3 Четырехтактный двигатель Отто

Сбыт газовых двигателей Ленуара сопровождался мощной рекламой и невероятной газетной шумихой. Известия о перспективной машине дошли до немецкого города Кельна, где в это время жил тридцатилетний продавец Николаус Отто. Узнав из газет о ленуаровском изобретении, он задался целью создать универсальный газовый двигатель, способный повсеместно вытеснить парового собрата. Взвешивая днем в лавке макароны и пряности, Отто обдумывал конструкцию своего двигателя, а по вечерам и ночам он экспериментировал с самодельной паровой машиной. После многочисленных опытов Отто смог усовершенствовать мотор Ленуара так, что его мощность существенно возросла.

Основная идея Отто состояла в том, что перед зажиганием смесь необходимо подвергать сжатию, а взрыв выгоднее всего производить в крайнем верхнем положении поршня. Однако чтобы сконструировать экономичный двигатель с КПД, достигающим хотя бы 15 процентам, Отто понадобилось 15 лет. Изготовленный двигатель назвали четырехтактным, так как процесс в нем совершался в течение четырех ходов поршня и, соответственно, двух оборотов коленчатого вала.

Вначале, при движении поршня вниз, смесь воздуха и горючего газа через открытый впускной клапан поступала в цилиндр, происходил первый такт работы двигателя – всасывание. После этого поршень поднимался вверх, впускной клапан закрывался, и смесь не имея выхода наружу сжималась, происходил второй такт – сжатие. Далее смесь воспламенялась от запальной камеры, где постоянно горел газ. Происходило зажигание смеси, и расширяющиеся во время горения газы толкали поршень вниз, совершая механическую работу третьего такта – рабочий ход. После этого поршень вновь поднимался вверх, выталкивая через открывшийся выпускной клапан отработавшие продукты горения наружу. Это был четвертый такт двигателя Отто – выхлоп.

Зажигание горелкой не применяются в современных двигателях, но рабочий цикл двигателя Отто полностью сохранился до наших дней. По четырехтактному циклу работает подавляющее большинство современных автомобильных двигателей.

Рабочий цикл – совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности.

К недостаткам двигателя Отто относились его тихоходность и большая масса. Увеличение числа оборотов вала до 180 в минуту приводило к перебоям в работе и быстрому износу золотника. Большое давление в цилиндре требовало крепких кривошипного механизма и стенок цилиндра. Для размещения газа нужен был огромный резервуар, так что такой двигатель был еще не пригоден для установки на автомобиле, но получил широкое распространение в стационарных условиях – на заводах и фабриках.

В начале 1864 года Отто при поддержке Ойгена Лангена, члена богатой семьи извлекает материальную выгоду из своего изобретения. Организованная им компания «Отто и К°» в 1867 году продемонстрировала публике «кельнский моторчик», который в жесткой конкурентной борьбе с 14 подобными конструкциями выиграл состязание на экономичность.

1 июля 1877 года немецкому инженеру-изобретателю Николаусу Аугусту Отто был выдан патент на четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.

Постепенно небольшая фирма Отто расширялась благодаря возросшему числу заказчиков и финансовой помощи семьи Лангенов. В 1872 году она превращается в «Акционерное общество газомоторной фабрики Отто-Дейтц», в котором вскоре пересеклись судьбы талантливых изобретателей, предопределивших судьбу автомобиля – Николауса Отто, Готтлиба Даймлера и Вильгельма Майбаха. Именно Даймлер и Майбах, приглашенные работать к Отто, а впоследствии основавшие собственную фирму, внесли наибольший вклад в создание компактного двигателя внутреннего сгорания, работающего на жидком топливе и пригодного для применения на транспорте.

26 января 1891 года в городе Кельне (Германия) скончался «отец» двигателя внутреннего сгорания – немецкий инженер и изобретатель Николаус Август Отто. Его здоровье было подорвано бесконечными судебными процессами по обвинению в плагиате и клеветой со стороны конкурентов.