μηχανή εσωτερικής καύσης

Μηχανή μετατροπής θερμότητας, η οποία παράγεται από καύση που λαμβάνει χώρα στο εσωτερικό της, σε έργο. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι ταξινόμησης των μ.ε.κ. με βάση το καύσιμο που χρησιμοποιούν, τον αριθμό και τη γεωμετρία των κυλίνδρων, τον τύπο και τη διάταξη των βαλβίδων και το ψυκτικό σύστημα που χρησιμοποιούν. Η πιο συνηθισμένη ταξινόμηση γίνεται με βάση τον αριθμό των διαδρομών, δηλαδή των απλών κινήσεων του εμβόλου προς μία κατεύθυνση, ανά κύκλο. Διακρίνονται λοιπόν οι τετράχρονές και οι δίχρονες μηχανές. Τετράχρονες μηχανές υπάρχουν στα αυτοκίνητα, στα τρένα, στις διάφορες βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Στις μηχανές αυτές, κατά τη διάρκεια ενός κύκλου, κάθε έμβολο κάνει δύο παλινδρομικές κινήσεις συμπληρώνοντας έτσι τέσσερις διαδρομές. Στην πρώτη διαδρομή, η οποία καλείται διαδρομή αναρρόφησης, το έμβολο κινείται από την κορυφή του κυλίνδρου προς τη βάση του, ενώ αέρας και καύσιμο εισάγονται στον κύλινδρο μέσω μιας ανοικτής βαλβίδας εισροής. Κατά τη δεύτερη διαδρομή, τη διαδρομή συμπίεσης, το έμβολο κινείται προς τα πάνω συμπιέζοντας έτσι το μίγμα καυσίμου. Στη συνέχεια, το μίγμα αναφλέγεται με ηλεκτρικό σπινθήρα (σε μια βενζινομηχανή) ή αυτόματα από τη θερμότητα στο εσωτερικό του κυλίνδρου (σε μια ντίζελ μηχανή). Αέρια που προέρχονται από την έκρηξη αυτή κινούν το έμβολο προς τη βάση του κυλίνδρου κατά τη διάρκεια της τρίτης διαδρομής, της διαδρομής ισχύος. Τέλος, στη διαδρομή εξαγωγής, το έμβολο επιστρέφει προς τα πάνω και ωθεί τα αέρια προς τα έξω μέσω της βαλβίδας εκροής. Η σειρά αυτών των διαδρομών ονομάζεται κύκλος του Όττο. Δίχρονες μηχανές βρίσκονται σε μικρές μοτοσικλέτες, γεννήτριες κ.α. Στην περίπτωση αυτών των μηχανών ο κύκλος αποτελείται μόνο από δύο διαδρομές. Στην πρώτη, τη διαδρομή καθόδου, το έμβολο κινείται με τρόπο αντίστοιχο της διαδρομής ισχύος των τετράχρονων μηχανών. Στη δεύτερη, τη διαδρομή επιστροφής, πραγματοποιείται η εξαγωγή των καυσαερίων και η εισαγωγή νέου καυσίμου. Υπάρχουν ορισμένες μεταγενέστερα ανεπτυγμένες μηχανές με ασυνήθιστα σχήματα κυλίνδρου, όπως για παράδειγμα οι μηχανές Βάνκελ (Wankel) οι οποίες δεν έχουν έμβολα αλλά έναν κυλινδρικό κινητήρα ο οποίος περιστρέφεται μέσα σε κυλινδρικό θάλαμο με τέτοιο τρόπο ώστε να εκτελούνται παρόμοιες λειτουργίες. Τέλος, ειδική αναφορά αξίζει να γίνει στους αεροστρόβιλους οι οποίοι αποτελούν μια κατηγορία μ.ε.κ. Οι αεροστρόβιλοι δεν έχουν έμβολα ενώ υπόκεινται σε συνεχή ροή καυσίμων και αερίων. Η λειτουργία τους περιλαμβάνει τρία βασικά στάδια. Στο πρώτο στάδιο ο αέρας συμπιέζεται με στόχο να αυξηθεί η ταχύτητα καύσης. Στο δεύτερο ο συμπιεσμένος αέρας αναμιγνύεται με το καύσιμο και στο τρίτο στάδιο λαμβάνει χώρα η έναυση και βίαιη διαστολή (έκρηξη) του αερίου μίγματος.