一文讲解“奥托式发动机” 谁发明了汽车


内燃机以及汽车的发明是一段很难说清的历史,在科技史上,常常有同一发明被不同科学家同步发明出来的例子,最后成就到底属于谁,就要看谁的贡献大,而不是谁想得早 。
在发明内燃机的这些人中,首先值得一提的是比利时工程师艾蒂安·勒努瓦,1860年,他以蒸汽机为蓝本,发明了一台可实用的内燃机,获得了专利并批量地生产了 。但是勒努瓦内燃机的效率仅有2%~3%,因此在商业上没有竞争力,对后世的内燃机也没有产生太大的影响 。

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蒂安·勒努瓦
今天我们使用的各种内燃机,它的发明者另有其人,就是在热机这个领域大家经常要提到的奥托 。内燃机做功的过程被称为“奥托循环”,今天汽车用的发动机和很多其他的内燃机,都被称为“奥托式发动机”,他的名字便永远地和内燃机联系在一起了 。
奥托的全名是尼古拉斯·奥托,他是19世纪下半叶德国的工程师和发明家 。奥托制造并改进了压缩四冲程内燃机 。奥托内燃机的能量转化率很高,超过了10%,高于当时效率最高的蒸汽机(8%),因此在随后的17年里,他卖出了5万多台四冲程内燃机,而更早发明内燃机的勒努瓦一辈子只卖出700台 。

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奥托式发动机
更重要的是奥托内燃机催生了后来汽车、飞机和很多其他机械发动机 。事实上,早在奥托之前,法国工程师已经提出了内燃机的四冲程循环理论,只不过没有引起人们的注意 。是奥托重新研发、制造并改进了四冲程内燃机 。
因此,奥托在内燃机上的发明具有革命性,理应获得专利,而德国一开始也确实授予了他专利,但是这项专利不久就被他的一个同事、德国另一位大发明家戴姆勒给推翻了 。戴姆勒这个举动背后的目的是想将来另立门户,独立研发新的发动机,担心奥托的那些专利阻碍自己的事业发展 。
在奥托的那个年代,总能找到一些类似于奥托的发明,因此戴姆勒做到这一点并不难 。从这件事可以看出,很多重大发明常常是技术进步顺其自然涌现出来的结果,天才在其中的作用固然很大,但是并非少了一两个天才,发明就不会出现 。

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在专利被推翻之后,奥托干脆放弃了几十项内燃机相关的专利,这使得内燃机技术得以在全世界普及并迅速被改进 。需要指出的是,虽然奥托放弃了所有内燃机的专利,但他的生意并没有受到什么影响,他的发动机还是卖到了欧洲各地 。
此外,放弃专利也没有影响奥托在当时人们心目中和他后来在历史上的崇高地位 。这也是今天把各种内燃机统称为“奥托式发动机”的一个原因 。直到1939年第一架喷气式飞机飞上蓝天之前,所有飞机使用的都是奥托四冲程内燃机 。

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在奥托还活着的时候,在德国就已经备受尊敬了 。今天,欧洲和美国在评选最有影响力的历史人物时,总会把奥托排在前100名 。奥托的一个儿子古斯塔夫·奥托后来子承父业,创办了德国最早的飞机制造公司,后来又逐步转型,变成了今天的宝马汽车公司 。
奥托当时想发展的是固定的、大型的,在工厂里取代蒸汽机的内燃机 。而他的两个同事,戴姆勒和迈巴赫,想制造适用范围更广的小型内燃机,他们于是产生了分歧并分道扬镳了 。
戴姆勒和迈巴赫随后创办了自己的公司,开始了发明汽车的事业 。二人在1883年发明了直接燃烧汽油的小型内燃机,并获得了专利 。两年后也就是1885年,他们发明了被称为“老爷钟”的实用内燃机(因为它形似大摆钟)并且装到了一辆自行车上,证明了采用内燃机驱动交通工具的可能性 。

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最早的由内燃机驱动的交通工具
当然这种内燃机由于功力太小(只有0.5马力),还不足以驱动汽车,不过一年后(1886年),戴姆勒成功地制造出世界上第一辆使用汽油内燃机的四轮汽车,并且在年初获得了专利 。
戴姆勒和迈巴赫当时并不知道距离他们仅仅60英里的地方,一个叫卡尔?本茨的工程师也在做同样的工作——改进内燃机和发明汽车 。本茨将自行车的后轮改成并行的两个轮子,将一台奥托内燃机置于后轴上,造出了全世界第一辆使用汽油内燃机的汽车 。也就是说,本茨的车比戴姆勒和迈巴赫的车,多了一个轮子 。