Motorul cu ardere internă

Este motorul care transformă energia chimică a combustibilului prin ardere, în interiorul motorului, în energie mecanică. Căldura degajată în camera de ardere se transformă în mişcare mecanică ciclică, de obicei rectilinie, după care în mişcare de rotaţie uniformă, obţinută de obicei la arborele cotit.

Căldura introdusă în ciclul care se efectuează în cilindrii motorului se obţine prin arderea combustibilului, de obicei un combustibil lichid ca: benzina, motorina sau gazul petrolier lichefiat, dar se pot folosi şi combustibili gazoşi, ca gazul natural, sau chiar solizi, ca praful de cărbune. Oxigenul necesar arderii se obţine din aerul atmosferic. Combustibilul în amestec cu aerul se numeşte amestec carburant. 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. Pentru o ardere completă se asigură combustibilului o cantitate de oxigen dozată astfel încât să producă oxidarea integrală a elementelor sale componente (pentru arderea unui litru de benzină, este necesar oxigenul conţinut în aproximativ 10 metri cubi de aer).

Clasificarea motoarelor cu ardere internă

Din punctul de vedere al obţinerii lucrului mecanic, aceste motoare se clasifică în:

• motoare cu ardere internă cu piston, cu mişcarea liniară a pistonului, sau 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 ardere 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.

Clasificarea motoarelor cu ardere internă

După natura combustibilului

• 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 un combustibil gazos, de obicei gaz natural sau un amestec de combustibil.

După numărul de curse simple efectuate de piston într-un ciclu (sau numărul de timpi):

• motoare în patru timpi;
• motoare în doi timpi.

După spaţiul producerii amestecului carburant

• 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.

După felul aprinderii amestecului carburant

• 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 PMI (punctul mort inferior), 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 PMI, efectuând cursa activă. Supapele rămân închise până aproape de sfârşitul acestei curse.

După aşezarea cilindrilor sunt

• 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.