Dampmaskine - 1700

En motor er en maskine, der omsætter energi, f.eks. varmeenergi, til bevægelse. Motorer udfører derved et arbejde. I midten af 1800-tallet var dampmaskiner blevet almindelige hjælpemidler til at udføre arbejde i industrien. Dampmaskiner kunne udføre tungere arbejde end mennesker og heste. De kunne f.eks. trække savværker, tærskeværker, møller, tog og skibe.

I dampmaskinen fyrer man med kul, træ eller andet brændsel under en vandkedel til der dannes et damptryk. Dampen ledes under tryk ind i en cylinder, hvor den skubber et stempel. Stemplets bevægelse overføres med stænger og hjul til det sted, hvor den skal gøre nytte, f.eks. hjulene på et lokomotiv. Desværre kunne dampmaskinerne ikke omsætte mere end 10% af kullenes energi til bevægelse.

Die Geschichte der Motoren ist die schrittweise Weiterentwicklung der Technik.
Dampfmaschinen waren schwere und teure Maschinen.

Lenoirs Gasmotor - 1860

Dampmaskiner var store, tunge og dyre. Småindustrier og håndværkere efterlyste en nemmere og billigere kraftmaskine. Den franske opfinder Joseph Etienne Lenoir (1822-1900) konstruerede i 1860 en mindre maskine, der kunne køre på gas fra de gasværker, som da bredte sig i europæiske byer. Konstruktionen lignede dampmaskinen, men brændstoffet gas blev antændt med en elektrisk gnist inde i cylinderen, hvor varmeudvidelsen direkte skubbede til et stempel. Brændselets nyttevirkning er større, når forbrændingen foregår i cylinderen.

Joseph Lenoir erfand 1860 einen Gasmotor, der auch für kleinere Industrie- und Handwerksbetriebe zugänglich war. Diese Entwicklung wurde durch den neuen Energieträger, das Gas, möglich. Kleinere Betriebe konnten nun gleichermaßen ihren Gasverbrauch bei den in den europäischen Städten entstehenden Gaswerken beziehen. Der Gasmotor zeichnete sich ebenfalls durch sein geringeres Gewicht aus.

Ottos atmosfæriske gasmotor - 1866

Nyttevirkningen i Lenoirs motor var stadig lav. Tyskeren Nicolaus August Otto (1832-1891) tog i 1866 patent på sin atmosfæriske gasmotor. Gasblandingen blev antændt med en flamme i bunden af en lodret cylinder. Et stempel med en tandstang blev skudt til vejrs i friløb, men på vejen ned trak tandstangen et tandhjul og udførte arbejde. Stemplet gik ned både på grund af tyngdekraften, og fordi der blev undertryk i den vandkølede cylinder, når forbrændingen var ophørt. Atmosfærens tryk uden for cylinderen var altså med til at trykke stemplet ned. Nyttevirkningen nåede nu op over 10%.

In Nicolaus Ottos atmosphärischem Gasmotor trieb die Explosion einen Stempel im Freilauf nach oben, der auf seinem Weg herunter ein Zahnrad in Bewegung setzte.

Ottos 4-takts gasmotor - 1876

Man kunne teoretisk beregne, at kompression/sammenpresning ville give bedre nyttevirkning af brændstoffet. Sammen med Gottlieb Daimler (1834-1900) fik Nicolaus August Otto i 1876 patent på en gasmotor, som komprimerede gasblandingen inden forbrænding.

For at komprimere gasblandingen måtte motoren have fire takter: 1. indsugning, 2. kompression, 3. forbrænding, 4. udstødning. Nyttevirkningen af brændstoffets energi var oppe på 15 %, mens resten af energien blev spildt som varme. Motoren blev populær i mindre industrier.

Nicolaus August Otto entwickelte Gasmotoren mit einer höheren Leistung. Die höhere Leistung seines 1876 Motor beruhte auf der Kompression des Gases. Hierfür war es erforderlich, dass die Arbeitsschritte des Motors in vier Takten abliefen.

4-takts benzinmotor - 1885

Gasmotoren var tung, og gasinstallationen var ikke nem at tage med sig. Man ønskede lette og transportable motorer til mindre køretøjer og skibe. For at bruge transportabelt flydende brændstof, f.eks. benzin, måtte man opfinde en metode til at lave en gasblanding af benzin og luft. Wilhelm Maybach og Gottlieb Daimler opfandt i 1885 en karburator, der kunne forstøve/fordampe benzin og gøre det til et egnet motorbrændstof. 4-takts benzinmotoren havde en nyttevirkning på 20-25% og har siden gået sin sejrsgang til utallige formål verden over.

Gaswerke waren nicht transportabel, die Motoren waren somit an den Standort der Gaswerke gebunden. Die Erfindung des Vergasers ermöglichte den Gebrauch von flüssigen Brennstoffen, wie z.B. Benzin oder Petroleum. Der Viertaktautomobilmotor war geboren.

4-takts glødehovedmotor - 1890

Benzin var et dyrt brændstof. Englænderen Herbert Stuart Akroyd opfandt i 1890 en motor, der kunne køre på tungere og billigere brændstof, f.eks. petroleum. Det var en 4-takts motor med en kompression på 3-4 atmosfærers tryk. Cylinderen var udvidet med et kugleformet hoved, der kunne varmes op med en blæselampe. Olien blev sprøjtet ind i cylinderen, og når blandingen af olie og luft nåede ind i den glødende kugle blev den antændt.

Motorfabrikken DAN i København blev i 1894 den første producent af sådanne motorer i Norden.

Benzin war ein teurer Energielieferant im Verhältnis zu vielen Ölsorten. Der Glühkopfmotor konnte Energie aus preiswertem Öl gewinnen und wurde u. a. durch die einfachere und dadurch kostengünstigere Konstruktion für Boote und Schiffe in der Fischerei bevorzugt.

2-takts glødehovedmotor

Glødehovedmotorerne blev også udviklet som 2-takts motorer. De var enkle, havde færre bevægelige dele, højere kompression og et arbejdsslag for hver motoromdrejning. De kunne køre på endnu sværere olier og var i mange år de foretrukne til fiskerfartøjer.

I 2-takts glødehovedmotoren blev brændstofblandingen ledt ind i krumtaphuset under stemplet. Når stemplet bevægede sig ned pressede det brændstofblandingen gennem en kanal op i cylinderen over stemplet, hvor den trængte de forbrændte gasser ud af en anden kanal, blev sammentrykt og antændt ved kontakt med glødehovedet.

Der Glühkopf-Motor wurde auch als Zweitakt-Motor entwickelt. Der Zweitakt-Motor war mit weniger beweglichem Teilen einfacher gebaut.

Dieselmotor - 1892

Ud fra en teori om højere nyttevirkning byggede den tyske ingeniør Rudolph Diesel i 1893 en forsøgsmotor med meget højere kompression end de hidtil kendte (30-35 atmosfærer). Dieselmotoren kunne bruge tungt og billigt brændstof, og brændstofblandingen antændte sig selv på grund af det høje tryk.

Det høje tryk i cylinderen ville få brændstoffet til at antænde sig selv for tidligt. Derfor måtte olien sprøjtes ind i cylinderen ved hjælp af trykluft på det ønskede antændingstidspunkt.

Allerede i 1898 fik Burmeister og Wain i København licens til fremstilling af dieselmotorer, og firmaet blev en af verdens førende producenter af store skibsdieselmotorer.

Rudolph Diesels Motor gebrauchte eine höhere Kompression (30-35 Atmosphären) und erzielte dadurch eine höhere Leistung. Durch die höhere Kompression konnte die Brennstoffmischung entzündet werden, der Glühkopf wurde überflüssig.