mientras que los intentos de diseñar motores térmicos se hicieron en la antigüedad, el motor de vapor del siglo 18 fue el primer tipo exitoso. El motor de combustión interna, que siguió en el siglo XIX como una mejora sobre el motor de vapor para muchas aplicaciones, no se puede atribuir a un solo inventor. El pistón, que se cree que data del año 150 A.C., fue utilizado por los metalúrgicos en bombas para soplar aire., El sistema de pistón y cilindro era básico para la máquina de vapor, lo que llevó el componente a un alto estado de eficiencia. La máquina de vapor, sin embargo, sufría de baja eficiencia térmica, gran peso y volumen, y los inconvenientes de la operación, todo lo cual era principalmente atribuible a la necesidad de quemar el combustible en un horno separado del motor. Se hizo evidente que una unidad de energía autónoma era deseable.
ya en el siglo XVII, varios experimentadores intentaron utilizar productos gaseosos calientes para operar bombas., En 1820 se construyó un motor en Inglaterra en el que las mezclas de hidrógeno y aire explotaron en una cámara. La cámara se enfrió para crear un vacío que actuaba sobre un pistón. La venta de tales motores de gas comenzó en 1823. Eran pesados y crudos, pero contenían muchos elementos esenciales de dispositivos posteriores y más exitosos. En 1824 el ingeniero francés Sadi Carnot publicó su ya clásico panfleto «reflexiones sobre la fuerza motriz del calor», que esbozaba la teoría fundamental de la combustión interna., Durante las siguientes décadas, inventores e ingenieros construyeron motores que utilizaban la presión producida por la combustión de combustibles en lugar de un vacío y motores en los que el combustible se comprimía antes de quemarse. Sin embargo, ninguno de ellos logró desarrollar un sistema operativo. Finalmente, en 1860, Étienne Lenoir de Francia comercializó un motor que funcionaba con gas de iluminación y proporcionaba un servicio razonablemente satisfactorio. El motor Lenoir era esencialmente un motor de vapor de doble efecto convertido con válvulas deslizantes para admitir gas y aire y para descargar Productos de escape., Aunque el motor Lenoir desarrolló poca potencia y utilizó solo alrededor del 4 por ciento de la energía en el combustible, cientos de estos dispositivos estaban en uso en Francia y Gran Bretaña en cinco años. Se utilizaron para alimentar bombas de agua y prensas de impresión y para completar otras tareas que solo requerían una potencia de salida limitada.
un avance teórico importante se produjo con la publicación en 1862 de una descripción del ciclo de funcionamiento ideal de un motor de combustión interna., El autor, el ingeniero francés Alphonse Beau de Rochas, estableció las siguientes condiciones necesarias para una eficiencia óptima: volumen máximo del cilindro con superficie de enfriamiento mínima, velocidad máxima de expansión, relación máxima de expansión y presión máxima de la carga encendida., Describió la secuencia requerida de operaciones como (1) succión durante todo un outstroke del pistón, (2) compresión durante el instroke siguiente, (3) ignición de la carga en el centro muerto y expansión durante el outstroke siguiente (la carrera de potencia), y (4) expulsión de los gases quemados durante el instroke siguiente. El motor descrito por Beau de Rochas tenía un ciclo de cuatro tiempos, en contraste con el ciclo de dos tiempos (admisión-ignición y potencia-escape) del motor Lenoir. Beau de Rochas nunca construyó su motor, y ningún motor de cuatro tiempos apareció durante más de una década., Finalmente, en 1876, El ingeniero alemán Nikolaus A. Otto construyó una unidad de combustión interna basada en el principio de Beau de Rochas. (La firma de Otto, Otto y Langen, había producido y comercializado un motor mejorado de dos tiempos varios años antes.) El motor Otto de cuatro tiempos fue un éxito inmediato. A pesar de su gran peso y pobre economía, cerca de 50.000 motores con una capacidad combinada de unos 200.000 caballos de fuerza se vendieron en 17 años, seguido por el rápido desarrollo de una amplia variedad de motores del mismo tipo., La fabricación del motor Otto en los Estados Unidos comenzó en 1878, tras la concesión a Otto de una patente estadounidense en 1877.
ocho años más tarde Gottlieb Daimler y Wilhelm Maybach, antiguos asociados de Otto, desarrollaron el primer motor exitoso de cuatro tiempos de alta velocidad e inventaron un carburador que hizo posible el uso de gasolina como combustible. Emplearon su motor para impulsar una bicicleta (quizás la primera motocicleta del mundo) y más tarde un carro de cuatro ruedas., Casi al mismo tiempo, otro ingeniero mecánico alemán, Karl Benz, construyó un motor de gasolina de un cilindro para alimentar lo que a menudo se considera el primer automóvil práctico. Los motores construidos por Daimler, Maybach y Benz eran fundamentalmente los mismos que los motores de gasolina básicos de hoy en día. Para obtener información sobre mejoras y avances posteriores, consulte automóvil.
Orville C. CromerCharles Lafayette Proctor