Во время работы двигателя внутреннего сгорания в цилиндр вместе с бензином поступает воздух. для чего нужен воздух?

Это уже химия.
В воздухе содержится кислород, с которого осуществляется реакция горения. В космосе вакум, поэтому там ничего не горит. Если горящую свечку накрыть банкой, то свеча потухнет - уже не будет воздуха для горения.