Николаус Август Отто (10 июня 1832 – 26 января 1891) был немецким инженером, который успешно разработал двигатель внутреннего сгорания со сжатым зарядом, работающий на нефтяном газе и приведший к появлению современного двигателя внутреннего сгорания. Ассоциация немецких инженеров (VDI) создала стандарт DIN 1940, который гласит: «Двигатель Отто: двигатель внутреннего сгорания, в котором воспламенение сжатой топливно-воздушной смеси инициируется синхронизированной искрой», который с тех пор применяется ко всем двигателям этого типа. [1] [2]
Николаус Август Отто родился 10 июня 1832 года [3] в Хольцхаузене-ан-дер-Хайде , Германия. [4] Он был младшим из шести детей. Его отец умер в 1832 году. Он начал учиться в школе в 1838 году. После шести лет хорошей успеваемости он перешел в среднюю школу в Лангеншвальбахе [5] до 1848 года. Он не закончил свое обучение, но был отмечен за хорошую успеваемость.
Его основным интересом в школе были наука и технологии, но он окончил ее после трех лет работы в качестве подмастерья в небольшой торговой компании. После завершения ученичества он переехал во Франкфурт, где работал у Филиппа Якоба Линдхаймера в качестве продавца колониальных товаров и сельскохозяйственной продукции (он был продавцом бакалеи). Отто работал в различных компаниях, сначала в IC Alpeter, а затем в 1860 году у Карла Мертенса. Он путешествовал по Западной Германии и продавал колониальные товары — кофе, чай, рис и сахар. [2]
Поздней осенью 1860 года Отто и его брат узнали о новом газовом ( осветительном ) двигателе, который построил в Париже Жан Жозеф Этьен Ленуар . [2] Братья построили копию двигателя Ленуара и в январе 1861 года подали заявку на патент на жидкотопливный двигатель, основанный на двигателе Ленуара (газовом), в прусское министерство торговли, но она была отклонена.
Отто знал о концепции сжатого топливного заряда и попытался сделать двигатель, использующий этот принцип, в 1861 году. Он проработал всего несколько минут, прежде чем сломался. Брат Отто отказался от этой концепции, в результате чего Отто стал искать помощь в другом месте. [2] [3]
С 1862 по 1863 год Отто экспериментировал с помощью механика из Кельна Михаэля Дж. Зонса, пытаясь улучшить двигатель. Испытывая нехватку средств, в 1862 году Отто работал на Карла Мертенса, чтобы продолжить работу над своим двигателем. [2]
В начале 1864 года Отто искал инвесторов для финансирования своих исследований. Он нашел Ойгена Лангена , чей отец был сахарным промышленником. Вместе они вступили в партнерство 31 марта 1864 года и назвали его NA Otto & Cie в Кельне. Это была первая в мире компания, полностью сосредоточенная на проектировании и производстве двигателей внутреннего сгорания. [2]
Двигатель Отто и Лангена 1864 года был атмосферным двигателем со свободным поршнем (взрыв газа использовался для создания вакуума, а энергия исходила от атмосферного давления, возвращающего поршень). Он потреблял меньше половины газа атмосферных двигателей Ленуара и Хьюгона, поэтому имел коммерческий успех. Двигатель Ленуара был двигателем двойного действия. По сути, эти двигатели представляют собой паровой двигатель, измененный для работы на светильном газе. Двигатели итальянских изобретателей Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи в их британском патенте № 1625 от 1857 года были построены и находятся в музее. В отличие от двигателя Отто, это двухтактные атмосферные двигатели, которые никоим образом не сопоставимы.
Несмотря на весь свой коммерческий успех, а к 1875 году компания производила 634 двигателя в год [6] , двигатель Отто и Лангена зашел в технический тупик как атмосферный двигатель: он выдавал всего 3 л. с. (2,2 кВт ; 3,0 л. с .), но для работы требовалось пространство над головой в 10–13 футов (3,0–4,0 м). [7]
Отто обратил внимание на четырехтактный цикл, с которым он потерпел неудачу в 1862 году. [8] Во многом благодаря усилиям Франца Рингса и Германа Шумма, которых привел в компанию Готлиб Даймлер, Отто удалось создать четырехтактный двигатель со сжатым зарядом. [7] Именно к этому двигателю (бесшумный двигатель Отто), а не к двигателю Отто и Лангена, относится «цикл Отто». Это был первый коммерчески успешный двигатель, в котором использовалось сжатие в цилиндре. Двигатель Рингса-Шумма появился осенью 1876 года и сразу же стал успешным. [7]
Подводя итог, можно сказать, что двигатель Отто, который является предшественником современного двигателя, как указано VDI, является четвертой разработкой Отто. Он построил следующие двигатели:
Отто женился на Анне Госси, и у пары было семеро зарегистрированных детей. Его сын Густав Отто вырос и стал авиастроителем.
Двигатель Отто был разработан как стационарный двигатель, и в работе двигателя ход представляет собой движение поршня в цилиндре вверх или вниз. При использовании позже в адаптированной форме в качестве автомобильного двигателя задействованы четыре такта:
Отто продавал свой двигатель только как стационарный.
Отто получил много патентов от нескольких разных стран и на несколько различных функций. Когда его бывший менеджер Готлиб Даймлер захотел построить небольшие двигатели для транспорта, Отто не проявил интереса. Даймлер ушел и забрал с собой Майбаха. Даймлер не хотел платить гонорары Отто ( Deutz AG ) и поэтому нанял юриста, чтобы найти решение. Юрист нашел патент на концепцию четырехтактного двигателя, который был выдан Бо де Роша , французскому инженеру, в 1862 году. Это привело к тому, что Отто потерял один из своих патентов и позволил Даймлеру продавать свои двигатели в Германии без выплаты гонораров. Ни Отто, ни Даймлер не знали о патенте Роша. Роша никогда не строил двигатель. Вполне вероятно, что он не мог этого сделать. [9]
Несколько изобретений, которые иногда упоминаются как предшествующие двигателю Отто, такие как Маркус, Барсанти и т. д., предназначены для двухтактных атмосферных двигателей, которые не сжимают топливный заряд. Атмосферный двигатель Отто не является типом двигателя Отто VDI (и других ассоциаций). Единственными значительными двигателями были двигатели Ленуара. Его двигатели были первыми, которые пошли в серийное производство. В конечном итоге Ленуар продал около 700 двигателей.
За 17 лет после внедрения было произведено более 50 000 двигателей. [10]
За свои двигатели Отто получил многочисленные награды.