История появления двигателя внутреннего сгорания

В 1886 г. немецкие инженеры Даймлер и Бенц независимо друг от друга получили патенты на свои самодвижущие экипажи. Мир встретил эти повозки достаточно равнодушно. Подумаешь, видели мы уже такое!
Четырехколесные самодвижущиеся повозки, т.е. автомобили, были европейцам не в новинку. Еще в 20-е гг. XIX в. в Англии существовали паровые дилижансы, а к 70 гг. этого века появились тягачи, и даже легковые автомобили с паровыми двигателями. Но широкого распространения они не получили – были неудобны в эксплуатации. Поэтому очередные «автомобили» никого не удивили. Кто ж знал, что буквально через 10 лет эта вонючая «керосинка», т.е.  автомобиль с двигателем внутреннего сгорания,  станет таким востребованным, что возникнет специальная отрасль машиностроения – автомобилестроение. И произойдет это благодаря усовершенствованным Даймлером и Бенцем двигателям внутреннего сгорания, удобным и простым в эксплуатации. Но путь к этим двигателям был долгим.
Начался он в 1794 г. Английский изобретатель Роберт Стрит получил в Англии патент на атмосферный двигатель. Работал он на терпентине или спирте. Жидкость наливали на дно вертикального цилиндра, при нагреве она испарялась, ее пары смешивались с воздухом. После воспламенения горючей смеси продукты сгорания поднимали поршень и совершали работу.
В 1799 г. Французский инженер Филипп Лебон пришел к выводу, что пар можно заменить горючим газом, который можно поджечь в нужный момент электрической искрой. Двигатель Лебон не построил, зато придумал новый, газовый способ освещения и нашел способ получения светильного газа. 
Спустя 8 лет, в 1807 г. заявку на «использование взрыва светильного газа или иных взрывающихся материалов как источника энергии в двигателе подал швейцарец Исаак де Риваз. Ни Лебон, ни де Риваз так и не воплотили своих идей в конкретных конструкциях.
Удалось это сделать пастору Роберту Стирлингу. В 1816 г. он получил патент, а с 1818 г. началось изготовление его машин. Машины Стирлинга использовались на мелких фабриках и в мастерских, где невозможно было поставить громоздкую паровую машину. С ее помощью действовали водяные насосы, воздуходувки и станки. Стирлинг совершенствуя свои машины, получил еще 2 патента, в 1827 и 1840 гг.
В 1823 г. англичанин Самуэль Браун, построил газовый двигатель внутреннего сгорания, работавший на светильном газе. Получил ли он какое-то распространение – неизвестно.
О газовом двигателе англичанина Дрейка сказано, что автор получил патент на него в 1842 г. за № 562, что у двигателя было калильное зажигание, т.е. газовая смесь загоралась от раскаленной чугунной трубки, сообщающейся с цилиндром в середине хода поршня. Позднее двигатель приспособили под керосин.
Англичанин Сесиль первым предложил использовать водород. Еще в 1820 г. А сделал его и получил патент в 1841 г. его соотечественник изобретатель Джеймс Джонстон.  Двигатель работал на опаснейшей смеси водорода с кислородом.
 Подобный двигатель в 1852 г. применил на своем дирижабле паровозный механик француз Анри Жиффар. Топливом двигателя его дирижабля был водород. 
В ресторане парижского предместья Сен-Дени в 50-е гг. XIX в. работал официантом Жак Ленуар. Посетители ресторана были молодые ремесленники и промышленники, бурно обсуждавшие за едой новинки техники. Ленуар вникал в суть этих новшеств, стремился понять, как они работают. Вскоре он бросил работу в ресторане, решив открыть собственное дело.
Для мастерской Ленуару требовался механический двигатель. Паровой его не устраивал из-за больших размеров, да и не хотелось нанимать лишних рабочих – кочегара и машиниста. Знаний у него было маловато, зато были огромное желание и смекалка. Ленуар отправился в архивы,  чтобы просмотреть патенты машин. У своих предшественников он взял самое лучшее, что позволило ему избавиться от самых громоздких частей паровой машины - котла и топки и создать качественно новую машину. В 1860 г. Ленуар получил патент на свое детище. Это был двухтактный двигатель с электрическим зажиганием (2 электрические свечи были ввернуты в крышки цилиндра), на валу двигателя был вмонтирован эксцентрик, игравший роль золотника. Золотник управлял впуском и выпуском. При рабочем ходе поршня происходил впуск, воспламенение и расширение смеси в цилиндре, а при обратном ходе – выпуск отработанных газов. Его масса оказалась ненамного меньше существующих паровых двигателей. Несмотря на массу недостатков, промышленников привлекла его компактность. Это обеспечило Ленуару высокий уровень продаж этого мотора и коммерческий успех его предприятию. 
 Появление двигателя Ленуара сопровождалось шумихой в газетах. Наверно, это была одна из первых рекламных компаний. Тридцатилетний житель Кельна, продавец по профессии, Николаус Отто, прочитав в газетах о новом двигателе, решил создать универсальный газовый двигатель, который бы мог вытеснить паровые.
Днем он был в лавке, а вечером работал над двигателем. Отто устранил главный недостаток двигателя Ленуара – недостаточное давление воспламеняющейся жидкости. В 1864 г. была образована компания «Отто и К°», а в 1877 г. Отто получил патент на принципиально новый двигатель внутреннего сгорания с привычным нам  4-тактным рабочим циклом: впуск-сжатие-расширение-выпуск.
Габариты двигателя Отто (высота 3м.!) не оставляли надежд для конструкторов приспособить его вместо парового двигателя на автомобиль. Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах, работали на заводе Отто и предлагали новый подход. Не получив поддержки хозяев завода, они покинули завод. Работая самостоятельно, они решают перейти к жидкому топливу. Даймлер специально ездил в Россию, чтобы найти подходящее. Остановился он на бензине, самом легком и теплоемком. В 1883 г. Даймлер и Майбах установили одноцилиндровый 4-тактный двигатель на велосипед. Испытание было успешным, но на испытателе (это был сын Даймлера) загорелись штаны… Даймлер решил, что это направление тупиковое и больше не строил мотоциклы. В 1886 г.  друзья установили свой двигатель на карету. Маленький двигатель, умещавшийся в пространстве между пассажирами давал такую же мощность, как и двигатель Отто!
Таким же путем шел Карл Бенц, механик, владелец небольшой велосипедной мастерской. Свои двигатели он разрабатывает под бензин. С 1883 г. начинает продавать двухтактные двигатели (таков был вначале его патент). А в 1885 г. появляется знаменитый 4-тактный двигатель Бенца, который он специально делал для установки на автомобиль.