При рассмотрении топливной экономичности, как правило, сосредоточивают внимание на двигателе автомобиля. Вообще говоря, это не совсем правильно, хотя двигатель является и очень важной частью автомобиля и будет оставаться таковой в будущем. Топливная энергия в химической форме подается в двигатель, где происходит процесс ее преобразования (горение), а в итоге на ведущий вал передается крутящий момент. Отдельные фазы; составляющие существо происходящих при этом процессов, достаточно хорошо известны и понятны, однако полное и точное описание химических и физических процессов чрезвычайно сложно. Топливо и воздух (для дизельного двигателя только воздух) поступают в цилиндры двигателя и сжимаются в нем при движении поршня. Заряд топлива воспламеняется либо с по­мощью искры от свечи зажигания, либо путем самовоспламенения, как в дизельном двигателе при впрыске топлива. Во время сгора­ния химическая энергия топливовоздушной смеси превращается во внутреннюю энергию, т. е. энергию молекулярного движения. В результате резко возрастает давление, появляется сила, дей­ствующая на поршень в поршневом двигателе внутреннего сго­рания, и кривошипно-шатунным механизмом, совершается полез­ная работа. В соответствии с рабочим тактом открывается вы­пускной клапан, продукты сгорания удаляются из камеры, затем открывается впускной клапан, подается новая порция топлива с воздухом, и цикл повторяется.

В настоящее время невозможно изолированно рассматривать мощность двигателя и его экономичность. С экономичностью двигателя тесно связан состав отработавших газов. Необходимость анализа отработавших газов существенно усложняет всю проблему, но этому вопросу в последние двадцать лет уделяется значительное внимание. Вообще говоря, выполнение существу­ющих требований по токсичности отработавших газов в ряде случаев достигается ценой некоторого снижения топливной эко­номичности, однако мнения различных специалистов относительно величины этого снижения и о количественных соотношениях между токсичностью отработавших газов и топливной экономич­ностью существенно отличаются друг от друга. В табл. 1.5 при­ведены данные об изменении с течением времени государственных стандартов по токсичности отработавших газов и калифорнийских стандартов, которые часто отличаются от действующих в остальных штатах.