Nikolaus Otto – biznesmen, który został wynalazcą pierwszego masowo produkowanego 4-suwowego silnika spalinowego
Początek życia
Nikolaus Otto wniósł ogromny wkład w rozwój technologii silników w XIX wieku. W niektórych publikacjach nazywany jest nawet ojcem silników samochodowych, co w istocie nie jest do końca prawdą.
Urodził się 10 czerwca 1832 roku w małym pruskim miasteczku Holzhausen. Jego ojciec, drobny właściciel ziemski i naczelnik poczty, August Otto, robił wszystko, co w jego mocy, aby jego syn został dobrym biznesmenem. Posłał dziecko do prawdziwej szkoły, a po jej ukończeniu umieścił 16-letniego chłopca w dużej firmie handlowej. Po odbyciu 3-letniej praktyki młody biznesmen został urzędnikiem w dużym przedsiębiorstwie handlowym we Frankfurcie nad Menem. Następnie po pracy w kilku kolejnych firmach Otto przeniósł się do Kolonii, gdzie kontynuował karierę handlową.
Według powszechnie przyjętej legendy, pewnego pięknego dnia 30-letni Nikolaus otworzył magazyn i znalazł małą reklamę, w której w entuzjastycznych słowach opisano zalety silnika gazowego Lenoir.
Ten dzień stał się punktem zwrotnym Historie budowa silnika - notatka niespodziewanie poruszyła jakąś ukrytą strunę w duszy kupca i wkrótce silnik gazowy całkowicie zawładnął wyobraźnią kupca. Otto całkiem rozsądnie założył, że gdyby udało się zbudować silnik gazowy lepszy nie tylko od maszyny Lenoira, ale także od silników parowych tamtych lat, spowodowałoby to prawdziwą rewolucję w przemyśle i zapewniłoby człowiekowi sławę i dobre dochody który podjął się tak śmiałego przedsięwzięcia.
Najbardziej zdumiewające było to, że w tamtych latach Otto nie tylko nigdy nie widział silnika Lenoira, ale nie miał nawet najbardziej prymitywnej wiedzy technicznej. Wkrótce, pomimo wyśmiewania znajomych, którzy uważali jego pomysł za kaprys, Nikolaus zlecił jednemu z kolońskich warsztatów wyprodukowanie małego modelu silnika Lenoir i cały swój wolny czas poświęcił na praktyczne eksperymenty z tą maszyną.
I tak biznesmen zaczął stopniowo przekształcać się w badacza, umysłem i dosłownie dotykiem zgłębiał tajniki działania silników cieplnych. Otto dosłownie zachorował na silnik i siedząc całą noc kręcił kołem zamachowym, wpuszczając do cylindra gaz w różnych proporcjach z powietrzem i zapalając mieszankę iskrą w różnych pozycjach skoku tłoka.
I nagle (według opowieści Otto) podczas jednego ze swoich licznych eksperymentów wpuścił łatwopalną mieszaninę do cylindra i zamyślony ścisnął ją mocno, po czym złapał się i dał iskrę. A potem w cylindrze nastąpił silny wybuch, a nieoczekiwanie wysokie ciśnienie gazu mocno popchnęło tłok i szybko obróciło koło zamachowe (koło zamachowe). Powtarzając ten eksperyment, Otto był przekonany, że jeśli mieszanina zostanie wstępnie sprężona przed zapłonem, to podczas jej spalania wygeneruje się więcej energii niż podczas spalania bez sprężania, co znacznie zwiększa efekt użytkowy silnika. W ten sposób (według niego) zupełnie przez przypadek niepiśmienny technicznie koloński biznesmen odkrył nowy skok w pracy silnika - wstępne sprężanie mieszanki przed jej zapłonem.
W 1862 roku koloński mechanik Zonz, kierując się szkicami Otto, zbudował dla niego eksperymentalny silnik o niezwykle wyrafinowanej konstrukcji.
W tamtych latach wynalazcy silników spalinowych rozpoczęli prace badawczo-rozwojowe od konstrukcji prostych silników jednocylindrowych. Otto zaprojektował silnik czterocylindrowy z przeciwnie umieszczonymi poziomymi cylindrami i dodatkowo czterosuwowy.
Każdy cylinder miał dwa tłoki: główny a, połączony korbowodem z wałem głównym i dodatkowy b, którego pręt przeszedł przez tłok główny. Ciśnienie gazu zostało przeniesione na tłok b, a ten przez „bufor powietrza” с przesunął tłok a. Wprowadzono bufor powietrzny, aby chronić korby przed „szokiem eksplozji”. Dostarczono cztery cylindry, aby zapewnić jednolitą pracę i możliwość rozwijania większej mocy.
Po zapoznaniu się z zasadą działania tego silnika cieplnego pojawia się silna ciekawość: w jaki sposób biznesmen nie posiadający wiedzy technicznej mógł samodzielnie wymyślić tak złożony i absurdalny projekt?
Otto przez długi czas majstrował przy swoim dziecku, ale nie był w stanie powstrzymać swojego temperamentu: wybuchowy charakter spalania mieszanki mocno obciążał części mechanizmu, a wynalazca nie był w stanie zapewnić płynnej i nieprzerwanej pracy silnika.
Jak później dowcipnie zauważył niemiecki inżynier G. Guldner: „...braki wiedzy i doświadczenia nie pozwoliły Otto ocenić początków sukcesu, a tak przyćmiły i tak bliski już cel jego wysiłków, że całkowicie stracił go z oczu i zboczył z obiecującej ścieżki, którą właśnie znalazł".
Uznając, że idzie w złym kierunku, w 1862 roku niespokojny wynalazca porzucił pomysł wstępnej kompresji, a w następnym roku wymyślił bardziej elastyczny silnik, działający na zupełnie innej zasadzie bez „kompresji” ” udar, który zgodnie z klasyfikacją tamtych lat nazwano „atmosferycznym”. Przyzwyczajony do ekstrawagancji klienta Conz zaprojektował tę maszynę dla ekscentrycznego biznesmena, którą Otto doprowadził do pewnej perfekcji, osiągając stabilną pracę. W istocie wynalazek był dalszym ulepszeniem maszyny prochowej Denisa Papina, zbudowanej w 1688 roku.
Wynalazca, zachwycony swoim sukcesem, pospieszył opatentować swoje dzieło w Anglii, Belgii, Francji i Niemczech w 1864 roku.
brzemienna decyzja
I wtedy Otto stanął przed wyborem swojej przyszłej ścieżki życiowej. Otworzyły się przed nim dwie drogi: mógł albo pozostać biznesmenem i skierować swoje wysiłki na handel patentami; lub rozpocząć produkcję i sprzedawać produkt końcowy - nowe silniki, jednocześnie zajmując się ich dalszym udoskonalaniem.
Nikolaus wybrał drugą drogę, nie wyobrażał sobie już życia bez ciągłego majstrowania przy mechanizmach. W takich okolicznościach 32-letni Nikolaus Otto dokonał zdecydowanego zwrotu w swoim losie i zdecydowanie wkroczył na trudną drogę prowadzącą od biznesmena do projektanta.
Otto nie był głupi, naprawdę ocenił swój poziom techniczny i zdał sobie sprawę, że sam nie jest w stanie przeprowadzić zaplanowanego biznesu, konieczne było zaangażowanie w przedsięwzięcie osób z wykształceniem technicznym. Los sprzyjał wynalazcy: w lutym 1864 roku poznał 31-letniego niemieckiego inżyniera Eugena Langena, który w tym czasie miał nie tylko duże doświadczenie produkcyjne w rafineriach, ale także liczne wynalazki, które przyniosły inżynierowi przyzwoite pieniądze. Langen w przeciwieństwie do Otto nie był entuzjastycznym marzycielem, podążał drogą stopniowego opanowywania technologii i widział w tej działalności nie tylko zaspokojenie potrzeb twórczych, ale także poprawę swojego dobrobytu materialnego.
W tym samym roku wspólnicy założyli firmę Otto & Co., która prawnie zapewniła twórcze połączenie tych dwóch utalentowanych osób, z których jedna tryskała pomysłami, a druga umiejętnie je realizowała.
Langen nigdy wcześniej nie pracował nad silnikami, ale wyszło to tylko na korzyść ogólnej sprawy – elastyczny umysł inżyniera, nieskrępowany ustalonymi schematami projektowymi, nigdy nie odrzucał czasami dość ekstrawaganckich pomysłów swojego towarzysza, zapisując je z góry jako fantazje. Wszystko zostało dokładnie przestudiowane i dwukrotnie sprawdzone. Ponadto Langen przekazał pieniądze na fundację nowej produkcji i został jej pierwszym reżyserem.
Następnie historia w jakiś sposób niezasłużenie zepchnęła Eugene’a Langena na dalszy plan, pozostawiając go w roli asystenta Ottona, co jest zasadniczo błędne. To byli dwaj towarzysze, którzy szli ramię w ramię i wspólnie zbudowali nową ścieżkę w globalnej budowie silników. Co więcej, to właśnie dzięki energii Langena i jego licznym powiązaniom w środowisku inżynierskim biznes zapoczątkowany przez jego wspólników nie umarł, choć czasami było o to blisko. A w literaturze technicznej z początku ubiegłego wieku wyniki ich wspólnych działań słusznie nazwano „silnikiem Otto-Langena”.
I tak w wynajętym warsztacie w Kolonii rozpoczęły się eksperymentalne prace rozwojowe, ale dopiero dwa lata później (1866–1867) dzięki wspólnym wysiłkom partnerów udało się sprzedać kilka „komercyjnych” silników atmosferycznych.
Tymczasem sytuacja finansowa firmy stawała się coraz gorsza, a widmo bankructwa wyraźnie zaczynało się wyłaniać. Pomimo dobrych właściwości silników nie udało się zorganizować ich masowej sprzedaży, w tamtych latach przemysł był jeszcze całkowicie zdominowany przez maszyny parowe i niedoskonałe silniki Lenoira, a pracownicy produkcyjni z powodu bezwładności myślenia nie spieszyli się zastąpić niskowydajne, ale sprawdzone silniki.
Wynalazcy musieli głośno ogłosić całemu światu swój nowy silnik cieplny, ale jak to zrobić, aby potencjalni nabywcy usłyszeli ich i przekonali się o przydatności wynalazku?
Szczęście i światowa sława
A potem towarzysze podejmują desperacki krok: wystawiają swoje dzieło na Drugiej Wystawie Światowej w 1867 roku, która odbyła się w Paryżu.
Ich silnik gazowy, będący w zasadzie dalszym ulepszeniem eksperymentalnego silnika konstrukcji Barsanti-Matteucci modelu 1854, został wykonany z pionowym cylindrem bez górnej pokrywy (głowicy). Na początku rozruchu tłok znajdował się na dnie cylindra. Uniesiony przez obrót koła zamachowego, uniósł się w górę i zassał pod sobą mieszaninę oświetlającego gazu i powietrza. Następnie w 1/10 swojego skoku suwak zamknął dopływ i jednocześnie otworzył „kanał zapłonowy”, w którym znajdował się palnik z otwartym płomieniem. W rezultacie bogata w gaz mieszanina natychmiast się zapaliła, a tłok wyleciał w górę w ciągu 0,2...0,3 sekundy.
Następnie ciśnienie atmosferyczne, próbując wyeliminować podciśnienie powstałe pod tłokiem, sprowadziło go w dół, a on powrócił do pierwotnego położenia (co dodatkowo ułatwiała jego grawitacja) i poprzez skomplikowany mechanizm, jakim było koło zębate, zębatka pionowa, sprzęgło sprzęgłowe i dodatkowe przekładnie dźwigniowe, powodowały obrót wału napędowego. Porównując ciśnienie w cylindrze z ciśnieniem atmosferycznym, zawór wydechowy otworzył się, a tłok odczepiając się od mechanizmu napędowego, pod wpływem grawitacji powoli opadał w dół i wypychał spaliny. Następnie zawór zamknął się, a tłok, który powrócił do pierwotnego położenia, został połączony za pomocą sprytnego mechanizmu sprzęgającego z kołem zamachowym, co pomogło mu rozpocząć kolejny cykl.
Mówiąc najprościej, maszyną był silnik gazowy, w którym wykonywano użyteczną pracę, gdy tłok poruszał się w dół, a gdy tłok poruszał się w górę, wał napędowy i koło były rozłączane i obracane na skutek bezwładności.
Co ciekawe, wynalazcy porzucili metodę zapalania mieszanki iskrą, stosowaną wcześniej przez Lenoira, na rzecz zapłonu z „palnika pilotowego” pracującego na tym samym gazie co silnik.
Z powyższego wynika, że silnik miał złożoną konstrukcję, składającą się z wielu biegów i niedoskonałego układu zapłonowego, nic więc dziwnego, że jego dystrybucja wiązała się z tak ogromnymi trudnościami.
Regulacja prędkości (mocy) w pierwszych egzemplarzach odbywała się poprzez zmniejszenie dopływu gazu, później dodano metodę zmiany składu mieszanki.
Ponieważ gorące gazy w silniku pełniły funkcję pomocniczą - podnosiły tłok do góry, a suw mocy odbywał się pod wpływem ciśnienia atmosferycznego, przeszedł on do historii jako pierwszy masowo produkowany atmosferyczny silnik spalinowy.
Estetycznie elegancka maszyna zrobiła na zwiedzających wystawę nieprzyjemne wrażenie: jej działaniu towarzyszył piekielny hałas i straszny ryk, wydawało się, że zaraz oszaleje i rozbije się na kawałki.
Otto i Langen na wystawie w pobliżu silnika cieplnego
I nie wiadomo, jaką drogą poszłaby światowa konstrukcja silników, gdyby jeden z członków jury, kolega Langena z technikum, Francuz Relo, nie zaproponował zorganizowania testów porównawczych prezentowanych na wystawie maszyn. Wprowadzono je do eksploatacji, pobrano charakterystyki i nagle niespodziewanie odkryto, że sprawność ekonomiczna maszyny Otto-Langena wynosi około 14%, podczas gdy w przypadku silników Lenoir nie przekracza 4,6%. Stwierdzono również, że nowy silnik zużywa 1 metra sześciennego gazu świetlnego do wytworzenia użytecznej pracy wynoszącej 0,8 KM na godzinę, a silniki Lenoira zużywają 3.
Liczby były nieubłagane, a jury składające się głównie z francuskich inżynierów, którzy historycznie nie lubili Niemców i wszystkich ich produktów, było zmuszone nazwać silnik atmosferyczny Otto-Langen najlepszym z 14 silników cieplnych prezentowanych na wystawie i przyznało mu złotą nagrodę medal.
Nieznani dotąd wynalazcy z dnia na dzień zasłynęli, ich firma zaczęła otrzymywać zamówienia i do końca 1867 roku udało im się zbudować i sprzedać 22 silniki. Partnerzy zaczęli oddychać spokojniej i niedaleko Kolonii, w małym miasteczku Deitz, założyli własną produkcję maszyn.
Nowa działalność przebiegała z wielkim trudem i wymagała znacznych środków, których stale brakowało. Aby zrealizować swoje plany, wspólnicy zmuszeni byli pozyskać do przedsiębiorstwa nowych wspólników, uczestniczących w przedsięwzięciu jedynie kapitałowo, co doprowadziło do powstania w styczniu 1872 roku Spółki Akcyjnej Gasmotoren-Fabrik Deutz (Fabryka Silników Gazowych Deutz). ), który czasami był nieformalnie nazywany „Otto-Deutz”.
Wynaleziony silnik okazał się niewygodny. Pionowo umieszczony cylinder i wysoki stojak wymagały podczas instalacji 1,5-litrowego silnika. Z. obecność stropów nie niższych niż 3,5 m. A ponieważ wraz ze wzrostem mocy zwiększały się gabaryty całego silnika, ograniczenie wysokości stropów istniejących obiektów produkcyjnych było naturalną barierą w zastosowaniu nowego silnika w dużych zakładach i fabryki. Czasem trzeba było nawet zrobić dziurę w suficie maszynowni i przełożyć przez nią szybującą szynę. Jednak w późniejszych silnikach komercyjnych zębatkę zastąpiono urządzeniem do bezpośredniego przenoszenia pracy tłoka na pasek napędowy.
Kolejną dużą wadą tej konstrukcji była jej mała moc - nie da się zbudować niezawodnych silników o mocy większej niż 3 KM. Z. przegrany.
I tak w świecie silników powoli ustalała się równowaga: w dużych przedsiębiorstwach mocno zadomowiły się silniki parowe, silniki Lenoir o mocy około 12 KM. Z. średnio oraz wolnossące silniki Otto-Langen o mocy 0,5...3 litrów. Z. (przy 40-100 obrotach wału na minutę) znajdują szerokie zastosowanie w drobnym przemyśle - drukarniach, warsztatach, a także jako silniki do pomp wodnych i zostały wyprodukowane w łącznej ilości ponad 1 sztuk.
Narodziny pierwszych masowo produkowanych silników 4-suwowych
Wkrótce z inicjatywy Langena Gottlieb Daimler został zaproszony na stanowisko dyrektora technicznego do nowej, szybko rozwijającej się produkcji, zabierając ze sobą młodego technika Wilhelma Maybacha.
To była druga fatalna decyzja w życiu Nikolausa: Daimler umiejętnie zabrał się do pracy, identyfikując główny cel, jakim jest zwiększenie niezawodności silnika i poprawa jakości wykonania. Nalegał na wymianę sprzętu, zwalniał nieostrożnych pracowników, zastąpił ich doświadczonymi rzemieślnikami i poinstruował Maybacha, aby skupił się na uproszczeniu konstrukcji silników.
Stopniowo fabryka utworzyła przyjazny, zgrany zespół utalentowanych niemieckich inżynierów i mechaników, zdolnych do rozwiązywania problemów technicznych o dowolnej złożoności.
A zadania te nie pojawiały się powoli...
Nowy biznes, jak dobrze naoliwiony silnik, szybko nabierał rozpędu, samochody z dnia na dzień stawały się coraz bardziej niezawodne, a zamówienia sypały się jak jesienne liście z drzew. Evgeniy Langen już dawno odszedł od działalności projektowej i zaczął skupiać się na rozwijaniu swojej działalności. Otto rzucił się w wir działalności handlowej firmy, zostając w zasadzie dyrektorem handlowym.
I wtedy nagle, niespodziewanie, okazało się, że powrót do zawodu, którego uczył się od dzieciństwa, nie przynosi satysfakcji, nie rozpala mózgu, jak iskra palna mieszanina, nie wprowadza duszy w stan wyjątkowego napięcia wszystkich siły twórcze, stan najwyższego poświęcenia. Uznany inżynier uparcie odmawiał zostania biznesmenem.
Gdy tylko nadeszła wolna chwila, ten szanowany 43-latek niczym chłopiec pobiegł do laboratorium doświadczalnego, aby szybko chwycić w dłonie swoje ulubione kawałki żelaza i po raz kolejny beznadziejnie poplamić olejem swój nowy, drogi garnitur - on nie mógł już żyć bez projektowania silników. Wszystkie jego myśli były stale związane z tym miejscem, gdzie powoli, ale systematycznie następowało dalsze udoskonalanie żelaznego silnika cieplnego obsługiwanego przez jego ręce.
I wtedy pewnego pięknego dnia 1874 roku z pamięci niespokojnego wynalazcy wypłynęła nagle wizja, jak 12 lat temu, będąc jeszcze młodym biznesmenem, zmagał się z czterosuwowym silnikiem, nie mogąc zrozumieć, dlaczego uparcie nie chciał on działać . Teraz okoliczności się zmieniły: Otto miał dobrą wiedzę techniczną i bogate doświadczenie praktyczne, a co najważniejsze, miał do dyspozycji zespół projektowy składający się z profesjonalnych konstruktorów silników.
Wynalazca postanowił spróbować ponownie, a jego pierwszym krokiem było odkrycie patentu nr 532 z dnia 4 sierpnia 1874 r. (o którym mowa poniżej).
Otto, 1876
Następnie zespół firmy otrzymał nowe ważne zadanie i zespół nie zawiódł.
W rezultacie w 1876 roku w wyniku wspólnej pracy Nikolausa Otto, Gottlieba Daimlera, Wilhelma Maybacha, Hermanna Schumma i wielu innych niemieckich mechaników, których nazwiska nie przeszły do historii, opracowano, zbudowano bardzo słynny silnik gazowy i przetestowany, co później wywołało takie zamieszanie w historii światowej budowy silników, a jego podstawowy schemat konstrukcyjny stał się podstawą rozwoju stosowanych dziś silników samochodowych.
Następnie, analizując część opisową patentu Otto nr 532 z 1877 r., badacze doszli do wniosku, że w tamtym czasie Otto nie zdawał sobie jeszcze sprawy z oczywistych korzyści płynących ze sprężania mieszanki palnej i wybrał czterosuwowy suw, aby poprawić jednolitość silnika. I dopiero po zbudowaniu pierwszych prototypów stało się jasne, że główną zaletą takiego rozwiązania technicznego nie jest wcale zrównoważenie, ale wzrost efektywności efektywnej do 17% dzięki skokowi wstępnego sprężania mieszanki palnej.
Tak czy inaczej, istnieje fakt historyczny: w wyniku intensywnej, dwuletniej pracy zgranego zespołu pod przewodnictwem N. Otto, w 1878 roku na Wystawie Światowej w Paryżu, nowy singiel- Pokazano czterocylindrowy silnik gazowy z zapłonem poprzez „przeniesienie płomienia”, który przeszedł do historii pod nazwą „nowy Otto”.
W odróżnieniu od poprzednio produkowanego silnika wolnossącego, nowy silnik posiadał poziomy cylinder, posiadał mechanizm korbowy typu wodzikowego (koło zamachowe wykonywało 4 obroty w 2 suwach), charakteryzował się obniżonym poziomem hałasu, dobrą płynnością pracy oraz znacznie większą „mocą jednostkową” .
Gaz do silnika doprowadzany był trzema rurkami: pierwsza zapewniała dopływ gazu w postaci ładunku gazowo-powietrznego zasysanego przez tłok do cylindra; drugi dostarczał gaz do zapalonego palnika znajdującego się na zewnątrz butli; trzeci dostarczał gaz do komory zapłonowej znajdującej się w szpuli. Sama ruchoma szpula była bardzo złożoną częścią i pełniła funkcje tworzenia mieszanki, zastępowała zawór wlotowy (który pojawił się znacznie później), a także posiadała komorę zapłonową, w której najpierw tworzyła się mieszanka wzbogacona w gaz, a następnie podczas ruchu szpuli mieszanina została zapalona przez płomień palnika, którego dalszy ruch związany był z cylindrem i spowodował zapalenie zawartej w niej ubogiej mieszanki gazowo-powietrznej. Taka była zasada „przenoszenia płomienia”, od której wzięła się nazwa układu zapłonowego tego typu.
Prędkość maszyny regulowano poprzez „pomijanie błysków” – regulator odśrodkowy zamykał zawór gazu, blokowano przepływ gazu, a tłok napędzał powietrze aż do momentu, gdy prędkość została zredukowana do wymaganej wartości.
Z dzisiejszej perspektywy taka konstrukcja wydaje się bardzo prymitywna, jednak w tamtych wczesnych latach silnik robił prawdziwą furorę, został uznany za największy wynalazek w budowie silników od czasów Watta i gloryfikował młodych projektantów zaangażowanych w jego tworzenie, otwierając się na przed nimi wielkie perspektywy.
Następnie młode orły Daimler i Maybach, wychowane w tym dużym gnieździe niemieckiej budowy silników, wzbiły się w niezależny lot i dały światu własne gaźnikowe silniki benzynowe, które reprezentują ostateczny rozwój pomysłów zawartych w silniku Otto Model z 1878 roku.
Później fabryka Otto-Deitz rozpoczęła produkcję kompaktowych pionowych silników gazowych o pojemności 0,17–0,5 litra. s., zwany „karłem” (Zwergmotor). Były proste, tanie, początkowo budowane bez szpuli z rozrządem i przeznaczone dla małych rzemieślników.
Seryjne silniki poziome modelu 1878 rozwijały moc 1–4 litrów. pp., ich najlepsza efektywność ekonomiczna wyniosła 12%. Uproszczony mechanizm przenoszenia siły z tłoka na wał nie zapobiegał już wzrostowi mocy ze względu na wzrost rozmiaru, a w 1880 r. fabryka oferowała już konsumentom silniki o mocy 15–20 koni mechanicznych, w 1880 r. - do 80, w 1889 r. - do 100, w 1893 r. - do 200 l. Z. i do 600 l. Z. - w 1898 r. Doświadczenia niezależnych ekspertów przeprowadzone na silnikach wyprodukowanych w 1886 roku wykazały, że ich sprawność wzrosła i wynosi 14...18% przy 140...180 obr/min.
Tym samym silniki Otto nie tylko wyparły z produkcji silniki Lenoira, ale zaczęły atakować silniki parowe na szerokim froncie.
Nieoczekiwany cios losu
Wydawać by się mogło, że teraz Nikolaus Otto może do końca swoich dni rozkoszować się ciepłymi promieniami zasłużonej sławy. Ale los chciał inaczej.
Chodziło o to, że prawa patentowe z tamtych lat nie służyły wyłącznie wnioskodawcy patentu na silnik. Patent stanowił mocny hamulec w twórczości innych wynalazców, którzy postanowili znacząco ulepszyć jego, czasem bardzo niedoskonałe dzieło, aż do całkowitego jego przerobienia. A potem dosłownie klaskali po rękach, przypominając, że w tej chwili takie działania można prowadzić jedynie za zgodą właściciela patentu. A on w najlepszym razie sprzedał swoją zgodę za przyzwoitą kwotę, a w najgorszym odmówił, aby utrzymać swój monopol.
Stało się tak w przypadku nowego silnika: Deitz Gas Engine Factory JSC nie tylko opatentowała konstrukcję silnika. W patencie nr 532 z dnia 4 sierpnia 1874 r. przeniesiona została sama firma Zasada działania 4-cyklowa, jak po raz pierwszy wymyślił Nikolaus Otto. Nikt nie miał prawa produkować żadnego silnika czterosuwowego bez zgody właściciela patentu.
Wywołało to gorzką niechęć inżynierów, którzy chcieli zaprojektować i opatentować bardziej zaawansowane technicznie silniki 4-suwowe niż bardzo prymitywny silnik Otto, a także rozwścieczyło konstruktorów maszyn, którzy chcieli produkować silniki czterosuwowe, na które było duże zapotrzebowanie.
W 1882 roku wściekli bojownicy antymonopolowi mieszkający w zjednoczonych Niemczech, Austrii, Anglii, Francji, Belgii i Włoszech złożyli pozwy kwestionujące prawa patentowe i przedstawili przed sądem dokument wyciągnięty z głębi historii, opublikowany w małym nakładzie (300 egzemplarzy) w 1861 r. broszura francuskiego inżyniera Alphonse'a Beau-de-Rochesa, w której szczegółowo rozpatrzono rozważania na temat niewątpliwych korzyści płynących z pracy silnika na 4 suwy ze wstępnym sprężaniem mieszanki palnej.
Co więcej, okazało się, że pierwszy sprawny czterosuwowy silnik gazowy zbudował w 1873 roku monachijski zegarmistrz H. Reitman. Wewnętrzny proces pracy tego silnika był całkowicie zgodny z procesem silnika Otto, który opatentował w 1877 roku, a konstrukcja silników bardzo się od siebie różniła. Samochód służył Reitmanowi przez prawie 8 lat jako silnik do wiertarek i frezarek i zadziwiał naocznych świadków spokojną pracą. Tyle, że zegarmistrz przez naiwność uznał swój silnik cieplny za zbyt niedoskonały, żeby go opatentować, a tym bardziej przechwalać się nim przed całą ludzkością.
W rezultacie 30 stycznia 1886 roku prawomocnym orzeczeniem sądu praca czterosuwowa stała się powszechną własnością technologii, co niewątpliwie przyniosło korzyści tylko przemysłowi silnikowemu i pozwoliło tym samym Daimlerowi i Maybachowi, którzy jeszcze w 1882 roku rozstali się z Langen i Otto, chcąc tworzyć z wolnej ręki i założyli własną firmę, w 1883 roku zaprojektowali pierwszy silnik benzynowy, a w 1900 roku zorganizowali masową produkcję samochodów z lekkimi, szybkoobrotowymi silnikami rozwijającymi się do 500–900 obr/min. (w ówczesnych silnikach za normalną uważano pracę przy 150–160 obr./min).
Tak czy inaczej, tak naprawdę wiadomo tylko jedno: Otto był bardzo zaniepokojony tym, co się stało i choć sprawy jego firmy nie ucierpiały zbytnio z powodu decyzji sądu, stan zdrowia wynalazcy był poważnie podważone. Trwające 4 lata batalie prawne, podczas których nieustannie oskarżano go o przywłaszczanie sobie cudzych pomysłów i konstruktywnych rozwiązań, mocno nadwyrężyły jego nerwy - po tym wynalazcy było przeznaczone żyć tylko 5 lat...
I dosłownie na tydzień przed śmiercią, 17–19 stycznia 1891 r., napisał swój ostatni list do swojego kolegi Langena, w którym szczegółowo przedstawił myśl, która przyszła mu kiedyś do głowy pod wpływem wspólnych rozmów z Beau de Rochasem z pracy proces silnika spalinowego, w którym tłok spręża się do 100 atmosfer czystego powietrza, następnie na początku 3-go suwu do cylindra wprowadzany jest stopniowo „strumień paliwa”, tak aby ostatecznie paliwo samoczynnie się zapala i spala przy stałej temperaturze ciśnienie.
Czyli Nikolaus Otto (jeśli wierzyć w autentyczność tego listu) do ostatnich dni życia myślał o udoskonalaniu silników i faktycznie wpadł na pomysł, który rok później, 20 lutego 1892 roku, nakreślił Rudolf Diesel w jego patent.
Ale 21 stycznia 1891 roku zmarł wynalazca, a wraz z nim jego pomysł, ponieważ Langen nie mógł zrozumieć jego wagi i uznał go za wynik zaćmienia umysłu umierającego człowieka...
Cóż, jak to często bywa, gdy tylko wynalazca zmarł, natychmiast został uznany za wielkiego. Dokładnie miesiąc po śmierci Ottona odbył się zjazd Niemieckiego Towarzystwa Inżynierów, na którym wynalazca został bardzo pochwalony, a nawet pośmiertnie otrzymał honorowy tytuł „Doktora Inżyniera”. Z jakiegoś powodu w 1892 roku Uniwersytet w Würzburgu przyznał mu honorowy tytuł doktora filozofii za „... wynalezienie silnika nazwanego jego imieniem i przynoszącego ogromne korzyści w przemyśle”.
Ku pamięci słynnego rodaka w Niemczech czterosuwowe silniki z wymuszonym zapłonem nadal nazywane są Ottomotor.
Cztery lata po śmierci Ottona zmarł jego przyjaciel i towarzysz broni Eugene Langen, a w 1900 roku spokojnie zmarł 78-letni Jean Etienne Lenoir, który nie słynął z głośnych skandalów i znacznie przeżył swoich młodszych kolegów, poświęcił ostatnie dziesięciolecia swojego życia całkowicie przyjemnemu lenistwu.
Tak zakończył się XIX wiek, tak burzliwy dla budowy silników...
Bibliografia:
Guldner G. Silniki gazowe, olejowe i inne silniki spalinowe. M., Drukarnia T-va I. N. Kushnerev and Co., 1907.
Shpanov N. Narodziny silnika. Państwowe Wydawnictwo Energetyczne. M., 1934.
informacja