Während in der Antike versucht wurde, Wärmemotoren zu entwickeln, war die Dampfmaschine des 18. Jahrhundert als Verbesserung gegenüber der Dampfmaschine für viele Anwendungen folgte, kann keinem einzigen Erfinder zugeschrieben werden. Der Kolben, der bis 150 v. Chr. gedacht wurde, wurde von Metallarbeitern in Pumpen zum Blasen von Luft verwendet., Das Kolben-Zylinder-System war grundlegend für die Dampfmaschine, was das Bauteil zu einem hohen Wirkungsgrad brachte. Die Dampfmaschine litt jedoch unter einem geringen thermischen Wirkungsgrad, einem großen Gewicht und einer großen Masse sowie Unannehmlichkeiten beim Betrieb, die in erster Linie auf die Notwendigkeit zurückzuführen waren, den Kraftstoff in einem vom Motor getrennten Ofen zu verbrennen. Es zeigte sich, dass ein eigenständiges Triebwerk wünschenswert war.Jahrhundert versuchten mehrere Experimentatoren erstmals, heiße gasförmige Produkte für den Betrieb von Pumpen zu verwenden., 1820 wurde in England ein Motor gebaut, in dem Wasserstoff-Luft-Gemische in einer Kammer explodierten. Die Kammer wurde dann gekühlt, um ein Vakuum zu erzeugen, das auf einen Kolben wirkt. Der Verkauf solcher Gasmotoren begann 1823. Sie waren schwer und grob, enthielten aber viele wesentliche Elemente späterer, erfolgreicherer Geräte. 1824 veröffentlichte der französische Ingenieur Sadi Carnot seine inzwischen klassische Broschüre „Reflections on the Motive Power of Heat“, in der grundlegende Verbrennungstheorien skizziert wurden., In den nächsten Jahrzehnten bauten Erfinder und Ingenieure Motoren, die durch die Verbrennung von Kraftstoffen erzeugten Druck verwendeten, anstatt ein Vakuum und Motoren, in denen der Kraftstoff vor dem Verbrennen komprimiert wurde. Keinem von ihnen gelang es jedoch, ein Betriebssystem zu entwickeln. Schließlich vermarktete 1860 Étienne Lenoir aus Frankreich einen Motor, der mit Beleuchtungsgas betrieben wurde und einen einigermaßen zufriedenstellenden Service bot. Der Lenoir-Motor war im Wesentlichen eine umgebaute doppeltwirkende Dampfmaschine mit Schieberventilen zur Aufnahme von Gas und Luft und zum Ablassen von Abgasen., Obwohl der Lenoir-Motor wenig Leistung entwickelte und nur etwa 4 Prozent der Energie im Kraftstoff verbrauchte, waren Hunderte dieser Geräte innerhalb von fünf Jahren in Frankreich und Großbritannien im Einsatz. Sie wurden zur Stromversorgung von Wasserpumpen und Druckmaschinen sowie zur Erledigung bestimmter anderer Aufgaben verwendet, die nur eine begrenzte Leistung erforderten.
Mit der Veröffentlichung einer Beschreibung des idealen Betriebszyklus eines Verbrennungsmotors im Jahr 1862 kam es zu einem großen theoretischen Fortschritt., Der Autor, der französische Ingenieur Alphonse Beau de Rochas, legte die folgenden Bedingungen fest, die für einen optimalen Wirkungsgrad erforderlich waren: maximales Zylindervolumen bei minimaler Kühlfläche, maximale Ausdehnungsschnelligkeit, maximales Ausdehnungsverhältnis und maximaler Druck der gezündeten Ladung., Er beschrieb die erforderliche Abfolge von Vorgängen als (1) Absaugen während eines gesamten Kolbenaufschlags, (2) Kompression während des folgenden Aufschlags, (3) Zünden der Ladung im Totpunkt und Ausdehnung während des nächsten Aufschlags (des Aufschlags) und (4) Austreiben der verbrannten Gase während des nächsten Aufschlags. Der beschriebene Motor Beau de Rochas hatte somit einen Viertaktzyklus, im Gegensatz zum Zweitaktzyklus (Ansaugzündung und Kraftauslass) des Lenoir-Motors. Beau de Rochas baute seinen Motor nie, und seit mehr als einem Jahrzehnt erschien kein Viertaktmotor mehr., Schließlich baute der deutsche Ingenieur Nikolaus A. Otto 1876 eine Verbrennungsanlage nach dem Prinzip von Beau de Rochas. (Otto ‚ s Firma, Otto und Langen, hatte einige Jahre zuvor einen verbesserten Zweitaktmotor produziert und vermarktet.) Der Viertakt-Otto-Motor war ein sofortiger Erfolg. Trotz seines hohen Gewichts und seiner schlechten Wirtschaftlichkeit wurden in 17 Jahren fast 50.000 Motoren mit einer Gesamtleistung von etwa 200.000 PS verkauft, gefolgt von der rasanten Entwicklung einer Vielzahl von Motoren desselben Typs., Die Herstellung des Otto-Motors in den Vereinigten Staaten begann 1878, nach der Erteilung eines US-Patents an Otto im Jahr 1877.
Acht Jahre später entwickelten Gottlieb Daimler und Wilhelm Maybach, ehemalige Mitarbeiter von Otto, den ersten erfolgreichen Hochgeschwindigkeits-Viertaktmotor und erfanden einen Vergaser, der es ermöglichte, Benzin als Kraftstoff zu verwenden. Sie setzten ihren Motor ein, um ein Fahrrad (vielleicht das erste Motorrad der Welt) und später einen vierrädrigen Wagen anzutreiben., Ungefähr zur gleichen Zeit baute ein anderer deutscher Maschinenbauingenieur, Karl Benz, einen Einzylinder-Benzinmotor, um das zu betreiben, was oft als erstes praktisches Automobil angesehen wird. Die von Daimler, Maybach und Benz gebauten Motoren waren grundsätzlich die gleichen wie der heutige Basisbenziner. Weitere Informationen zu späteren Verbesserungen und Fortschritten finden Sie unter automobile.
Orville C. CromerCharles Lafayette Proctor