오토 엔진

Otto engine
이 기사는 정지해 있는 엔진에 관한 것입니다.관련된 열역학 원리에 대한 설명은 오토 사이클을 참조하십시오.
이것은 미네소타주 롤락에서 열리는 웨스턴 미네소타 증기 탈곡기 재결합(WMTR)에서 오토 엔진이 작동하는 모습을 담은 영상입니다.(2분 16초, 320x240, 340kbit/s 비디오)

오토 엔진은 독일 니콜라우스 오토가 설계한 대형 1기통 내연 4행정 엔진이었다.그것은 낮은 RPM 기계였고, 오토가 설계한 오토 사이클 때문에 2회 스트로크마다 발사되었다.

종류들

세 가지 종류의 내연기관은 독일의 발명가 니콜라우스 오토와 그의 파트너인 외젠 랑겐에 의해 설계되었다.그 모델은 고장난 1862 압축 엔진, 1864년식 대기 엔진, 그리고 오늘날 가솔린 엔진으로 알려진 1876년식 오토 사이클 엔진이었다.Otto는 운송에 관심이 없었기 때문에 엔진은 처음에는 고정 설치에 사용되었습니다.다임러와 같은 다른 제조사들은 운송용으로 [1][2][3]오토 엔진을 완성했다.

타임라인

1860년식 레누아르 엔진

니콜라우스 아우구스트 오토는 젊은 시절 식료품 가게의 외판원이었다.여행 중에 그는 벨기에 국외 거주자인 Jean Joseph Tienne Lenoir가 파리에서 만든 내연기관을 만났다.1860년 Lenoir는 4%의 효율로 조명 가스로 작동하는 복동 엔진을 만드는 데 성공했습니다.18리터 레누아르 엔진은 2마력밖에 낼 수 없었다.

1861년 레누아르 엔진의 복제품을 테스트하면서 Otto는 압축이 연료비에 미치는 영향을 알게 되었습니다.1862년 오토는 레누아르 엔진의 낮은 효율성과 신뢰성을 개선하기 위해 엔진을 생산하려고 시도했다.그는 점화 전에 연료 혼합물을 압축하는 엔진을 만들려고 했지만, 엔진이 파괴되기 몇 분 전에 작동하기 때문에 실패했습니다.많은 엔지니어들 또한 문제를 해결하려고 노력했지만 [4]성공하지 못했다.

1864년 Otto와 Eugen Langen은 최초의 내연기관 생산 회사 NA Otto와 Cie(NA Otto and Company)를 설립했습니다.오토와 시에는 같은 [4]해에 성공적인 대기 엔진을 만드는 데 성공했다.

공장은 공간이 부족하여 1869년 독일 도이츠(Deutz)로 이전하여 회사 이름을 가스 엔진 제조 회사(Gasmotoren-Fabrik Deutz)[4]로 변경하였다.

Gottlieb Daimler는 기술 디렉터였고 Wilhelm Maybach는 엔진 설계 책임자였다.다임러는 이전에 [5]레누아르 엔진에도 일한 적이 있는 총기공이었다.

1867년 오토/랑겐 대기 엔진

1876년까지 오토와 랑겐은 지금까지 만들어진 어떤 엔진보다 훨씬 높은 효율을 위해 연소 전에 혼합 연료를 압축하는 최초의 내연기관을 만드는 데 성공했습니다.

대기 엔진

대기 엔진의 첫 번째 버전은 Eugen Langen의 디자인인 홈이 파인 기둥 디자인을 사용했습니다.대기식 엔진은 피스톤의 선형 운동을 회전 운동으로 변환하기 위해 랙 및 피니언을 사용하여 위쪽으로 동력 스트로크를 전달합니다.이 엔진의 팽창비는 1860년식 레누아르 엔진보다 훨씬 효과적이었고 엔진의 효율이 뛰어났습니다.

레누아르 엔진은 연료/혼합물을 압축하지 않고 연료를 연소시키는 엔진이었다.Otto/Langen 대기 엔진은 12%의 효율로 작동했으며 80RPM에서 0.5hp(0.37kW; 0.51PS)의 출력을 보였습니다.1867년 파리에서 열린 만국박람회에서 레누아르 엔진의 효율을 쉽게 이기고 금메달을 따면서 추가 연구에 자금을 댄 생산과 판매의 길을 열었다.

첫 번째 버전에서는 프레임을 사용하여 랙을 안정시켰습니다.이것은 설계가 단순화되었기 때문에 곧 없어졌다.이후 엔진은 홈이 패인 실린더도 필요 없게 되었다.대기 엔진은 가스 불꽃 점화 시스템을 사용했으며 출력 크기는 0.25~3hp(0.19~2.24kW, 0.25~3.04PS)였습니다.

1872년 N.A.에서.오토앤씨에는 가스모토렌-파브리크 도이츠(Gasmotoren-Fabrik Deutz)로 재편됐고 경영진은 오토마저 제치고 다임러를 공장장으로, 8월 마이바흐를 수석디자이너로 [6]영입했다.다임러는 가까스로 생산을 개선했지만 오토의 수직 피스톤 설계의 약점과 대기 엔진에 대한 다임러의 고집으로 인해 회사는 [7]난관에 봉착했다.

1875년까지 [7]매년 634개의 엔진을 생산한 오토와 랭겐 엔진은 기술적인 막다른 골목에 다다랐습니다.오토와 랭겐 엔진은 3마력(2.2kW, 3.0PS)의 출력에 불과했지만 작동에는 [7]10-13피트(3.0~4.0m)의 여유 공간이 필요했습니다.1882년, 2,649개의 엔진을 생산한 후, 대기 엔진 생산이 중단되었다.이 해는 고틀립 다임러와 빌헬름 마이바흐가 회사를 [4]떠난 해이기도 했다.

오토 사이클

1880년대 미국식 오토 엔진(정지용)

14년간의 연구 개발 끝에 오토는 1876년 5월 9일 압축 충전 내연기관을 만드는 데 성공했다.Otto는 연료 혼합물을 실린더에 적층하여 연료가 폭발적으로 연소되도록 하는 방법을 찾았습니다.그는 이것을 층상 또는 층상 전하라고 불렀다.그 결과 이전에 시도했던 모든 엔진이 파괴된 폭발이 아니라 연소 제어와 실린더 내 피스톤의 장기 누름 현상이 발생하였습니다.연료는 레누아르와 그의 대기 엔진이 사용했던 것처럼 여전히 가스를 밝히고 있었다.

이 엔진은 동력 생성에 4사이클을 사용했다.현재는 오토 사이클 엔진으로 알려져 있습니다.이것은 1862년에 처음 시도된 엔진과 동일합니다.

오토가 4타 사이클에 관심을 [7]돌린 것은 고틀립 다임러가 회사에 데려온 프란츠 링스와 헤르만 슈므의 노력 덕분이다.오토 사이클이 가리키는 것은 이 엔진(오토 사일런트 엔진)이지 오토&랭겐 엔진이 아닙니다.이 엔진은 상업적으로 성공적인 최초의 실린더 압축 엔진이었다(1838년 William Barnett에 의해 특허 취득).Rings-Schumm 엔진은 1876년 가을에 등장했고 즉시 성공했다.[7]

압축 엔진의 실린더 배열은 수평이었습니다.가스 불꽃 점화 기능이 있는 슬라이더 밸브 제어 기능을 탑재해 당시 신뢰성이 떨어졌던 전기 점화 기능으로는 극복할 수 없었던 문제를 극복했다.Otto 엔진 출력이 개발되기 전 15년 동안 단 한 번도 3hp를 초과한 적이 없었습니다.오토 엔진이 개발된 지 몇 년 후 엔진 출력이 1,000hp에 [4]이를 때까지 증가했습니다.

오토 사이클 엔진은 결국 리그로인과 가솔린, 그리고 많은 가스로 작동하도록 채택되었다.2차 세계대전 동안 오토 엔진은 목질 가스, 석탄 가스, 프로판, 수소, 벤젠, 그리고 더 많은 다른 62개 이상의 연료로 작동되었다.엔진은 경질 연료로 제한됩니다.디젤 엔진으로 알려진 이 엔진은 나중에 개발되면 무거운 연료와 오일을 연소시킬 수 있습니다.

기화기 및 저전압 점화

도이츠는 또한 1884년에 카뷰레터와 신뢰할 수 있는 저전압 점화 시스템을 개발했습니다.이를 통해 액체석유연료를 처음으로 사용할 수 있게 되었고, 수송 시 엔진 사용이 가능해졌다.이 작업은 고틀리브 다임러와 빌헬름 마이바흐의 작업과 병행하여 이루어졌으며, 그는 다임러 라이트바겐의 원래 고온관 점화장치를 대체한 카뷰레터와 로버트 보쉬사의 마그네토 토대를 이루는 마그네토 점화 시스템을 개발했다.다임러는 오토의 수송용 엔진 개발을 계속했고, 도이츠는 디젤 엔진으로 바꿨다.

특허의 상실

1886년 독일 특허청은 프랑스인 알퐁스 보 드 로하스가 4사이클 엔진에 대한 이전 특허를 발견했기 때문에 1891년까지 사용되었던 독일 특허를 무효화했다.도이츠는 자신의 성층 전하 유도 시스템이 로하스 특허와 다르다는 것을 보여주지 못했고 독점권과 25개 특허 중 1개를 잃었다.1889년까지 50개 이상의 회사가 오토 디자인 [8]엔진을 생산했다.

정지 엔진

스파크 플러그 점화

오토 엔진은 스파크를 일으키기 위한 다양한 메커니즘 설계를 갖추고 있었습니다.오토는 작은 전기 스파크를 만들어 연료비를 점화시키는 장치인 스파크 플러그를 사용한 최초의 엔진 중 하나입니다.이것은 보통 전원 스위치 레버를 짧게 잡고 빠르게 당기는 회전식 트립 암으로 구성되어 있습니다.그런 다음 스위치 레버를 해제하고 다음 사이클을 준비하기 위해 원래 위치로 스냅할 수 있습니다.이 시스템은 현대의 자동차 엔진과 유사한 외부 전기 배터리, 점화 코일, 충전 시스템을 필요로 합니다.

나중에 오토 엔진은 엔진에 작은 마그네토를 직접 사용했다.스파크 플러그 점화 암은 스위치를 트립하는 대신 마그네토 로터에 빠른 회전을 가하고 마그네토 로터는 스프링 장력에 의해 스냅백됩니다.이 마그네토 코일의 빠른 회전은 스파크 플러그를 점화시키고 연료를 점화시키는 매우 짧은 전류를 생성합니다.이 디자인은 외부 배터리가 필요 없다는 장점이 있으며, 오늘날의 휴대용 가스 엔진이 작동하는 방식으로, 마그네토의 자석 부분을 플라이휠에 통합했습니다.최신 휴대용 엔진은 플라이휠이 회전할 때마다 마그네토를 자극하므로 캠 작동식 전기 스위치를 사용하여 엔진의 파워 스트로크를 제외한 플러그 발화를 방지합니다(쓰레기 스파크 참조).

엔진 속도 조절

거버너가 오토 엔진에서 엔진 속도를 조절하는 방법이 엔진은 천연 가스로 작동합니다. 엔진 아래에 있는 큰 디스크 모양의 물체가 가스 압력 조절기입니다.(22sec, 320x240, 320kbit/s 비디오)
연료 흡기 캠 위로 올라가거나 우측으로 미끄러져 타력 주행하는 가바나 휠의 클로즈업 뷰(14sec, 320x240, 250kbit/s 비디오

이것은 오토 엔진에서 속도 조절이 작동하는 방식을 시연하는 것입니다.회전하는 볼은 원심 조속기이며, 기계가 느리게 작동하면 작은 휠이 왼쪽으로 이동하여 로드를 근처 롤러에 삽입하고 위로 밀어 올려 연료 흡입구를 트리거하여 엔진을 1회전시킵니다.

기계에 부하가 걸려 있고 여전히 너무 느리게 작동하면 캠이 계속 삽입된 상태로 유지되고 점화 사이클마다 엔진이 반복적으로 점화됩니다.엔진 속도가 증가하면 가바나에서 작은 휠을 오른쪽으로 당기면 스파크 플러그가 실린더에 연료를 주입하지 않고 계속 작동하지만, 기계는 연료를 주입하지 않고 주행합니다.

이 속도 제어 방법은 엔진이 제어 속도보다 빠르게 작동하지만 속도가 너무 느린 동력 스트로크에서는 엔진이 잘못 작동하기 때문에 종종 히트 또는 미스 방식이라고 합니다.실화 스트로크에는 연료가 사용되지 않습니다.

실린더 냉각

오토 엔진은 오늘날의 엔진 냉각 시스템과 유사하게 실린더 벽 주위에 흐르는 워터 재킷을 사용합니다.서부 미네소타 증기 탈곡기 모임에 전시된 정지 상태의 오토 엔진은 모두 건물 밖에서 하나의 대형 방열기를 공유합니다.이 중앙 집중식 원격 방열 시스템은 엔진 건물의 냉각에도 도움이 됩니다.

수송에서의 최초 사용

1885년 다임러 석유 리트바겐

오토와 그의 매니저 고틀립 다임러는 오토 엔진의 미래 방향에 대해 큰 의견 차이를 보였다.Otto는 정지된 애플리케이션을 위한 대형 엔진을 생산하기를 원했지만, Daimler는 운송에 사용할 수 있을 만큼 작은 엔진을 생산하기를 원했다.한동안의 불화 끝에 다임러는 오토의 고용을 떠나 빌헬름 마이바흐를 데리고 갔다.1883년 다임러와 마이바흐는 작고 효율적인 0.5마력 엔진을 개발했습니다.오토가 갖고 있던 엔진 디자인 특허를 피하기 위해 1862년 보 드 로샤스(Beau De Rochas)에게 낸 특허에 대한 가식이 발견됐다.오토 특허(25개 특허)를 시기하던 이들이 독일에서 1개 특허를 뒤집은 것은 법원이 폭발적 연소 문제를 극복한 오토의 적층 충전 시스템의 중요성을 이해하지 못했기 때문이다.

다임러는 오토의 엔진과 대조하기 위해 항상 그의 디자인을 폭발 엔진이라고 언급했고, 오토에게 로열티를 지불하지 않을 수 있었다.1885년 그와 마이바흐는 "할아버지 시계" 엔진이라고 불리는 엔진을 만들었고 그 엔진 주위에 이륜식 프레임을 만들었다.이것은 오토가 최초로 엔진을 장착한 차량이 되었다.다임러의 14살 된 아들 아돌프는 최초의 내연기관 자동차인 이 모터사이클에 탑승한 최초의 사람이다.1885년식 다임러/마이바흐 페트롤리엄 리트바겐(Riding Car)은 내연기관을 사용한 최초의 오토바이(및 최초의 자동차)였다.[2] 도이츠가 대형 정지 엔진을 계속 생산하는 동안 다임러는 보트, 비행선, 기관차, 자동차, 트럭 및 기타 운송 용도로 이동했다.Deutz는 세계에서 가장 오래된 엔진 [1]생산업체입니다.다임러 벤츠가 된 다임러는 세계에서 가장 오래된 자동차 제조업체이다.

다임러벤츠는 다임러가 '석유 라이트바겐'이라고 부른 최초의 자동차 개발 125주년을 기념해 이 영상을 제작했다.그것은 특히 그 시대의 전기 시스템이 신뢰할 수 없었기 때문에 뜨거운 튜브 점화 장치를 사용했다.이 엔진은 [citation needed]1905년까지 모든 차량이 그랬듯이 Ligroin 연료로 작동했습니다.다임러와 마이바흐는 다임러 모토렌베르케 게셀샤프트라는 회사를 설립했는데, 벤츠와 합병하여 메르세데스 벤츠로도 알려진 다임러 벤츠를 만들었다.

오늘날 오토의 회사는 세계에서 가장 큰 중형 차량 제조업체 중 하나입니다.다임러 벤츠는 세계에서 가장 크고 존경받는 고급 자동차 제조사 중 하나이다.사실상 세계의 모든 자동차 제조사들은 가솔린 엔진이라고 불릴 정도로 흔한 오토 사이클 엔진을 사용하여 차량을 생산한다.

레퍼런스

  1. ^ a b [1], Nikolaus August Otto:내연기관의 발명자.
  2. ^ a b [2] 2016-03-03 Wayback Machine, The History of Daimler-Benz에 보관.
  3. ^ 【3】2012-05-10년 독일 칸슈타트주 다임러벤츠 박물관에 보관.
  4. ^ a b c d e : CS1 maint: 제목으로 보관된 복사본(링크), NA Otto Museum"Archived copy". Archived from the original on 2011-05-07. Retrieved 2011-05-22.{{cite web}}.
  5. ^ [4] 2011-02-17 도이츠 AG의 Wayback Machine에 보관.
  6. ^ 현명하군, 데이비드 버지스「데임러:사륜구동차의 설립자" 톰 노스히의 에드.자동차 세계(런던:Orbis, 1974), 제5권, 페이지 482.
  7. ^ a b c d e 현명해, 페이지 482
  8. ^ Otto Museum 웹사이트 2011-05-07 Wayback Machine에 보관

외부 링크

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