Підвищення економічності ДВС досягається вдосконаленням їх конструкції. Основою скорочення витрати палива при цьому є поліпшення процесу його згоряння в циліндрах.
Що ж стосується режиму примусового холостого ходу, то тут необхідно мати на увазі наступне: в міських транспортних потоках тривалість роботи, наприклад, вантажних автомобілів на цьому режимі досягає 25% часу перебування їх на лінії, з них 18% при закритій дросельної заслінки. При цьому ДВС не робить транспортної роботи, проте споживає 8-12% палива від загальної витрати з виділенням великої кількості токсичних речовин з ОГ.
Існує кілька напрямків реалізації технічних засобів, що дозволяють зменшити викид токсичних речовин з ОГ на режимі примусового холостого ходу.
Використання електронних засобів регулювання складу горючої суміші. Застосування електронних карбюраторних систем не вимагає істотних змін усієї подачі палива, оскільки карбюратор використовується як основний дозуючий орган, до якого додатково встановлюється електронний регулятор, уточнююче склад горючої суміші. В результаті застосування електронного управління дросельною заслінкою карбюратора витрата палива зменшується внаслідок припинення його подачі на примусовому холостому ходу (на 1-4%) і регулювання частоти обертання валу ДВС на холостому ходу (на 1-2%), сумарне зниження витрати палива в умовах експлуатації становить 8-10%.
Застосування електронних систем управління уприскуванням бензину дає зниження витрати палива при одночасному зменшенні концентрації токсичних компонентів в ОГ. Тут замість карбюраторів застосовуються спеціальні розпилювачі, де відбувається розпад струменя рідкого палива на дрібні однорідні краплі, що спливають через сопло разом з повітрям зі швидкістю звуку, і отримана таким чином топливовоздушная суміш надходить через відповідний регулятор у впускний трубопровід і циліндри ДВС. Спеціальні електронні датчики системи подають в мікроЕОМ інформацію про розрядження у впускному трубопроводі, ступеня і швидкості відкриття дросельної заслінки, температурному режимі ДВС і температурі повітря, що поступає в циліндри, частоті обертання колінчастого вала ДВС і т. Д. ЕОМ за частки секунди переробляє всю інформацію і подає тимчасової імпульс до впорскується форсунок, що забезпечує подачу в циліндр певної дози палива. Перевагою електронної системи упорскування є відсутність окремого приводу від ДВС і те, що вона може бути встановлена на будь-якому ДВС з мінімальними переробками. Точне ж дозування палива по окремих циліндрах на всіх режимах роботи ДВС із забезпеченням необхідного узгодження характеристик паливної системи ДВС і умов його експлуатації крім зниження токсичності ОГ зменшує витрату палива на 8-9%.
Одна зі спроб вирішення проблеми екологічної безпеки автомобільних двигунів зроблена фірмою Orbital Engine Company (ОЕС) стосовно двотактному двигуну. В системі уприскування ОЕС паливо спочатку надходить в змішувальну камеру пневматичної форсунки, встановленої в камері згоряння сферичної форми. Туди ж під тиском 0, 5 МПа подається стиснене компресором повітря. На початку такту стиснення повітря, що надходить в змішувальну камеру форсунки, захоплює паливо і через розпилювач переносить в камеру згоряння, забезпечуючи, завдяки критичної швидкості витікання повітря, молекулярний рівень розпилення палива. Сферична форма камери згоряння забезпечує на часткових навантаженнях глибоке розшарування заряду (до складу суміші від 25: 1 до 29: 1).
У двигунах фірми Mazda (1, 5 л) для збіднення паливоповітряної суміші використовуються такі технічні рішення, як застосування чотирьохклапанний газорозподільного механізму з системою формування складного керованого вихору всередині камери згоряння; системи розподіленого високодисперсного вприскування палива; системи запалювання високої енергії; мікропроцесорного управління. В результаті двигун може працювати на дуже бідних сумішах з повітро-паливним співвідношенням 25: 1.
Зміна конструкції впускного трубопроводу з підігрівом повітря на вході в карбюратор. Потужностні, економічні та екологічні показники ДВС залежать певною мірою від конструкції впускного трубопроводу, режиму підігріву повітря на вході в карбюратор і рухається по цьому трубопроводу паливо-повітряної суміші, оскільки відхилення температури і тиску повітря від середніх значень, для яких підібрана регулювання карбюратора, призводять до збільшення витрати палива і підвищення викиду токсичних речовин з Про Г. У зв'язку з цим рекомендується оснащувати ДВС пристроями для регульованого підігріву повітря і топлівовозд вушної суміші. При цьому на режимах часткових навантажень ДВС слід підтримувати постійну температуру повітря 35-40 ° С, а на повних навантаженнях передбачати подачу тільки холодного повітря або часткову добавку підігрітого повітря. Інтенсивний підігрів паливоповітряної суміші у впускних трубопроводах можна здійснити за допомогою ОГ або використовувати електричний підігрівач потужністю близько 180 Вт. В останньому випадку досягається достатня зменшення часу прогріву ДВС, а витрата палива при його пуску зменшується на 30%.
Поряд з розглянутим до заходів, спрямованих на підвищення екологічності конструкції ДВС, відносяться: система вентиляції картера, система рециркуляції ОГ, подача додаткового повітря у випускний трубопровід для допалювання токсичних продуктів неповного згоряння палива, уловлювання паливних випарів з системи живлення.
Перспективними технічними напрямами при розробці ДВС в частині підвищення їх екологічних якостей вважаються: забезпечення вихрового руху заряду паливо-повітряної суміші, ультразвукове розпорошення палива і іонізація, інтенсифікація іскрового розряду, застосування електронної системи управління ДВС та наддув.
Вихровий рух заряду забезпечується гвинтовим рухом потоку впускаємо робочої суміші, яка через спеціально підібраною форми камери згоряння зберігається до моменту подачі іскри, забезпечуючи активну газодинамічну підготовку заряду бідної паливоповітряної суміші до займання та горіння. Підвищення стабільності згоряння при цьому на 10-15% дозволяє знизити витрату палива і токсичність ОГ.
При іонізації палива, повітря або горючої суміші з'являються збуджені атоми, що впливають на процес згоряння. Іонізатор розміщують між карбюратором і бензиновим насосом. Протікає через іонізатор паливо стикається з електродом в стінці, що підводиться до нього заряд вловлюється частинками палива, які потім проходять через сильне магнітне поле, створюване знаходяться всередині іонізатора постійними магнітами. Під впливом магнітного поля збільшується електростатичний заряд і змінюється структура частинок палива. Внаслідок цього згоряння палива відбувається найбільш повно, нагару утворюється менше.
Інтенсифікація іскрового розряду пов'язана із застосуванням електронних систем запалювання для ДВС, що володіють можливістю підвищення енергії іскрового розряду. При цьому показники паливної економічності і токсичності ОГ тут приблизно такі, як у двигунів з форкамерно-факельним запалюванням, і в реальних експлуатаційних умовах використання підвищеної енергії іскрового розряду дозволяє зменшити витрату палива на 2-5% і знизити викид вуглеводнів з ОГ.