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In der Geschichte des Motorenbaus sind viele Konzepte erdacht und realisiert worden, die nicht unbedingt in das folgende Raster passen, zum Beispiel Ottomotoren mit Direkteinspritzung oder Vielstoffmotoren (wie Diesel), aber mit Zündkerze. Im Sinne der Lesbarkeit verzichtet diese Übersicht auf Sonderfälle.
Die Bauarten können in einer großen Vielfalt kombiniert sein, beispielsweise kleinvolumige Motoren mit Rotationskolben und Schlitzsteuerung nach dem Otto-Prinzip (Wankelmotor), oder großvolumige Zwei-Takt-Dieselmotoren mit Ventilsteuerung (Schiffsdiesel).
Einteilung nach dem thermodynamischen Prozess [Bearbeiten]
* Ottomotoren
* Dieselmotoren
Einteilung nach dem Arbeitsverfahren [Bearbeiten]
* Vier-Takt-Verfahren (Viertaktmotor): Jeder der vier Arbeitsschritte läuft während eines Taktes ab. Mit Takt ist in diesem Fall ein Kolbenhub gemeint, das heißt eine Aufwärts- oder eine Abwärtsbewegung des Kolbens. Während eines Arbeitsspieles mit vier Takten dreht sich die Kurbelwelle also dreimal. Der Gashub ist geschlossen, das heißt Frischgas und Abgas sind vollständig voneinander getrennt. In der Praxis kommt es aber doch zu einer kurzen Berührung während der sogenannten Ventilüberschneidung.
* Zwei-Takt-Verfahren (Zweitaktmotor): Auch beim Zwei-Takt-Verfahren laufen alle vier Arbeitsschritte ab, aber während nur zwei Kolbenhüben (= Takte). Dies ist möglich, weil ein Teil des Ansaugens und der Verdichtung (das Vorverdichten) außerhalb des Zylinders stattfindet, und zwar im Kurbelgehäuse unter dem Kolben oder in einem Lader. Die Kurbelwelle dreht sich während eines Arbeitsspieles nur einmal. Der Gaswechsel ist offen, das heißt, es kommt zu einer partiellen Durchmischung von Frischgas und Abgas.
Einteilung nach dem Bewegungsablauf [Bearbeiten]
* Hubkolbenmotor (typischerweise in Kombination mit Pleuel und Kurbelwelle, teilweise auch mit Knick-Pleuel oder kurbelwellenlose Kurvenscheibenmotoren)
* Rotationskolbenmotor (z. B. der Wankelmotor oder McMastermotor)
* Freikolbenmotor (lineare Kolbenbewegung)
* Mederer-Motor (längere Verweildauer des Kolbens im Oberen Totpunkt, Quasi-Gleichraumverbrennung)
Einteilung nach dem Gemischbildungsverfahren [Bearbeiten]
Eine optimale Verbrennung kann nur stattfinden, wenn der Kraftstoff vollständig verdampft und mit Luft vermischt ist. Diese Gemischbildung kann innerhalb oder außerhalb des Zylinders stattfinden.
* Äußere Gemischbildung: Hier wird ein zündfähiges Gemisch in den Zylinder geführt und dort verdichtet. Das ermöglicht hohe Drehzahlen, da die Verbrennung ohne Verzögerung erfolgt, sobald der Zündimpuls gegeben ist (Zündkerzenfunke des Benzinmotors bzw. ausreichende Verdichtung des Dieselmotors). Allerdings kann es durch überhöhte Motortemperatur, zu frühen Zündzeitpunkt, Selbstzündung oder ungeeignetes Gemisch zu unkontrollierten, leistungsmindernden und motorschädigenden Verbrennungsanomalien kommen, die sich als Klopfen oder Klingeln bemerkbar machen. Nach der Zündung kann die Verbrennung gewöhnlich nicht mehr beeinflusst werden.
Die Verbrennung eines äußerlich gebildeten Gemischs kommt dem Gleichraumprozess am nächsten, der so genannt wird, weil sich der Kolben in der kurzen Zeit bis zur vollständigen Verbrennung nur wenig weiterbewegt hat und so die Größe des Brennraums praktisch unverändert bleibt.
Die äußere Gemischbildung kann auf zwei Arten erfolgen:
* Vergaser zerstäuben den Kraftstoff in feine Tropfen, die auf dem Weg in den Zylinder verdampfen. Sie werden heute fast ausschließlich in einfachen Zweitaktmotoren (z. B. kleine Außenborder) eingesetzt, waren aber bis in die 1980er Jahre auch im Automobilbau üblich.
* Bei der Saugrohreinspritzung sitzt eine Einspritzdüse im Ansaugkanal. Hier wird also kurz vor dem Einlassventil der Kraftstoff beigemengt. Vorteile gegenüber dem Vergaser sind unter anderem die bessere Steuerung der Kraftstoffmenge, die Lageunabhängigkeit (wichtig z. B. bei Flugzeugen) und der ungestörte Fluss der Luft durch den Ansaugtrakt.
* Innere Gemischbildung: Im Zylinder wird nur Luft angesaugt und verdichtet, der Kraftstoff wird erst unmittelbar vor der Zündung in den Brennraum eingespritzt. Ohne Kraftstoff ist keine Selbstzündung möglich, deshalb kann der Wirkungsgrad durch höhere Verdichtung gesteigert werden. Die Zündung kann durch Selbstzündung (Dieselmotoren) oder Fremdzündung (Ottomotoren) erfolgen. Nach Einspritzbeginn benötigt der Kraftstoff Zeit zum Verdampfen, die Zündung erfolgt daher leicht verzögert. Diese Verzögerung führt zu einer Begrenzung der maximalen Motordrehzahl. Allerdings lässt sich der Verbrennungsvorgang steuern, indem die Einspritzdüse entsprechend angesteuert wird. Dazu muss nur festgelegt werden, wie viel Kraftstoff in welcher Zeit eingespritzt werden soll.
Einteilung nach dem Brennverfahren [Bearbeiten]
Mit Brennverfahren bzw. Verbrennungsverfahren bezeichnet bei Verbrennungsmotoren den Ablauf, mit dem die Verbrennung des Brennstoffs im Motor erfolgt.
* die Schichtladung (FSI, Ottomotor)
* das BPI-Brennverfahren (Ottomotor)
* die Homogene Kompressionszündung (HCCI bzw. CAI, Ottomotor, Dieselmotor)
* das Strahlgeführtes Brennverfahren (Ottomotor)
Einteilung nach dem Zündverfahren [Bearbeiten]
* Fremdzündung
* Selbstzündung
* kontrollierte Selbstzündung oder homogene Kompressionszündung (HCCI)
Die Fremdzündung kommt beim Ottomotor vor. Bei der Fremdzündung wird das Entzünden des Kraftstoff-Luftgemischs durch eine Zündkerze eingeleitet, optimal kurz vor dem oberen Totpunkt.
Die Selbstzündung kommt beim Dieselmotor vor. Bei der Selbstzündung wird erst reine Luft stark verdichtet und kurz vor dem oberen Totpunkt (OT) wird der Dieselkraftstoff eingespritzt. Durch die große Hitze und den hohen Druck entzündet sich der Kraftstoff selbst.
Die kontrollierte Selbstzündung wird derzeit für verschiedene Verbrennungsmotoren entwickelt. Die Gemischbildung soll intern aber früh erfolgen, damit das Gemisch bis zur Zündung gut durchmischt (homogen) ist. Dadurch werden bessere Emissionswerte erreicht.
Einteilung nach der Füllungsart [Bearbeiten]
* Saugmotor
* Ladermotor
* Kreislaufmotor
Einteilung nach dem Kühlverfahren [Bearbeiten]
Hauptartikel: Kühlung (Verbrennungsmotor)
* Wassergekühlt
* Luftgekühlt
* Ölgekühlt
* Kombinationen aus Luft-/Ölkühlung (SAME)
* Stickstoffkühlung
Einteilung nach Bauformen und Anzahl der Zylinder [Bearbeiten]
Abhängig von der Anzahl der Zylinder werden/wurden Otto- und Dieselmotoren bzw. Viertakt- und Zweitakt-Motoren gebaut als:
* Einzylindermotor (1)
* Reihenmotor (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16)
* U-Motor (4, 12, 16)
* V-Motor (2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24)
* VR-Motor (5, 6, 8, 12, 16)
* W-Motor (3, 8, 12, 16, 18, 24)
* Y-Motor (3, 6, 12, 18, 24)
* H-Motor (16, 24, 40)
* X-Motor (16, 24)
* Boxermotor (2, 4, 6, 8, 12)
* Sternmotor (3, 5, 7, 9, 11)
* Reihensternmotor (6x2=12, 4x3=12, 6x4=24, 4x5=20, 2x6=12, 4x6=24, 6x6=36, 3x7=21, 4x7=28, 6x7=42, 8x7=56, 4x9=36)
* Mehrfachsternmotor (2x7=14, 2x9=18, 4x7=28)
* Umlaufmotor (1, 2, 4, 5, 7, 9, 14)
* Gegenkolbenmotor (nur Zwei-Takt z. B. Deltic-Motor (drei Gegenkolbenmotoren ineinander in Dreiecksform) )
* Taumelscheibenmotor (nur Vier-Takt)
Die fettgedruckten Bauformen und Zylinderzahlen sind heute in Kraftfahrzeugen gebräuchlich.
Viertakt-Sternmotoren haben normalerweise immer eine ungerade Zylinderzahl im Stern. Wenn jedoch mehrere Sterne hintereinander angeordnet sind, können sie insgesamt auch eine gerade Zylinderzahl besitzen (Reihensternmotoren und Mehrfachsternmotoren). Sternmotoren mit einer geraden Zylinderzahl im Stern kommen nur mehrreihig vor (z. B. Daimler-Benz DB 604, Rolls-Royce Vulture und Allison X-4520 (mit sechs Vier-Sternen und insgesamt 24 Zylindern - entspricht 90°/90°/90°-X24), Junkers Jumo 222 und Dobrynin WD-4K (mit vier Sechs-Sternen (Hexagon) und insgesamt ebenfalls 24 Zylindern) oder Curtiss H-1640 Chieftain (mit zwei Sechs-Sternen (Hexagon) und zwölf Zylindern).
Im Motorsport werden vereinzelt, trotz der höheren Unwucht, auch V-Motoren mit ungeraden Zylinderzahlen (drei oder fünf) gebaut.
Bei langsam laufenden Großdieselmotoren gibt es teilweise auch bis zu 14 Zylinder in Reihenanordnung, sowie V-Motoren mit 20 oder 24 Zylindern.
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