Motorul cu ardere internă este motorul care transformă energia chimică a combustibilului prin ardere, în interiorul motorului, în energie mecanică. Energia calorică, rezultată în camera de ardere, se transformă în mişcare mecanică rectilinie ciclică după care în mişcare de rotaţie uniformă, obţinută la arborele cotit.

Arderea combustibilului produce energie calorică în cilindrii motorului. Pentru obţinerea energiei calorice necesare se foloseşte combustibilul lichid ca: benzina, motorina sau gazul natural lichefiat. Oxigenul necesar arderii se obţine din aerul atmosferic. Combustibilul în amestec cu aerul se numeşte amestec carburant. Arderea amestecului carburant poartă denumirea de combustie. După viteza de propagare a arderii, arderea poate fi lentă sau rapidă. Dacă arderea rapidă se dezvoltă treptat în masa combustibilului, aceasta poartă denumirea de ardere rapidă progresivă, iar dacă se transmite şi se produce aproape instantaneu în toată masa amestecului carburant se numeşte explozie . Arderea poate fi iniţiată prin punerea în contact direct a amestecului carburant cu o sursă de căldură sau se poate produce aproape instantaneu în toată masa amestecului caz în care se numeşte detonaţie şi are un caracter exploziv.

Prin arderea carburanţilor rezultă diferite produse de ardere cu o temperatură de aproximativ 2000°C. Majoritatea acestor produse se prezintă sub formă gazoasă. La o ardere completă, adică dacă se asigură combustibilului o cantitate de oxigen dozată astfel încât să producă oxidarea integrală a elementelor componente (pentru arderea unui litru de benzină, este necesar oxigenul conţinut în aproximativ 10 metri cubi de aer).

• motoare cu ardere internă cu piston;

• motoare cu ardere internă rotative;

• motoare cu reacţie.

La turbinele cu gaze, denumirea de motor se foloseşte doar pentru cele folosite în aviaţie, când se discută despre întregul motor, adică toate părţile lui, în care se execută ciclul termodinamic , nu doar la discul paletat.

Motoarele cu combustie internă rotative sunt utilizate pe scară mai redusă datorită problemelor tehnologice mari si a fiabilităţii mai scăzute. Cel mai cunoscut tip de motor cu combustie internă rotativ este motorul Wankel, dar există şi alte soluţii, de exemplu cu pistoane în foarfece, sau cu diferite alte sisteme.

• motoare la care se întrebuinţează drept combustibil benzina, au carburator sau pompă de injecţie.

• motoare la care se întrebuinţează drept combustibil motorina au pompă de injecţie.

• motoare cu gaz la care se întrebuinţează drept combustibil au un combustibil gazos, de obicei gaz natural sau un amestec de combustibil.

 

 

• motoare în patru timpi.

• motoare în doi timpi.

• Motoare cu formarea în exteriorul cilindrului a amestecului carburant. Este cazul motoarelor cu carburator, injecţie de benzină în conducta de aspiraţie şi al motoarelor cu gaze cu instalaţie de formare externă a amestecului aer-combustibil.

• Motoare cu formarea în cilindru a amestecului carburant. Din această categorie fac parte motoarele cu injecţie de combustibil cum sunt motoarele Diesel sau şi unele motoare cu aprindere prin scânteie şi motoarele cu gaze la care combustibilul gazos este introdus în cilindru printr-o supapă aparte în timpul aspiraţiei.

• Motor cu aprindere prin scânteie (prescurtat MAS). După admisia şi comprimarea amestecului carburant în cilindrii motorului, în apropierea PMI (punctul mort interior) al pistonului, are loc aprinderea. Aceasta se realizează prin producerea unei scântei între electrozii bujiei, care aprinde amestecul carburant. Arderea are loc într-un interval de timp relativ scurt, în care presiunea şi temperatura gazelor din cilindru cresc repede până la presiunea de 30 - 40 daN/cm³ şi temperatura de 1800 – 2.000 °C. Datorită presiunii gazelor din cilindru, care acţionează asupra pistonului, acesta se deplasează spre PME (punctul mort exterior), şi roteşte prin intermediul sistemului biela-manivela, arborele motor. Această cursă a pistonului, se mai numeşte şi cursă activă sau cursă motoare.

• Motor cu aprindere prin comprimare (prescurtat MAC sau Diesel). La sfârşitul compresiei, combustibilul este introdus sub presiune în cilindru, fiind pulverizat foarte fin cu ajutorul injectorului, montat în chiulasă. Datorită contactului cu aerul fierbinte din interiorul cilindrului, particulele pulverizate se aprind şi ard, iar presiunea din cilindru creşte, moderat, menţinându-se relativ constantă pe durata arderii. Gazele rezultate în urma arderii apasă asupra pistonului, determinând deplasarea acestuia spre PME, efectuând cursa activă. Supapele rămân închise până aproape de sfârşitul acestei curse.

• motoare cu cilindrii în linie.

• motoare cu cilindrii în V.

• motoare cu cilindrii în W.

• motoare cu cilindrii şi pistoanele opuse, boxer.

• motoare înclinate, la care cilindrii au axele situate în acelaşi plan, însă înclinat faţă de planul vertical.

• motoare cu cilindrii aşezati în stea, utilizate cu precădere unde este nevoie de un raport putere/greutate mare, de exemplu în aviaţie şi în marina militară (vedete).

• Motoare cu cilindrii în „Δ” Delta, Napier Deltic-motoarefolosite la căile ferate şi vapoare englezeşti.

Fiecare categorie de motoare cu ardere internă este caracterizată prin anumiţi parametri. Parametri motorului cu piston:

Punct mort interior (PMI) (învechit: punct mort superior, PMS) este poziţia limită interioară cilindrului la care ajunge extremitatea dinspre chiulasă a pistonului când aceasta se găseşte - în timpul deplasării sale - la cea mai mare distanţă posibilă faţă de axa arborelui cotit; această poziţie coincide cu distnţa minimă a pistonului faţă de chiulasă şi este determinată de montajul pistonului în ansamblul mecanismului bielă-manivelă.

Punct mort exterior (PME), (învechit: punct mort inferior, PMI) este poziţia-limită interioară cilindrului la care ajunge extremitatea dinspre chiulasă a pistonului când acesta se găseşte - în timpul deplasării - la cea mai micî distanţă posibilă faţă de axa arborelui cotit; această poziţie coincide cu distanţa maxima a pistonului faţă de chiulasă şi este determinată, de asemenea de montajul pistonului în ansamblul mecanismului bielă-manivelă.

Cursa pistonului (S) este mărimea distanţei dintre punctul mort interior şi punctul mort exterior, măsurată pe generatoarea cilindrului motor şi parcursă de piston între două schimbări de sens ale deplasării sale.

Pentru motoarele cu excentricitate nulă (cazul obişnuit) fiecare cursă a pistonului corespunde unei rotaţii de 180° a arborelui cotit şi este egală cu diametrul cercului descris de axa geometrică a fusului maneton în jurul axei geometrice a fusurilor paliere (S = 2R).

Alezajul cilindrului (D) este diametrul interior al cilindrului motor.

Camera de ardere (V) este volumul spaţiului cuprins între fundul pistonului, peretele interior al cilindrului motor şi chiulasă, în momentul când pistonul se găseşte în punctul mort interior. În acest volum se desfăşoară cea mai mare parte din procesul de ardere a combustibilului introdus în cilindru.

Cilindreea unitară (V) este spaţiul din interiorul cilindrului delimitat de cele două poziţii-limită ocupate succesiv, de faţa dinspre chiulasă a pistonului când acesta se află la punctul mort interior şi la punctul mort exterior.

Capacitatea cilindrică (Vt) denumită şi cilindree este suma cilindreelor unitare ale tuturor cilindrilor unui motor.

Volumul total al cindrului (Vt) este spaţiul total din cilindru măsurat în momentul când pistonul se află la punctul mort exterior; volumul total al cilindrului este format din însumarea cilindreei unitare cu volumul camerei de ardere.

Raport de comprimare (ε) este raportul dintre volumul total al unui cilindru şi volumul camerei de ardere. În notaţia curentă, raportul este exprimat sub formă de fracţie zecimală.

Turaţia motorului (n) este numărul de rotaţii efectuat într-un minut de arborele cotit, în timpul funcţionării motorului într-un anumit regim constant.

Un timp al motorului este fiecare fază din cursa pistonului de la punctul mort interior la punctul mort exterior sau invers şi în care agentul motor trece prin diferite transformări caracteristice de stare (volum, presiune, temperatură). La motorul îm patru timpi fazele poartă următoarele denumiri: admisiune, comprimare, ardere şi detentă, evacuare. La motoarele cu excentricitate nulă fiecare timp din funcţionare a motorului în patru timpi corespunde unui unghi de rotire a arborelui cotit de 180°.

Ciclul de funcţionare al unui motor este denumirea dată succesiunii ciclice a transformărilor de stare prin care trece agentul motor într-un cilindru, de la începerea admisiunii până la terminar