Verbrennungsmotor (ICE)

Ein Verbrennungsmotor (ICE) ist eine Wärmekraftmaschine, bei der die Verbrennung eines Kraftstoffs mit einem Oxidationsmittel (normalerweise Luft) in einer Brennkammer erfolgt, die ein integraler Bestandteil des Arbeitsfluidströmungskreislaufs ist. In einem Verbrennungsmotor übt die Expansion der durch die Verbrennung erzeugten Hochtemperatur- und Hochdruckgase eine direkte Kraft auf eine Komponente des Motors aus. Die Kraft wird typischerweise auf Kolben, Turbinenschaufeln, Rotor oder eine Düse ausgeübt. Diese Kraft bewegt das Bauteil über eine Distanz und wandelt chemische Energie in nützliche mechanische Energie um.

Der erste kommerziell erfolgreiche Verbrennungsmotor wurde von Étienne Lenoir entwickelt und der erste moderne Verbrennungsmotor von Nikolaus Otto (siehe Ottomotor).

Der Begriff Verbrennungsmotor bezieht sich üblicherweise auf einen Motor, bei dem die Verbrennung intermittierend ist, wie beispielsweise die bekannteren Viertakt- und Zweitaktkolbenmotoren, sowie Varianten wie den Sechs-Takt-Kolbenmotor und den Wankel-Rotationsmotor. Eine zweite Klasse von Verbrennungsmotoren verwendet eine kontinuierliche Verbrennung: Gasturbinen, Strahltriebwerke und die meisten Raketentriebwerke, die jeweils Verbrennungsmotoren nach dem gleichen Prinzip wie zuvor beschrieben sind. Feuerwaffen sind auch eine Form von Verbrennungsmotoren.

Im Gegensatz dazu wird bei externen Verbrennungsmotoren wie Dampf- oder Stirlingmotoren Energie an ein Arbeitsfluid abgegeben, das nicht aus Verbrennungsprodukten besteht, mit diesen gemischt oder durch diese verunreinigt ist. Arbeitsflüssigkeiten können Luft, heißes Wasser, Druckwasser oder sogar flüssiges Natrium sein, das in einem Kessel erhitzt wird. ICEs werden normalerweise mit energiedichten Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel betrieben, Flüssigkeiten, die aus fossilen Brennstoffen stammen. Während es viele stationäre Anwendungen gibt, werden die meisten ICEs in mobilen Anwendungen verwendet und sind die dominierende Stromversorgung für Fahrzeuge wie Autos, Flugzeuge und Boote.

Typischerweise wird ein ICE mit fossilen Brennstoffen wie Erdgas oder Erdölprodukten wie Benzin, Dieselkraftstoff oder Heizöl gespeist. Es werden zunehmend erneuerbare Kraftstoffe wie Biodiesel für Selbstzündungsmotoren und Bioethanol oder Methanol für Ottomotoren verwendet. Wasserstoff wird manchmal verwendet und kann entweder aus fossilen Brennstoffen oder aus erneuerbaren Energien gewonnen werden.