Почему двигатель плохо работает на холостом ходу ниже нормы?

В двигателе много вращающихся деталей, например, валы и т. д. На оборотах ниже холостых они достигают критических оборотов, после чего начинают вибрировать (простой термин), и вы чувствуете это внутри, а в некоторых случаях в грузовиках и тракторах это можно увидеть даже снаружи, особенно когда возникают проблемы с запуском двигателя (тогда вся машина как будто подпрыгивает).

Вышеописанное может усугубляться непериодическим зажиганием двигателя, когда цилиндры воспламеняются с очень низкой частотой и почти по очереди.

Отвечаю на ваш второй вопрос после правки:

Частота вращения двигателя на холостом ходу определяется характеристиками самых крупных вращающихся частей двигателя: распределительного вала, коленчатого вала и т. д. (чтобы они не достигали критических оборотов), а также количеством и расположением цилиндров, например в рядном двигателе, V-образном двигателе, W-образном двигателе, двигателе Ванкеля (у них разная последовательность зажигания и разная частота срабатывания цилиндров).

Двигатель вращается неравномерно. Коленчатый вал постоянно ускоряется и замедляется. Это легче всего заметить на примере одноцилиндрового двигателя. Рабочий ход — это единственный момент, когда двигатель работает под нагрузкой. Остальные три фазы полностью без нагрузки. Это означает, что двигателю нужно накапливать энергию, чтобы использовать её в фазах без нагрузки. Обычно для этого используются маховик и гаситель крутильных колебаний. Они обладают достаточной массой, чтобы, ускоряясь во время рабочего хода, поддерживать вращение двигателя до следующего рабочего хода.

Это действие ограничивает минимальную скорость двигателя, поскольку, если в маховике не накопится достаточно энергии, двигателю будет сложно перейти к следующему рабочему циклу. Причина нехватки энергии заключается в том, что для замедления вращения двигателя требуется всё меньше и меньше топлива. В конце концов вы достигаете этого предела.