- 第4節(jié) 四沖程發(fā)動機
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1870年至1871年，普法戰(zhàn)爭爆發(fā)。新興的德國在戰(zhàn)爭中脫穎而出，最終完勝法國。戰(zhàn)場上的勝利為德國帶來巨大的利益，50億法郎的巨額戰(zhàn)爭賠償，成為德國發(fā)展工業(yè)化的強勁助力；南部親法的幾個聯邦紛紛回歸中央政府，一個強大統(tǒng)一的德意志從此誕生。充足的資本，積極的氛圍，和平的環(huán)境，德國的發(fā)展蒸蒸日上。
19世紀中后期，人類的發(fā)明家們開始探尋能夠補充和替代蒸汽動力的新能源。1866年，德國科學家西門子制造完成世界上第一部發(fā)電機，并在19世紀70年代正式投入實際運行。到了80年代，美國發(fā)明家愛迪生在紐約建立起世界上第一個火力發(fā)電站。1859年，美國賓夕法尼亞州鉆出世界上第一口油井，石油作為另一種重要的可利用能源，成為發(fā)明家們的新寵兒。
新能源的出現，再度掀起新一輪工業(yè)革命的浪潮。這一次，幸運牢牢掌控在德國人的手中。
尼古拉斯•奧托，發(fā)明家。1860年的某一天，無所事事的奧托在咖啡館里閑坐，他在報紙上看到了這樣一則消息：一個叫雷諾爾的法國人利用煤氣做燃料，制造了超越蒸汽機的發(fā)明，這臺發(fā)動機完全拋棄了蒸汽機的工作原理，把外部燃燒加熱改為汽缸內部燃燒，這樣能更加有效地利用熱能。遺憾的是，這臺兩沖程內燃發(fā)動機必須連接在煤氣管道上，功率也不夠強勁，實用性幾乎為零。這則消息讓奧托大受啟發(fā)，他覺得自己應該馬上著手研制內燃機。經過一番認真思考，奧托確定了自己工作的方向，他要超越前人，設計制造一臺全新的，四沖程的內燃發(fā)動機。
“氣體進入氣缸，點火燃燒，膨脹后推動活塞運動，之后排出廢氣……”這是兩沖程內燃發(fā)動機的工作原理。在當時，這已經是發(fā)明家們能夠創(chuàng)造的極限。在自己創(chuàng)辦的工廠里，奧托冥思苦想，反復試驗，他的目標當然不是重復前人的發(fā)明。究竟怎么做才能夠產生足夠強勁的功率？增加燃料，還是讓燃燒更充分？
然而關鍵問題在于，如何增加燃料，讓燃燒更充分呢？面對這個難題，奧托和他的研發(fā)團隊一籌莫展。
回顧這段歷史，德國道依茲股份公司歷史主管赫爾穆•特米勒先生說：“把紙上的原理變成實實在在的機器，也就是付諸實踐，這個過程大概持續(xù)了10-20年，這也是奧托的困難之所在。實驗屢遭失敗，耗盡了他的資產。”
一次次的挫折和失敗并沒有減退奧托對內燃機的執(zhí)著，在他的引領下，研發(fā)工作一直在繼續(xù)。而成功的機會，最終會留給那些有準備的人。
1876年，歷經14年的不懈研發(fā)，奧托終于制造出由進氣、壓縮、膨脹、排氣四個過程組成的四沖程發(fā)動機，其發(fā)動機的原理被稱為“奧托循環(huán)”。壓縮，經過壓縮，同樣大小的體積，容量卻多出了好幾倍，這就意味著燃燒后產生的功率也大出了好幾倍。和之前的發(fā)動機相比，奧托的四沖程發(fā)動機具有體積小、份量輕、功率大的特點，有了它的出現，汽車的誕生才真正具有了可能性。
自那時起直到今天，人類生產的汽車中，約有99%使用的是根據“奧托循環(huán)”原理制成的發(fā)動機。
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