Forbrændingsmotor (ICE)

En forbrændingsmotor udvikler mekanisk effekt ved at brænde brændstof inde i sine egne arbejdskamre, cylindrene, frem for i en separat fyrkasse. Navnet adskiller den fra maskiner med udvendig forbrænding som dampmaskinen, hvor brændstoffet brændes uden for cylinderen for at opvarme et arbejdsmedium. Ved at antænde en blanding af luft og brændstof direkte inde i en lukket cylinder udnytter motoren den hurtige udvidelse af de varme gasser til at udføre arbejde med det samme og i kompakt format, og derfor kom denne konstruktion til at dominere vejtransporten i mere end et århundrede.

Kernemekanismen omsætter trykket fra den brændende gas til roterende bevægelse. Inde i hver cylinder glider et stempel op og ned, tætnet af stempelringe. Når blandingen af brændstof og luft antændes, driver den skarpe trykstigning stemplet ned i cylinderen, og en plejlstang overfører den lineære kraft til en krumtapaksel, hvis forskudte tappe omsætter stemplernes frem-og-tilbage-bevægelse til en jævn rotation. Den rotation driver til sidst hjulene gennem svinghjul, kobling og gearkasse. Ventiler i topstykket, åbnet og lukket i takt af knastakslen, lukker frisk ladning ind og udstøder de brugte udstødningsgasser på rette tidspunkt.

De fleste bilmotorer arbejder efter firetaktsprincippet, hvor hver cylinder gennemfører fire stempelbevægelser for hvert effektslag: et indsugningsslag, der trækker ladningen ind, et kompressionsslag, der presser den sammen, et arbejdsslag, hvor den brænder og skubber stemplet ned, og et udstødningsslag, der renser den brændte gas ud. Da kun ét af de fire slag udvikler effekt, anbringes flere cylindre, så deres tænding overlapper og giver en jævn strøm af drejningsmoment og den karakteristiske blødhed i en flercylindret motor.

De to dominerende brændstoffer deler motorerne i to familier, der først og fremmest adskiller sig i den måde, de antænder på. En benzinmotor blander brændstof og luft og antænder den komprimerede blanding med et tændrør på et præcist tidspunkt. En dieselmotor komprimerer luften alene til et langt højere forhold og opvarmer den nok til, at det indsprøjtede brændstof antænder af sig selv, hvorfor diesler ikke behøver tændrør og som regel leverer mere drejningsmoment og bedre effektivitet. Ud over brændstoffet beskrives motorer ved deres slagvolumen — cylindrenes samlede arbejdsvolumen — og deres kompressionsforhold, som begge i høj grad præger effekt og økonomi, og de kan indsuge frit eller fodres med overtryk af en turbolader eller kompressor.

Gennem det meste af bilismens historie var forkortelsen ICE sjældent nødvendig, fordi næsten alle biler havde en. Begrebet er først blevet udbredt, efterhånden som batterielektriske og hybride drivlinjer har bredt sig og skabt et behov for at skelne brændstofdreven kraft fra elektrisk drift. I den sammenhæng står ICE nu som forkortelse for den etablerede teknologi, værdsat for sin lange rækkevidde og hurtige optankning, men i stigende grad vejet op mod elmotorer på effektivitet, lokal emission og mekanisk enkelhed.