Nicolás Otto

Nicolaus August Otto ( pronunciación alemana: [ ˈnɪkolaʊ̯s ˈaʊ̯ɡʊst ˈɔto ] ; 10 de junio de 1832 – 26 de enero de 1891) fue un ingeniero alemán que desarrolló con éxito el motor de combustión interna de carga comprimida que funcionaba con gas de petróleo y que dio origen al motor de combustión interna moderno. La Asociación de Ingenieros Alemanes (VDI) creó la norma DIN 1940 que dice: "Motor Otto: motor de combustión interna en el que la ignición de la mezcla comprimida de combustible y aire se inicia mediante una chispa temporizada", que se ha aplicado a todos los motores de este tipo desde entonces. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Nicolaus August Otto nació el 10 de junio de 1832 ^{[ 3 ]} en Holzhausen an der Haide , Alemania. ^{[ 4 ]} Fue el menor de seis hijos. Su padre murió en 1832. Comenzó la escuela en 1838. Después de seis años de buen rendimiento, pasó a la escuela secundaria en Langenschwalbach ^{[ 5 ]} hasta 1848. No completó sus estudios, pero fue reconocido por su buen desempeño.

Su principal interés en la escuela había sido la ciencia y la tecnología, pero se graduó después de tres años como aprendiz de negocios en una pequeña empresa comercial. Tras completar su aprendizaje, se mudó a Frankfurt, donde trabajó para Philipp Jakob Lindheimer como vendedor de productos coloniales y agrícolas (era vendedor de comestibles). Otto trabajó para varias empresas, primero para IC Alpeter y luego, en 1860, para Carl Mertens. Viajó por toda Alemania Occidental vendiendo productos coloniales: café, té, arroz y azúcar. ^{[ 2 ]}

A finales del otoño de 1860, Otto y su hermano se enteraron de un novedoso motor de gas ( gas de alumbrado ) que Jean Joseph Etienne Lenoir había construido en París. ^{[ 2 ]} Los hermanos construyeron una copia del motor Lenoir y solicitaron una patente en enero de 1861 para un motor de combustible líquido basado en el motor Lenoir (de gas) ante el Ministerio de Comercio prusiano, pero fue rechazada.

Otto conocía el concepto de carga de combustible comprimida e intentó construir un motor utilizando este principio en 1861. Funcionó solo unos minutos antes de averiarse. El hermano de Otto abandonó el proyecto, lo que llevó a Otto a buscar ayuda en otro lugar. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Entre 1862 y 1863, Otto experimentó con la ayuda del mecánico de Colonia Michael J. Zons en un esfuerzo por mejorar el motor. Con escasos fondos, en 1862 Otto trabajó para Carl Mertens para poder continuar trabajando en su motor. ^{[ 2 ]}

A principios de 1864, Otto buscó inversores para financiar su investigación. Encontró a Eugen Langen , cuyo padre era un industrial azucarero. Juntos se asociaron el 31 de marzo de 1864 y fundaron la empresa NA Otto & Cie en Colonia. Esta fue la primera empresa del mundo dedicada exclusivamente al diseño y la producción de motores de combustión interna. ^{[ 2 ]}

El motor Otto & Langen de 1864 era un motor atmosférico de pistón libre (la explosión de gas se utilizaba para crear vacío y la potencia provenía de la presión atmosférica que impulsaba el pistón). Consumía menos de la mitad del gas que los motores atmosféricos Lenoir y Hugon, por lo que fue un éxito comercial. El motor Lenoir era de doble efecto. En esencia, estos motores son máquinas de vapor modificadas para funcionar con gas de alumbrado. Los motores de los inventores italianos Eugenio Barsanti y Felice Matteucci, patentados en la patente británica n.º 1625 de 1857, fueron construidos y se exhiben en un museo. A diferencia del motor Otto, estos son motores atmosféricos de dos tiempos, que no son comparables en absoluto.

A pesar de su éxito comercial, con la empresa produciendo 634 motores al año en 1875, ^{[ 6 ]} el motor Otto y Langen había llegado a un callejón sin salida técnico como motor atmosférico: producía solo 3 hp (2,2 kW ; 3,0 PS ) , pero requería entre 3 y 4,0 m de altura libre para funcionar. ^{[ 7 ]}     

Otto centró su atención en el ciclo de cuatro tiempos en el que había fracasado en 1862. ^{[ 8 ]} Gracias en gran parte a los esfuerzos de Franz Rings y Herman Schumm, quienes fueron incorporados a la empresa por Gottlieb Daimler, Otto logró fabricar el motor de cuatro tiempos de carga comprimida. ^{[ 7 ]} Es a este motor (el Motor Silencioso Otto), y no al motor Otto & Langen, al que se refiere el "ciclo Otto". Este fue el primer motor de éxito comercial en utilizar compresión dentro del cilindro. El motor Rings-Schumm apareció en otoño de 1876 y tuvo un éxito inmediato. ^{[ 7 ]}

En resumen, el motor Otto, predecesor del motor moderno especificado por la VDI, es el cuarto diseño de Otto. Él construyó los siguientes motores:

• 1861: una copia del motor atmosférico de Lenoir.
• 1862: un motor de cuatro tiempos de carga comprimida (anterior a la patente de Rochas) que falló ya que se rompió casi de inmediato.
• 1864: el primer motor atmosférico exitoso
• 1876: el motor de cuatro tiempos de carga comprimida, conocido como motor de ciclo "Otto". El término "ciclo Otto" se aplica a todos los motores de cuatro tiempos de carga comprimida. ^{[ 1 ]}

Otto se casó con Anna Gossi y la pareja tuvo siete hijos, de los que se tiene constancia. Su hijo Gustav Otto llegó a ser constructor de aviones.

El motor Otto fue diseñado como un motor estacionario y, en su funcionamiento, la carrera consiste en el movimiento ascendente o descendente de un pistón dentro de un cilindro. Posteriormente, se utilizó en una forma adaptada como motor de automóvil , en el que intervienen cuatro carreras:

• (1) carrera de admisión descendente: el gas de carbón y el aire entran en la cámara de combustión del pistón ,
• (2) carrera de compresión ascendente: el pistón comprime la mezcla,
• (3) carrera de potencia descendente : enciende la mezcla de combustible mediante llama y posteriormente chispa eléctrica ,
• (4) carrera de escape ascendente : libera el gas de escape de la cámara del pistón.

Otto solo vendía su motor como motor estacionario.

Otto había obtenido numerosas patentes de varios países y para diversas características. Cuando su antiguo jefe, Gottlieb Daimler, quiso construir pequeños motores para el transporte, Otto no mostró interés. Daimler se marchó y se llevó consigo a Wilhelm Maybach . Daimler no deseaba pagar regalías a Otto ( Deutz AG ), por lo que contrató a un abogado para encontrar una solución. El abogado descubrió una patente para el concepto de un motor de cuatro tiempos que había sido concedida a Beau De Rochas , un ingeniero francés, en 1862. Esto provocó que Otto perdiera una de sus patentes y permitió a Daimler vender sus motores en Alemania sin pagar regalías. Ni Otto ni Daimler conocían la patente de Rochas. Rochas nunca construyó un motor. Es probable que no hubiera podido hacerlo. ^{[ 9 ]}

Varias de las invenciones que a veces se mencionan como precursoras del motor Otto, como las de Marcus, Barsanti, etc., son para motores atmosféricos de dos tiempos que no comprimen la mezcla de combustible. El motor atmosférico de Otto no es del tipo VDI (ni de otras marcas asociadas). Los únicos motores significativos fueron los de Lenoir. Sus motores fueron los primeros en producirse en serie. Lenoir llegó a vender aproximadamente 700 motores.

Se produjeron más de 50.000 motores en los 17 años posteriores a su introducción. ^{[ 10 ]}

Otto recibió numerosos galardones por sus motores.

• El motor atmosférico de 1864 ganó la medalla de oro en la Exposición Universal de París de 1867. ^{[ 11 ]}
• En 1882, Otto recibió un Doctorado Honoris Causa de la Universidad de Würzburg . ^{[ 1 ]}
• Su casa se ha convertido en un museo promovido por el gobierno local.
• En 1936, el profesor Nagël, jefe de la Asociación de Ingenieros Alemanes, decretó que la norma DIN 1940 especificara que el término "Ottomotor" se aplica a todos los motores que aspiran una mezcla de combustible, la comprimen y la encienden mediante un dispositivo especial, reemplazando así términos como "motor de explosión", "motor de detonación", "motor de gasolina" y "motor de encendido". ^{[ 1 ]}

• 1862: Primeros experimentos con motores de cuatro tiempos.
• 1864: Establecimiento de la primera fábrica de motores del mundo: NA Otto Cie
• 1867: Medalla de Oro de la Exposición Universal de París para el motor de gas.
• 1869: La empresa se traslada y cambia su nombre a Langen, Otto y Roosen.
• 1872: La empresa se traslada a unas instalaciones más grandes y cambia su nombre a Deutz Gasmotoren Fabrik.
• 1876: Desarrollo del motor de cuatro tiempos (motor Otto).
• 1882: Se interrumpe la producción del motor atmosférico después de que se fabricaran 2649 ^{[ 12 ].}
• 1884: Nicolaus Otto inventa el encendido eléctrico.
• 1885: Gottlieb Daimler y Karl Benz construyeron los primeros automóviles que utilizaban motores de petróleo líquido. ^{[ 13 ]}

• Historia del motor de combustión interna
• Inventores y descubridores alemanes

• Wise, David Burgess. "Daimler: Fundador del automóvil", en Northey, Tom, ed. World of Automobiles Volumen 5, págs.  481–3. Londres: Orbis, 1974.

• Patente estadounidense 0,194,047 —1877
• Patente estadounidense 0,365,701