alors que les tentatives de concevoir des moteurs thermiques ont été faites dans les temps anciens, la machine à vapeur du 18ème siècle a été le premier type réussi. Le moteur à combustion interne, qui a suivi au 19ème siècle comme une amélioration par rapport à la machine à vapeur pour de nombreuses applications, ne peut être attribué à un seul inventeur. Le piston, qui daterait de 150 avant JC, était utilisé par les métallurgistes dans les pompes pour souffler de l’air., Le système à piston et cylindre était fondamental pour la machine à vapeur, ce qui a amené le composant à un État d’efficacité élevé. La machine à vapeur, cependant, souffrait d’un faible rendement thermique, d’un poids et d’un encombrement importants, et d’inconvénients de fonctionnement, qui étaient principalement attribuables à la nécessité de brûler le combustible dans un four séparé du moteur. Il est devenu évident qu’une unité d’alimentation autonome était souhaitable.
dès le 17ème siècle, plusieurs expérimentateurs ont d’abord essayé d’utiliser des produits gazeux chauds pour faire fonctionner des pompes., En 1820, un moteur a été construit en Angleterre dans lequel des mélanges hydrogène-air ont explosé dans une chambre. La chambre a ensuite été refroidie pour créer un vide agissant sur un piston. La vente de tels moteurs à gaz a commencé en 1823. Ils étaient lourds et bruts, mais contenaient de nombreux éléments essentiels de dispositifs ultérieurs, plus performants. En 1824, L’ingénieur français Sadi Carnot publie son pamphlet désormais classique « réflexions sur la puissance motrice de la chaleur”, qui décrit la théorie fondamentale de la combustion interne., Au cours des décennies suivantes, Les Inventeurs et les ingénieurs ont construit des moteurs utilisant la pression produite par la combustion des carburants plutôt que le vide et des moteurs dans lesquels le carburant était comprimé avant de brûler. Aucun d’entre eux n’a toutefois réussi à mettre au point un système opérationnel. Enfin, en 1860, le français Étienne Lenoir commercialisa un moteur fonctionnant au gaz d’éclairage et offrant un service raisonnablement satisfaisant. Le moteur Lenoir était essentiellement une machine à vapeur à double effet convertie avec des soupapes à glissière pour l’admission du gaz et de l’air et pour l’évacuation des produits d’échappement., Bien que le moteur Lenoir ait développé peu de puissance et utilisé seulement environ 4% de l’énergie contenue dans le carburant, des centaines de ces appareils ont été utilisés en France et en Grande-Bretagne en cinq ans. Ils étaient utilisés pour alimenter des pompes à eau et des presses à imprimer et pour accomplir certaines autres tâches qui ne nécessitaient qu’une puissance de sortie limitée.
Une avancée théorique majeure a eu lieu avec la publication en 1862 d’une description du cycle de fonctionnement idéal d’un moteur à combustion interne., L’auteur, L’ingénieur français Alphonse Beau de Rochas, a posé les conditions suivantes pour un rendement optimal: volume maximal du cylindre avec surface de refroidissement minimale, rapidité maximale de dilatation, rapport maximal de dilatation et pression maximale de la charge allumée., Il a décrit la séquence d’opérations requise comme suit: (1) aspiration pendant toute une course du piston, (2) compression pendant la course suivante, (3) allumage de la charge au point mort et expansion pendant la course suivante (la course de puissance), et (4) expulsion des gaz brûlés pendant la course suivante. Le moteur que Beau de Rochas décrit ainsi avait un cycle à quatre temps, contrairement au cycle à deux temps (admission-allumage et puissance-échappement) du moteur Lenoir. Beau de Rochas n’a jamais construit son moteur et aucun moteur à quatre temps n’est apparu pendant plus d’une décennie., Enfin, en 1876, L’ingénieur allemand Nikolaus A. Otto construit une unité de combustion interne basée sur le principe de Beau de Rochas. (La firme d’Otto, Otto et Langen, avait produit et commercialisé un moteur deux temps amélioré plusieurs années plus tôt.) Le moteur Otto à quatre temps a été un succès immédiat. Malgré son poids élevé et sa faible économie, près de 50 000 moteurs d’une capacité combinée d’environ 200 000 chevaux ont été vendus en 17 ans, suivis du développement rapide d’une grande variété de moteurs du même type., La fabrication du moteur Otto aux États-Unis a commencé en 1878, à la suite de l’octroi à Otto d’un brevet américain en 1877.
huit ans plus tard, Gottlieb Daimler et Wilhelm Maybach, anciens associés d’Otto, ont développé le premier moteur quatre temps à grande vitesse réussi et inventé un carburateur qui permettait d’utiliser de l’essence pour le carburant. Ils ont utilisé leur moteur pour alimenter une bicyclette (peut-être la première moto au monde) et plus tard une voiture à quatre roues., À peu près au même moment, un autre ingénieur mécanique allemand, Karl Benz, construisit un moteur à essence monocylindre pour alimenter ce qui est souvent considéré comme la première automobile pratique. Les moteurs construits par Daimler, Maybach et Benz étaient fondamentalement les mêmes que le moteur à essence de base d’aujourd’hui. Pour plus d’informations sur les améliorations et les avancées ultérieures, voir automobile.
Orville C. CromerCharles Lafayette Proctor