Czy wiesz, że…
Historia już wiele razy pokazywała, że geniusze, którzy zmieniają technologiczne oblicze świata, niekoniecznie kończą szkoły i mają zaplecze w postaci pieniędzy lub koneksji. Idealnym tego przykładem jest Nicolaus August Otto, wynalazca 4-suwowego silnika o zapłonie iskrowym. Na początku drogi jego nazwisko znane było tylko właścicielom małego sklepu. A kilkadziesiąt lat później umieszczono je na najpopularniejszym silniku iskrowym na świecie.
Nicolaus August Otto urodził się w roku 1832 w niemieckiej miejscowości Holzhausen. Przyszedł na świat jako syn biednego rolnika i to między innymi ze względu na brak środków do życia, zamiast zająć się edukacją – był zmuszony pracować już od 16. roku życia. Początkowo zarabiał na utrzymanie pracując w sklepie, potem jako urzędnik, a następnie komiwojażer.
Braki w wykształceniu i brak ukończonej szkoły technicznej nie przeszkodziły jednak Otto w snuciu marzeń o stworzeniu wielkich rzeczy. Był samoukiem i w przerwach między pracą wytrwale pracował nad swoimi pierwszymi projektami, które zaowocowały spektakularnym sukcesem.
Mimo ogromnego talentu i potencjału, pierwsze prace nad 4-suwowymi silnikami spalinowymi rozpoczął w roku 1862. Wówczas miał 30 lat, a więc jak na zdolnego samouka – „wystartował” całkiem późno. Zwłaszcza, że pierwsze sukcesy miały przyjść dopiero kilkanaście lat później.
W swojej pracy Otto inspirował się najlepszymi, między innymi Alphonsem Eugènem Beau de Rochas, który obmyślił wstępne sprężanie mieszanki paliwowo-powietrznej przed jej zapłonem – była to odpowiedź na rozwiązania Francuza Etienne’a Lenoira.
Ponadto, gdy na rynek wkroczył pierwszy silnik gazowy, Otto przeprowadził szczegółową jego analizę i doszedł do wniosku, że silnik miałby znacznie bogatsze spektrum zastosowań, gdyby źródłem zasilania byłyby paliwa płynne.
Na podstawie tego wniosku, rozpoczął pracę nad takim gaźnikiem, który umożliwiłby stosowanie innej mieszanki paliwowej. Niestety urząd patentowy oddalił jego wniosek, bo podobno projekt był zbyt podobny do wynalazku Lenoira. Nie zniechęciło to jednak wynalazcy do dalszych poszukiwań.
Pierwsze powody do dumy
W 1864 roku Otto poznał inżyniera Eugena Langena, który był pod dużym wrażeniem jego osiągnięć. Właśnie dlatego zaproponował mu prowadzenie wspólnej firmy. Plan szybko wcielono w życie, bo fabryka N. A. Otto & Cie. powstała jeszcze w tym samym roku. Przedsiębiorstwo specjalizowało się w rozwijaniu silników spalinowych budowanych w oparciu o rozwiązanie Lenoira.
Wspólnicy dążyli do udoskonalenia tej technologii – co się udało. Ich ulepszony silnik atmosferyczny ze swobodnym tłokiem (opatentowany w 1866 roku) zużywał mniej paliwa niż silniki wzorowane na konstrukcji francuskiego wynalazcy.
Nowatorska jednostka nie bazowała na mechanizmie korbowym, a ruch posuwisty tłoka zmieniał się na ruch obrotowy przy wykorzystaniu mechanizmu zębatkowego. Był to pierwszy sukces – oryginalny silnik N. A. Otto & Cie. otrzymał nagrodą Grand Prix na Wystawie Światowej w Paryżu w 1867 roku.
To właśnie ta nagrodzona jednostka napędowa zaowocowała komercyjnym sukcesem fabryki, która do 1878 roku wyprodukowała ok. 2650 silników nowego typu.
Aż 14 lat – tyle czasu poświęconego na badania i rozwój zajęło Nicolausowi Otto wynalezienie rewolucyjnego rozwiązania technicznego, z którego korzysta się także współcześnie. Oficjalnie 9 maja 1876 roku powstał pierwszy silnik o zapłonie iskrowym, a został on opatentowany rok później.
Co wyróżniało silnik na tle innych? Paliwem cały czas pozostawał gaz świetlny – podobnie jak w innych pionierskich XIX-wiecznych konstrukcjach. Natomiast mieszanka paliwowo-powietrzna sprężała się tam wstępnie jeszcze przed zapłonem, dzięki czemu spalanie przebiegało łagodniej niż w silniku atmosferycznym, zaś ciśnienie gazów spalinowych oddziaływało na tłok, przez dłuższy czas gwarantując lepszą sprawność. Przy czym zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej odbywał się za pomocą iskry elektrycznej.
Kolejną małą rewolucję przyniósł rok 1884. To właśnie wtedy firma Otto opracowała gaźnik i zapłon elektryczny, dzięki czemu innowacyjne silniki 4-suwowe mogły być zasilane paliwami ciekłym. W efekcie można było odtąd wykorzystywać je szeroko w transporcie.
Prawdziwą niespodzianką od losu było to, że Nicolaus August Otto, który nie ukończył szkoły technicznej ani uniwersytetu, otrzymał doktorat honoris causa na wydziale filozoficznym uniwersytetu w Würzburg.
W tej ciekawej historii nie brak paradoksów. Otóż mimo ogromnego sukcesu i innowacyjnego podejścia, Nikolaus August Otto w 1886 roku stracił prawa do patentu na swój silnik. W sądzie udowodniono, że 24 lata wcześniej pewien francuski konstruktor stworzył podobny mechanizm, który nie został wypuszczony na rynek.
Ten fakt przyczynił się do intensywnego rozwoju przemysłu silnikowego i motoryzacyjnego na przełomie XIX i XX wieku – przedsiębiorcy specjalizujący się w produkcji silnikach, otrzymali impuls do dalszych prac. Bazowano natomiast na tych mechanizmach, które już zostały opracowane w fabryce Deutz.
I choć na przestrzeni kolejnych dziesięcioleci silniki iskrowe przeszły ogromną zmianę, to gdyby nie konstrukcja stworzona przez Otto, świat motoryzacji wyglądałby inaczej.
Sposób działania 4-suwowego silnika o zapłonie iskrowym jest wciąż wykorzystywany we współczesnych samochodach. Z kolei popularny czterosuwowy cykl gazowego silnika stacjonarnego nazywa się na cześć twórcy „cykl Otto”.
Znane od pokoleń silniki benzynowe Otto, z zapłonem iskrowym i posuwisto-zwrotnym ruchem tłoka, zaliczane są do grupy podstawowych źródeł napędu w świecie współczesnej motoryzacji i nic nie wskazuje na to, by miało się to zmienić w najbliższym czasie.
To, że dzisiejszej silniki w samochodach osobowych bazują na patencie sprzed ponad 100 lat, najlepiej świadczy o niezawodności wynalazku niemieckiego konstruktora.
Trzeba jednak podkreślić, że nie tylko auta osobowe korzystają z tego rozwiązania, bo silnik Otto jest urządzeniem wszechstronnym – znajduje zastosowanie także w przemyśle, lotnictwie i marynistyce. Ponadto używa się go do napędu motocykli.
Nie tylko innowacyjny silnik stanowi spuściznę po niemieckim wynalazcy-samouku. Jego firma funkcjonuje dziś w Kolonii pod nazwą Deutz AG i jest to najstarszy producent silników spalinowych na świecie.
Niedawno przedsiębiorstwo oddało hołd genialnemu konstruktorowi, prezentując prototyp eksperymentalnej jednostki napędowej DiesOtto. To symboliczne zwieńczenie pięknej i inspirującej historii, która do dziś fascynuje wielbicieli motoryzacji.
Wykorzystany w artykule portret Henry’ego Forda – przeniesiony z https://commons.wikimedia.org/wiki/Nikolaus_Otto#/media/File:Nicolaus-August-Otto.jpg
