Motor cu ardere internă (ICE)

Motorul cu ardere internă produce putere mecanică arzând combustibil în interiorul propriilor camere de lucru, cilindrii, și nu într-un focar separat. Denumirea îl distinge de mașinile cu ardere externă, precum motorul cu abur, unde combustibilul este ars în afara cilindrului pentru a încălzi un fluid de lucru. Aprinzând un amestec de aer și combustibil direct într-un cilindru etanș, motorul valorifică expansiunea rapidă a gazelor fierbinți rezultate pentru a produce lucru mecanic imediat și la o scară compactă, motiv pentru care această soluție a ajuns să domine transportul rutier timp de peste un secol.

Mecanismul de bază transformă presiunea gazului care arde în mișcare de rotație. În interiorul fiecărui cilindru, un piston alunecă în sus și în jos, etanșat de segmenți. Când amestecul aer-combustibil se aprinde, creșterea bruscă a presiunii împinge pistonul în jos pe cilindrul său, iar o bielă transmite acea forță liniară unui arbore cotit, ale cărui manetoane decalate transformă mișcarea de du-te-vino a pistoanelor într-o rotație lină. Acea rotație, după ce trece prin volant, ambreiaj și cutia de viteze, acționează în final roțile. Supapele din chiulasă, deschise și închise la timp de arborele cu came, admit încărcătura proaspătă și evacuează gazele de eșapament arse la momentul potrivit.

Majoritatea motoarelor rutiere funcționează în ciclu în patru timpi, în care fiecare cilindru parcurge patru curse de piston pentru fiecare impuls de putere: o cursă de admisie care aspiră încărcătura, o cursă de comprimare care o îndeasă, o cursă de detentă în care aceasta arde și împinge pistonul în jos și o cursă de evacuare care îndepărtează gazul ars. Pentru că doar una dintre cele patru curse produce putere, mai mulți cilindri sunt dispuși astfel încât aprinderile lor să se suprapună, oferind un flux constant de cuplu și onctuozitatea caracteristică a unui motor cu mai mulți cilindri.

Cele două combustibile dominante împart motoarele în două familii care diferă în principal prin modul în care se aprind. Motorul pe benzină amestecă combustibilul cu aerul și aprinde amestecul comprimat cu o bujie, la un moment precis. Motorul diesel comprimă doar aerul, la un raport mult mai ridicat, încălzindu-l suficient cât combustibilul injectat să se aprindă spontan, motiv pentru care diesel-urile nu au nevoie de scânteie și tind să ofere cuplu și eficiență mai mari. Dincolo de combustibil, motoarele sunt descrise prin cilindreea lor — volumul total baleiat de cilindri — și prin raportul de comprimare, ambele influențând puternic puterea și consumul, și pot respira natural sau pot fi supraalimentate de un turbocompresor ori de un compresor mecanic.

Pentru cea mai mare parte a istoriei automobilului, abrevierea ICE a fost rareori necesară, pentru că aproape orice mașină avea unul. Termenul s-a impus abia odată cu răspândirea propulsiilor electrice cu baterie și a celor hibride, ceea ce a creat nevoia de a distinge propulsia pe bază de combustibil de cea electrică. În acest context, ICE reprezintă acum prescurtarea pentru tehnologia consacrată, apreciată pentru autonomia mare și alimentarea rapidă, dar tot mai des cântărită față de motoarele electrice din perspectiva eficienței, a emisiilor locale și a simplității mecanice.