً من ثبوت الحجم مثلما يحدث في دورة أوتو.
محركات فانكل

المقالة الرئيسة: محرك فانكل
لا يحتوي محرك فانكل (محرك دوار) على أشواط مكبسية، لكنه يعمل على نفس أطوار المحرك رباعي الأشواط (السحب والانضغاط والإشعال وطرد العادم)، ويحدث كل طور في موضع منفصل في المحرك. يتبع المحرك دورة أوتو طبقاً للديناميكا الحرارية، لذلك يمكن أن يطلق عليه محرك «أربع أطوار». يحدث شوط قدرة واحد فعلياً مع كل دوران للعضو الدوار، رغم أن نظرياً يحدث ثلاثة أشواط قدرة مع كل دورة للعمود وذلك بسبب نسبة دوران العضو الدوار إلى العمود اللامركزي والتي تساوي 1:3. يدور العمود القائد (العمود اللامركزي) دورة واحدة خلال كل شوط قدرة بدلاً من دورتين (مثل عمود المرفق في المحركات المكبسية)، كما هو الحال في دورة أوتو، ليعطي بذلك نسبة قدرة إلى وزن أكبر من المحركات المكبسية. لُوحظ استخدام هذا النوع من المحركات في سيارة مازدا أر إكس-8 ومازدا أر إكس-7 وطرازات أخرى للسيارة. استُخدم المحرك أيضاً في الطائرات بدون طيار، حيث يكون الحجم الصغير والوزن المنخفض وارتفاع نسبة القدرة إلى الوزن مميزات مطلوبة.
السحب القسري

تًسمى عملية توصيل الهواء المضغوط لمدخل محرك الاحتراق الداخلي بالسحب القسري (بالإنجليزية: Forced induction)‏. يستخدم المحرك ذو السحب القسري ضاغط غاز لزيادة ضغط ودرجة حرارة وكثافة الهواء. يُسمى المحرك الذي لا يستخدم السحب القسري بمحرك التنفس الطبيعي.
يُستخدم السحب القسري في صناعة السيارات والطيران لزيادة قدرة وكفاءة المحرك. يساعد السحب القسري محركات الطائرات بوجه خاص، نظراً لحاجتها للعمل عند ارتفاعات مرتفعة. 

يتم السحب القسري باستخدام شاحن توربيني فائق، حيث يتصل ضاغطه بعمود المحرك مباشرة، أو باستخدام شاحن توربيني حيث تُشغل تربينته بغازات العادم الناتجة من المحرك.
الوقود والمؤكسدات

تعتمد جميع محركات الاحتراق الداخلي على احتراق وقود كيميائي في وجود أكسجين من الهواء الجوي (يمكن حقن أكسيد النيتروز أيضاً لرفع كفاءة الاحتراق وزيادة القدرة). يصاحب عملية الاحتراق إنتاج كمية كبيرة من الحرارة بالإضافة إلى البخار وثاني أكسيد الكربون ومواد كيميائية أخرى عند درجات حرارة مرتفعة جداً. تتحدد درجة الحرارة بناءاً على التركيب الكيميائي للوقود المستخدم والمواد المؤكسدة، بالإضافة إلى الانضغاط وعوامل أخرى.