Действительные рабочие циклы поршневых ДВС обладают рядом особенностей, которые оказывают существенное влияние на свойства транспортных машин.

В процессе эксплуатации автомобильные двигатели, как правило, работают на переменных режимах. Частота вращения коленчатого вала изменяется в широком диапазоне в зависимости от типа двигателя, а время, приходящееся на один цикл, составляет для четырехтактных двигателей 0,15-0,02 с, а для двухтактных в 2 раза меньше. Для обеспечения высокой эффективности рабочего цикла в этих условиях особое внимание уделяется процессам образования топливовоздушной смеси и ее сгоранию.

.В двигателях с искровым зажиганием образование топливовоздушной смеси начинается в процессе впуска в карбюраторе. При этом качество смеси определяется скоростью движения воздуха через карбюратор. Чем больше скорость воздуха, тем тоньше распыливание топлива, что в свою очередь ускоряет испарение распыленных частиц топлива. Период испарения топлива имеет большую продолжительность в тактах впуска и сжатия и заканчивается к моменту появления электрической искры. Для лучшего испарения впускной трубопровод, как правило, обогревается теплотой отработавших газов или горячей водой, выходящей из двигателя. Качественное протекание процесса сгорания обеспечивается образованием однородной (гомогенной) топливовоздушной смеси по всему объему камеры сгорания.

В дизеле процесс смесеобразования протекает в 20-40 раз быстрее, чем в карбюраторном двигателе. Топливо впрыскивается в камеру сгорания за 20-35° до ВМТ, а общая продолжительность впрыскивания не превышает 20-40° по углу поворота коленчатого вала. Процесс смесеобразования растягивается и продолжается при сгорании топлива.

Для лучшего испарения топлива в камере сгорания, где в конце процесса сжатия температура воздушного заряда достигает 700-800 К, а давление 3-4 МПа -7 МПа у дизелей с наддувом), применяют высокие максимальные давления впрыскивания 0-100 МПа), что способствует формированию топливного факела из большого количества мельчайших капель, интенсивному испарению топлива и распространению факела топлива по всему пространству камеры. При этом однако не обеспечивается равномерное распределение топлива по всему пространству камеры. Следовательно, на всех стадиях процесса смесеобразования в камере сгорания дизеля необходимо «организованное» движение воздушного заряда.

Воспламенение топливовоздушной смеси и развитие процесса сгорания в карбюраторных двигателях и дизелях протекает по-разному.

В камере сгорания карбюраторного двигателя, где топливовоздушная смесь практически гомогенная, смесь воспламеняется электрической искрой. При образовании искры небольшой объем топливовоздушной смеси, находящейся в зоне искрового промежутка, нагревается до температуры 1000 К, что вызывает нагревание ближайших слоев смеси и появление Пламени, распространяющегося от очага воспламенения со скоростью 30-50 м/с по всему пространству камеры. Давление в камере нарастает постепенно, обеспечивая «мягкую» работу двигателя. Для более эффективного использования теплоты, выделяющейся при сгорании, процесс необходимо осуществлять вблизи ВМТ. Так как с момента образования искры до видимого развития процесса сгорания проходит некоторое время, искра образуется за несколько градусов до ВМТ (опережение зажигания).