Il existe deux types de moteurs à combustion interne, le moteur à essence et le moteur diesel. Le processus est quasi identique pour ces deux types de moteur. Il s'agit de moteurs à pistons alternatifs, qui exercent un travail à l'aide d'un processus de combustion sur la base d'un mélange air-combustible. Ils ne diffèrent justement que par le type de combustion.
Le moteur à essence
Dans le moteur à essence, le mélange air-carburant est réalisé au niveau du carburateur ou par un système d'injection électronique. Le mouvement de descente du piston dans le cylindre crée une dépression lors de la phase d'admission. Ainsi, le mélange pénètre à travers la soupape d'admission dans la chambre de combustion du cylindre. Dans la phase suivante, le piston remonte vers le haut et comprime le mélange air-carburant dans un rapport de 8:1 en moyenne. Peu de temps avant que le piston n'atteigne sa position la plus haute, dite point mort haut, le mélange est enflammé par une étincelle de la bougie. Les pressions de combustion élevées dans le cylindre repoussent ensuite le piston à nouveau vers le bas au cours du troisième temps. La force motrice est directement transmise par la bielle au vilebrequin et transformée en mouvement de rotation. C'est au cours de cette phase que le vrai travail du moteur s'opère, et elle est appelée phase de détente. Lors de la quatrième phase, les gaz d'échappement sont chassés du cylindre par la remontée du piston à travers la soupape d'échappement vers le tuyau d'échappement.
Le moteur diesel
Dans le moteur diesel, seul l'air est aspiré dans la phase d'admission. C'est ensuite lors de la seconde phase, appelée phase de compression qu'il est très fortement comprimé. Le taux de compression des moteurs diesel est de 22:1 en moyenne. En raison de cette compression élevée l'air est fortement chauffé. Il peut atteindre des températures allant jusqu'à 600 degrés Celsius. Avant que le piston ne soit au point mort haut, le carburant diesel est injecté rapidement dans cet air chaud au moyen d'un injecteur dans la chambre de combustion. Ainsi s'enflamme le mélange air-diesel et s'engage la phase de détente. Le carburant se trouve injecté sous une très haute pression, allant de 200 jusqu'à 3000 bars selon le type de moteur. Cela permet de garantir un bon mélange.
Les moteurs diesel plus anciens comportent une chambre dite de précombustion. Dans ce cas, le combustible n'est pas injecté directement dans la chambre de combustion, mais dans une petite chambre de turbulence, située au-dessus de la chambre de combustion. Cela permet un meilleur mélange du carburant avec l'air.
Pour les moteurs à injection directe une pression largement plus élevée est nécessaire afin d'assurer une combustion propre. Les moteurs Diesel modernes fonctionnent donc avec le système de pompe-injecteur, ou avec l'injection à rampe commune (common rail) Dans le système de pompe-injecteur, à chaque injecteur correspond une pompe. De tels systèmes permettent d'obtenir une pression d'injection très élevée, de 2500 à 3000 bars. Dans le système common rail, le long de la culasse, se trouve un réservoir ou rampe dans lequel le carburant diesel est maintenu en permanence à haute pression. Le processus d'injection a lieu au niveau des injecteurs. Ceux-ci sont contrôlés électroniquement. Cela permet de piloter précisément le moment de l'injection et la quantité d'injection.
Les autres types de moteurs
Sans distinguer moteur à essence ou diesel, on différencie aussi les moteurs selon la disposition des cylindres. On répertorie le moteur à cylindres en ligne dans lequel tous les cylindres sont disposés en ligne. Il y a aussi le moteur à cylindres en V. Dans ce cas les deux rangées de cylindres forment un angle. Ce type de moteur a l'avantage d'être moins long et s'intègre mieux dans le compartiment moteur. Cet aspect est, bien sûr, davantage mis à profit pour les moteurs de plus de six cylindres. Le moteur à cylindres en W est plus rare. Il se compose de trois rangées de cylindres, qui sont disposées les unes par rapport aux autres, chacune dans un certain angle.
Le moteur à pistons rotatifs est un cas particulier, lui aussi peu répandu, qu'on appelle aussi moteur Wankel. Dans un moteur Wankel, le piston a une forme triangulaire arrondie. Le piston effectue une rotation dans un stator ovale. Il est constamment en contact avec la paroi du stator. En raison de sa géométrie triangulaire, il laisse la place pour l'admission du mélange air / essence. Grâce à la rotation du piston dans le stator, le mélange est ensuite comprimé et une bougie vient l'enflammer.
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