miniatura|Motor antic, d'aviació, amb disposició radial dels pistons. Un motor de combustió interna és un tipus de màquina que obté energia mecànica directament de l'energia química produïda per un combustible que crema dins d'una cambra de combustió, la part principal d'un motor. S'utilitzen motors de combustió interna de quatre tipus: El motor cíclic Otto, el seu nom prové del tècnic alemany que el va inventar, Nikolaus Otto. És el motor convencional de gasolina que s'utilitza a l'automoció i l'aeronàutica. El motor dièsel, anomenat així en honor de l'enginyer alemany Rudolf Diesel, funciona amb un principi diferent i sol consumir gasoil. Es fa servir sovint en camions, autobusos i automòbils. Tant els motors Otto com els dièsel es fabriquen en models de dos i quatre temps. El motor rotatiu. La turbina de combustió.
Història miniatura|esquerra|Cicle de Carnot. C-D Compressió a Temp. cons. D-A Escalfament a Vol. cons. A-B Expansió a Temp. cons. B-C Refredament a Vol. cons. Els motors de combustió interna es van fer com a substituts dels motors de combustió externa (màquines de vapor), amb la idea de traspassar la font de calor de fora de la màquina (caldera) a dins del cilindre, i així millorar el seu funcionament.
El Pyréolophore, el primer motor de combustió interna, fou concebut, creat i desenvolupat per Nicéphore Niépce amb el seu germà major Claude, i va rebre una patent el 20 de juliol 1807 de l'emperador Napoleó Bonaparte, després de remuntar amb èxit el corrent al riu Saona.
Basats en el cicle de Carnot, publicat en el 1824, i els treballs d'Alphonse Beau de Rochas, publicats en el 1862, es feien motors que consumien gas pobre (gas d'enllumenat). No va ser fins al 1860 que Jean Joseph Etiene Lenoir en va fer un que funcionava correctament.
El 1862 el Sr. Nikolaus August Otto va construir un prototip seguint el seu cicle que es va desintegrar, i no va ser fins a 1872 junt amb Gottlieb Daimler i Wilhelm Maybach varen crear la companyia Gasmotoren-Fabrik Deutz AG, per comercialitzar motors de cicle otto.
En el 1887 el Sr. Rudolf Christian Karl Diesel va publicar un treball anomenat Theorie und eines rationellen construction en Wärmemotors zum Ersatz der Dampfmaschine und der heute bekannten Verbrennungsmotoren, que vol dir de la teoria i la construcció racional d'un motor tèrmic que reemplaci la màquina de vapor i els motors de combustió coneguts avui en dia, que és el principi del seu cicle. En el 1893 i estant empleat en la fàbrica MAN en Ausburg va muntar un prototip que va presentar com a motor d'oli pesant, i el motor funcional el va presentar en lExposició Universal de Paris del 1900.
Posteriorment, i basats en aquests treballs, hi han hagut millores, degudes a la seva implantació en automòbils i avions que han millorat el seu funcionament i rendiment.
A Catalunya hi ha hagut grans fàbriques de motors com La Hispano Suiza i La Maquinista Terrestre y Marítima
Estructura i funcionament Els motors Otto i els Dièsel tenen els mateixos elements principals.
Arquitectura
miniatura| -a : Motor en línia. -b i -c : Motor en V miniatura|Motor BOXER BMW R-75 miniatura|Motor en estrella En un motor pluricilíndric, i segons la disposició dels cilindres, i han diverses configuracions de motor:
Motor en línia És el tipus de motor més corrent, en el qual els cilindres estan col·locats un a continuació de l'altre.
Motor en V És com si uníssim dos motors lineals pel cigonyal, formant una V els dos blocs. És una estructura molt utilitzada en motors grans, i en cotxes americans.
Motor en L És una derivació del motor en V quan aquesta fa 90°.
Motor boxer
És una altra derivació del motor en V en el qual l'obertura de la V és de 180°, és a dir, que els cilindres estan oposats uns amb els altres. Com a exemple tenim les antigues BMW o els cotxes Porsche.
Motor en W
S'anomena així al motor que du més de 2 blocs de cilindres, normalment 3 blocs. Hi ha una altra estructura també coneguda amb el nom de Y, per la disposició de les seves fileres de cilindres, que frontalment recorden aquesta lletra.
Motor en estrella
Quan els cilindres estan disposats al voltant del cigonyal, parlarem d'un motor en estrella. És de destacar que en aquests motors hi ha una biela a la que van connectades les altres que s'anomena biela mare. Com a exemple es pot recordar els antics motors d'aviació.
Motor en H És quan es connecten els cigonyals de dos motors V, normalment boxer, de manera interna, per mitjà d'engranatges.
Cambra de combustió La cambra de combustió és un cilindre, generalment fix, tancat a un extrem i dins del qual llisca un pistó molt ajustat a l'interior, garantint-ne l'estanquitat dels aros o segments. La posició cap a dins (punt mort superior) i cap a fora (punt mort inferior) del pistó modifica el volum que existeix entre la cara interior del pistó i les parets de la cambra. El pistó està unit mitjançant un eix a la biela i aquesta al cigonyal, que converteix el moviment lineal del pistó en moviment circular.
En els motors de diversos cilindres el cigonyal té diversos colzes (munyequilles en argot) on van connectades les bieles de cada cilindre (menys en els motors en estrella), de manera que l'energia produïda per cada cilindre s'aplica al cigonyal en un punt determinat de la rotació. Els cigonyals estan dotats de pesants volants i contrapesos, la inèrcia dels quals redueix la irregularitat del moviment de l'eix. Un motor pot tenir d'1 a 28 cilindres.
Sistema de bombament miniatura|esquerra|Corretja o cadena de distribució Tot motor actual, pel seu funcionament, necessita sistemes de bombament per la provisió de combustible i el greixat. El sistema de bombament de combustible d'un motor de combustió interna consta d'un dipòsit, una bomba de combustible i un dispositiu que vaporitza o atomitza el combustible líquid. S'anomena carburador el dispositiu utilitzat per a aquest fi en els motors Otto. En els motors de diversos cilindres el combustible vaporitzat es condueix als cilindres mitjançant un tub ramificat anomenat col·lector d'admissió. Molts motors disposen d'un col·lector d'escapament o d'expulsió, que transporta els gasos produïts en la combustió.
En els motors de cicle dièsel l'encarregada del transport i distribució/dosificació, és la bomba injectora, encara que avui en dia i han altres sistemes (Common rail).
Sistema d'alimentació miniatura|Vàlvules i arbre de lleves. Cada cilindre pren el combustible i expulsa els gasos per vàlvules de capçal o vàlvules lliscants. Una molla manté tancades les vàlvules fins que s'obren en el moment adequat, quan actuen les lleves d'un arbre de lleves rotatori mogut pel cigonyal i tot el conjunt el coordina la corretja de distribució. En la dècada de 1980, aquest sistema d'alimentació d'una barreja d'aire i combustible s'ha vist desplaçat per altres sistemes més elaborats ja utilitzats en els motors dièsel. Aquests sistemes, controlats per computadora, augmenten l'estalvi de combustible i redueixen l'emissió de gasos tòxics.
L'alimentació dels cilindres de combustió pot modificar-se segons paràmetres físics com ara augmentant la pressió de l'aire o de la mescla que entra per la vàlvula d'admissió. Aquesta pràctica s'anomena sobrealimentació.
Encesa miniatura|esquerra|Tapa del distribuïdor.Aquesta peça forma part de l'antic sistema electromecànic d'encesa dels motors Otto. Tots els motors han de disposar d'una forma d'iniciar la ignició del combustible dins del cilindre. Per exemple, en el sistema d'ignició dels motors Otto, existeix un component anomenat bobina d'encesa, el qual és un auto-transformador d'alt voltatge al qual es connecta un commutador que interromp el corrent del primari perquè s'indueixi la guspira d'alt voltatge en el secundari. Aquestes guspires estan sincronitzades amb l'etapa de compressió de cadascun dels cilindres, la guspira és dirigida al cilindre específic de la seqüència utilitzant un distribuïdor rotatiu i uns cables de grafit que dirigeixen la descàrrega d'alt voltatge a la bugia. El dispositiu que produeix la ignició és la bugia, un conductor fixat a la paret de cada cilindre.
Si la bobina està en mal estat se sobreescalfa; això produeix una pèrdua d'energia, disminueix la guspira de les bugies i causa fallades en el sistema d'encesa de l'automòbil.
La bugia conté en un dels seus extrems dos elèctrodes separats entre els que el corrent d'alt voltatge produeix un arc elèctric que encén el combustible dins del cilindre.
L'evolució del sistema d'encesa en motors de cicle Otto va anar paral·lel a la tècnica electrònica de manera que durant el segle XX hom va arribar a substituir el sistema elèctric d'encesa per un sistema electrònic.
En el cicle dièsel, l'encesa es produeix per la sobtada elevació de la temperatura de l'aire deguda a l'alta compressió a què se sotmet. Hi ha motors que porten les mal anomenades bugies d'incandescència per ajudar a la inflamació de la mescla. En realitat són resistències per escalfar la superfície de la cambra de combustió.
Refrigeració del motor Com que la combustió produeix calor, tots els motors cal que disposin d'algun tipus de sistema de refrigeració. Alguns motors estacionaris d'automòbils i d'avions i els motors de forabord es refrigeren amb aire. Els cilindres dels motors que utilitzen aquest sistema disposen a l'exterior d'un conjunt de làmines de metall que emeten la calor produïda dins del cilindre. En altres motors s'usa refrigeració per aigua, cosa que implica que els cilindres es troben dins d'una carcassa plena d'aigua que en els automòbils es fa circular mitjançant una bomba. L'aigua es refrigera quan passa pels conductes d'un radiador. És important que el líquid que s'usa per refredar el motor no sigui aigua comuna i corrent perquè els motors de combustió treballen regularment a temperatures més altes que la temperatura d'ebullició de l'aigua, això provoca una alta pressió en el sistema de refredament i causa fallades en les estopades i segells d'aigua així com en el radiador. S'usa un líquid amb additius anticongelants perquè no es congeli a la mateixa temperatura que l'aigua, sinó a molt més baixa temperatura.
Una altra raó per la qual cal usar líquid amb additius és que l'acció dels antiprecipitants i antincrustants minva la precipitació de sals minerals, sutge i sediments que s'hi adhereixen a les parets dels conductes i bomba del sistema de refrigeració formant una capa aïllant que disminuirà la capacitat de transmissió tèrmica del sistema. En alguns motors navals senzills s'utilitza aigua del mar per a la refrigeració en circuit obert.
Sistema d'arrencada Al contrari que els motors i les turbines de vapor, els motors de combustió interna no produeixen un parell de forces quan arrenquen (vegeu Moment de força), cosa que implica que cal provocar el moviment del cigonyal perquè es pugui iniciar el cicle. Els motors d'automoció utilitzen un motor elèctric (el motor d'arrencada) connectat al cigonyal per un embragatge automàtic que es desacobla quan arrenca el motor. D'altra banda, alguns motors petits s'arrenquen a mà girant el cigonyal amb una cadena o estirant una corda que s'enrotlla al voltant del volant del cigonyal. Altres sistemes encesa de motors són els iniciadors d'inèrcia, que acceleren el volant manualment o amb un motor elèctric fins que té la velocitat suficient per moure el cigonyal; els iniciadors explosius, que utilitzen l'explosió d'un cartutx per moure una turbina acoblada al motor; oxigen per alimentar les cambres de combustió en els primers moviments (grans motores). Els iniciadors d'inèrcia i els explosius s'utilitzen sobretot per arrencar motors d'avions.
Tipus de motors Motor convencional del tipus Otto
miniatura|Motor de 4 temps de tipus constructiu i termodinàmic "Otto".