Еще в 1860 году французский механик Этьен Ленуар построил первый образец газового двигателя. Современный инженер скажем вам, что двигатель Ленуара был двусторонним или, говоря иначе, двойного действия (рабочий процесс происходит с двух сторон поршня) и двухтактный, т. е. полный цикл работы поршня длится в течение двух его ходов. При первом ходе происходят впуск, воспламенение и расширение смеси в цилиндре (рабочий ход), а при втором ходе – выпуск отработавших газов.
Преимущества нового двигателя перед паровой машиной были налицо – он не требовал топки и котла, не надо было все время подбрасывать в топку дрова или уголь… Однако имелось и множество недостатков: газовый двигатель был тяжел, малоэкономичен и ненадежен. Быстро перегревавший двигатель требовал непрерывного охлаждения, на которое приходилось расходовать уйму воды – до 120 кубометров в час!
Сделать газовый двигатель более эффективным удалось в 1876 году коммерческому служащему Николаю-Августу Отто из Кёльна (Германия) совместно со своим помощником Евгением Лангеном. Изобретенный ими четырехтактный рабочий процесс – «цикл Отто» – сохранился до наших дней.
К недостаткам двигателя Отто относят его тихоходность и большую массу. Увеличение числа оборотов вала до 180 в минуту приводило к перебоям в работе и быстрому износу золотника. Большое давление в цилиндре требовало крепких кривошипного механизма и стенок цилиндра, поэтому масса двигателя была очень большой – иной раз до полутонны…
Кроме того, для размещения запаса газа нужен был огромный резервуар, который надо было куда-то поместить. Да еще потом и опасаться, как бы он не взорвался…
Поэтому газовый двигатель Отто оказался все же непригоден для установки на автомобиль, использовался лишь в стационарных условиях.
ДВС для транспорта – быстроходный, легкий и компактный, работающий на более практичном жидком топливе, – придумали и построили технический директор завода Отто в Дойце Готлиб Даймлер и его ближайший сотрудник Вильгельм Майбах, позднее основавшие собственную фирму.
Впрочем, их первый двигатель годился и для транспортного, и для стационарного применения, работал на газе и на бензине. Но все позднейшие конструкции рассчитаны исключительно на жидкое топливо – бензин.
Большую частоту вращения вала двигателя, обеспечиваемую, в частности, интенсивным воспламенением смеси, Даймлер справедливо считал главным показателем работы двигателя на транспортной машине. Она была в 4–5 раз больше, чем у газовых двигателей, и достигала 450–900 об/мин. Соответственно могла быть уменьшена и масса.
К этим штрихам добавим закрытый картер (кожух) двигателя, заполненный смазочным маслом и защищавший подвижные части от пыли и грязи. Охлаждению воды в окружающей двигатель «рубашке» способствовал пластинчатый радиатор. Для пуска двигателя служила заводная рукоятка… Теперь имелось все необходимое для создания легкого самодвижущегося экипажа – автомобиля.
К сказанному добавим, что 18 марта 1858 года родился еще один немецкий изобретатель, сделавший для автомобилестроения не меньше, чем Карл Бенц или Готлиб Даймлер. Звали его Рудольф Дизель. Он появился на свет в немецкой семье, эмигрировавшей во Францию. В 1870 году из-за начавшейся франко-прусской войны семью будущего изобретателя выслали в Англию. Оттуда для получения образования родители отправили Рудольфа в Германию, сначала в Аугсбург, а затем в Мюнхен в Высшую техническую школу, которую он окончил с отличием. Большой удачей для Дизеля стало покровительство известного инженера Карла фон Линде, устроившего своего протеже в 1880 году на работу в парижское отделение своей фирмы.