Autoturisme

            Motorul cu ardere internă este motorul care transformă energia chimică a combustibilului prin intermediul energiei termice de ardere, în interiorul motorului, în energie mecanică. Căldura degajată în camera de ardere se transformă prin intermediul presiunii (energiei potențiale) aplicate pistonului în mișcare mecanică ciclică, de obicei  rectilinie, după care în mișcare de rotație uniformă, obținută de obicei la arborele cotit. Camera de ardere este un reactor chimic unde are loc reacția chimică de ardere.

            Căldura introdusă în ciclul care se efectuează în cilindrii motorului se obține prin arderea combustibilului, de obicei un combustibil lichid ca: benzina, motorina sau gazul petrolier lichefiat, dar se pot folosi și combustibili gazoși, ca gazul natural, sau chiar solizi, ca praful de cărbune. Oxigenul necesar arderii se obține din aerul atmosferic. Combustibilul în amestec cu aerul se numește amestec carburant. Arderea poate fi inițiată prin punerea în contact direct a amestecului carburant cu o sursă de căldură sau se poate produce aproape instantaneu în toată masa amestecului caz în care se numește detonație și are un caracter exploziv.

            Prin arderea carburanților rezultă diferite produse de ardere cu o temperatură de aproximativ 2000 °C. Majoritatea acestor produse se prezintă sub formă gazoasă. Pentru o ardere completă se asigură combustibilului o cantitate de oxigen dozată astfel încât să producă oxidarea integrală a elementelor sale componente.

            Motorul diesel este un motor cu ardere internă în care combustibilul se aprinde datorită temperaturii ridicate create de comprimarea aerului necesar arderii, și nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, așa cum ar fi bujia în cazul motorului cu aprindere prin scânteie.

            Numele motorului a fost dat după inginerul german Rudolf Diesel la sugestia soției sale, Martha Diesel, care în 1895 îl sfătuiește cu: Nenn ihn doch einfach Dieselmotor! („numește-l pur și simplu motor Diesel!”), ușurînd astfel lui Diesel căutarea după denumirea motorului, pe care l-a inventat în 1892 și l-a patentat pe 23 februarie 1893. Intenția lui Diesel a fost ca motorul său să utilizeze o gamă largă de combustibili, inclusiv praful de cărbune. Diesel și-a prezentat invenția funcționând în 1900 la Expoziția Universală (World's Fair) având drept combustibil ulei de alune.

            1892 - Rudolf  Diesel dezvoltă versiunea sa de motor având la bază principiile motorului Carnot alimentat cu praf de carbune. În data de 10 august 1893 în Maschinenfabrik Augsburg pornește pentru prima dată motorul inventat de el.Aprinderea carburantului în cilindru produsese o bubuitură atât de puternică, incât a spart niște geamuri și aparate de măsurat, motorul însă rămânând intact. A mai durat însă încă patru ani, pînă motorul a funcționat. El avea o putere de 20 CP. El este angajat de Carl von Linde, apoi de producătorul de fier MAN AG din München și mai tărziu de Sulzer, companie de motoare din Elveția.

Motorul Otto

            Istoria motorului cu ardere internă cu piston începe din anul 1026 când Al-Jahri descrie un mecanism ce cuprinde un piston și arbore cotit. Motorul cu aprindere prin scânteie sau motorul pe benzină face parte din familia motoarelor auto cu ardere internă cu piston.

Motorul în patru timpi cu ardere internă se pare că a fost inventat de italienii Eugenio Barsanti și Felice Matteucci în anii 1854-1857, invenție care nu a fost finalizată cu un patent.

            Prima invenție patentată a unui motor cu adere internă cu piston, în patru timpi, aparține lui Alphonse Beau de Rochas și datează din anul 1861.

Cu mici excepții invenția motorului cu ardere internă cu piston, în patru timpi, cu aprindere prin scânteie, pe scurt motorul pe benzină, este atribuita lui Nicolaus Otto. Acestă asociere este făcută datorită faptului că Nicolaus Otto a fost primul care a construit și utilizat motorul în aplicații industrial

            Nicolaus Otto s-a născut pe 10 Iunie 1832 în orașul Holzhausen an der Haide din Germania. Activitatea profesională și-a început-o în domeniul comerțului și al afacerilor lucrând în Frankfurt și Koln.

            Tranziția către motoarele cu ardere internă a făcut-o în Koln, unde a început să cerceteze metode de îmbunătățire a motoarelor bazate pe ciclul Lenoir. Primele rezultate le-a aplicat în construcția motoarelor industriale mici ce utilizează benzina ca sursă de energie.

            În 1864, împreună cu Eugen Langen, a pus bazele primei fabrici de motoare cu ardere internă N. A. Otto & Cie (astăzi Deutz AG). În 1867 cei doi au câștigat o medalie de aur la expoziția mondială de la Paris pentru motorul atmosferic în patru timpi pe benzină.

            Pe 23 Octombrie 1877 un nou patent al motorului pe benzină este atribuit lui Nicolaus Otto împreună cu Francis și William Crossley. Cariera profesională a lui Nicolaus Otto s-a încheiat după 1884 când a patentat sistemul de aprindere magnetic ce funcționează la tensiuni mici.

            Nicolaus Otto a murit la Koln, pe 26 Ianuarie 1891, la vârsta de 59 de ani.

            Pe 29 ianuarie 1886, Karl Benz a cerut patentul No. 37435 în cadrul Oficiului de patente al Reich-ului, pentru un vehicul motorizat. Acesta, dotat cu un motor cu un singur cilindru de 954 cmc și 0,74 CP putere generată la turația de 400 rpm, devenea primul autovehicul al mărcii Mercedes-Benz. Conceptul era funcțional, inovativ, îndepărtându-se de la bun început de forma de trăsură și avea șasiu din țevi de oțel.

            În scurt timp, Karl Benz a pornit să-și perfecționeze vehiculul, iar doi ani mai târziu, în 1888, a definitivat un nou automobil cu trei roți, semnificativ mai solid și mai prietenos cu pasagerii (patru la număr, față de doi, în cazul modelului din 1886).

            În luna august a anului 1888, soția sa și cei doi copii ai lui Karl s-au urcat pe automobil (poziția de ședere și modul în care se călătorea face ca formularea “în automobil” să fie nepotrivită) și au călătorit de la Mannheim la Pforzheim, parcurgând o distanță de 180 de kilometri. Acoperirea acestei distanțe la bordul triciclului a fost privită ca o veritabilă aventură. Mai ales fiindcă, îndrăzneața soție a inventatorului german a făcut-o fără să-și anunțe soțul.

            Puterea redusă a mașinii de 0,75 CP , deși suficientă pentru un tempo de 15 km/h, nu făcea față rampelor accentuate, astfel că, deși soția lui Benz deși alesese un traseu destul de plat, cei doi copii ai Berthei au fost nevoiți să împingă de câteva ori triciclul, iar găsirea apei necesare reumplerii radiatorului a fost și ea dificilă.

            Ca să nu mai vorbim de precursorul de benzină numit Ligroin, care se găsea pe atunci doar în farmacii sau în magazinele de chimicale, fiind destinat, în principal, îndepărtării petelor de grăsime de pe îmbrăcăminte.

            Acest Model 3 era foarte simplu din punct de vedere constructiv, avea un motor cu un cilindru amplasat în spate, volanta de inerție amplasată orizontal, punte rigidă în spate, frână de serviciu (cu bandă tensionată) și frână de staționare. Transmisia era pe cele două roți din spate și se făcea prin intermediul unui lanț și dispunea de doar două viteze în standard.

            Acest stramoș al automobilului măsura 2,35 de metri lungime, 1,46 metri lățime, era înalt de 1,74 metri la o masă totală de 360 de kilograme. Mașina arată mai degrabă a un fel de trăsură motorizată în trei roți și era capabilă să atingă 18 km/h, iar ca performanțe era mult inferioară atelajelor cu cai.

            Benz a reușit să vândă în șase ani doar 25 de exemplare din modelul său continuu modernizat, iar în anul 1900, la 14 ani de la patentarea invenției lui Karl Benz, numită “vehicul cu motor pe gaz”, doar 800 de mașini produse artizanal erau înregistrate în Germania. În plus, absența unei rețele rutiere propriu-zise, dar și a stațiilor necesare alimentării sau reparării automobilelor, reprezentau dificultățile cu care se întâlneau proprietarii acestor automobile incipiente. 

Vehiculele cu abur

            Primul vehicul acționat de abur poate fi considerat cel realizat în jurul anului 1672 de către călugărul iezuit flamand Ferdinand Verbiest. Acesta era un fel de jucărie pentru împăratul Chinei, deci incapabilă să transporte pasageri.

            Adevăratele vehicule cu acționare prin forța aburului au apărut în Europa din perioada revoluției industriale, când mașinile încep să joace un rol tot mai important. Francezul Nicolas-Joseph Cugnot realizează, în 1770 și 1771 (după unele surse în 1769), un fel de cărucior propulsat prin forța aburului și destinat să transporte greutăți, invenție care totuși s-a dovedit ineficientă. Ulterior, acest dispozitiv a fost preluat și devoltat de forțele armate pentru deplasarea tunurilor. Nici aici nu a avut prea mare succes, deoarece avea o viteză prea mică (maxim 4 km/h) și nu avea prea mare autonomie de deplasare (circa 15 minute).

            În 1784, englezul William Murdoch realizează un vehicul bazat pe același principiu. Americanul Oliver Evans expune, în 1797, realizarea unui proiect similar. În 1801, Richard Trevithickrealizează un fel de locomotivă, numită The Puffing Devil și care putea circula pe drumuri rutiere. Însă problemele ridicate de direcție, supensie și starea drumurilor au făcut ca acest proiect să fie redirijat către domeniul feroviar.

            În penultimul deceniu al secolului al XVIII-lea, Ivan Kulibin din Rusia realizează un vehicul similar, dar prevăzut și cu îmbunătățiri ca: volant, frână, cutie de viteze. Din nefericire, interesele guvernuluițarist nu au stimulat dezvoltarea acestui vehicul.

            Primul patent american în domeniul autovehiculelor a fost acordat lui Oliver Evans în 1789, dar era vorba despre un fel de vehicul-amfibie care putea să se deplaseze și pe apă, grație unei roți cu palete cu care era înzestrat. Primul autovehicul propriu-zis, care a fost patentat în SUA, a fost vehiculul propulsat prin forța aburilor și realizat de J.W. Carhart în 1871.

            În perioada ce a urmat, printre alte realizări similare, putem menționa vehiculele construite de cehul Josef Božek, cel realizat de englezul Walter Hancock și cel realizat de francezul Amédée Bollée. Acesta din urmă realizează în 1873 primul automobil cu 12 locuri (L'Obéissante) și care putea atinge 40 km/h. De asemenea sunt aduse o serie de îmbunătățiri și inovații, cum ar fi: sistemul de frânare, de ghidare a direcției, reglarea vitezei etc.

Inovații

            În 1880, Fernand Forest realizează primul magnetou de joasă tensiune, iar cinci ani mai târziu carburatorul cu flotor și nivel constant. În 1891, Wilhelm Maybach perfecționează carburatorul cu flotor introducând și o duză cu ac. Unul dintre primele automobile pe patru roți care să funcționeze cu benzină a fost realizat de englezul Frederick William Lanchester în 1895, care a introdus ca inovație frâna cu disc.

            Norvegianul John J. Tokheim inventează pompa de benzină, invenție brevetată în 1901, prin intermediul căreia debitul de carburant se menține constant și astfel crește randamentul motorului.

            Frații Édouard și André Michelin inventează anvelopa pneumatică, iar în 1895 construiesc primul autovehicul dotat cu pneuri la roți. Încă din 1845 scoțianul Robert William Thomson introduce bandajul din cauciuc, a cărui vulcanizare o brevetase Charles Goodyear în 1839. În 1887, John Boyd Dunlop înlocuiește acel bandaj cu o cameră pneumatică, iar efectul a constat în mărirea confortului la viteze mari, reducerea zgomotului și creșterea aderenței roților