นิโคเลาส์ อ็อทโท

นิโคเลาส์ เอากุสท์ อ็อทโท (; ; 10 มิถุนายน ค.ศ. 1832 – 26 มกราคม ค.ศ. 1891) เป็นวิศวกรชาวเยอรมันผู้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบประจุอัดซึ่งทำงานโดยใช้แก๊สปิโตรเลียมและนำไปสู่การเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในสมัยใหม่ สมาคมวิศวกรเยอรมัน (VDI) ได้สร้างมาตรฐาน DIN 1940 ซึ่งระบุว่า "เครื่องยนต์อ็อทโท (Otto Engine) คือเครื่องยนต์สันดาปภายในที่การจุดระเบิดของสารผสมอากาศกับเชื้อเพลิงที่ถูกอัดเริ่มต้นโดยประกายไฟตามเวลาที่กำหนด" มาตรฐานนี้ถูกนำมาใช้กับเครื่องยนต์ทุกประเภทนี้ตั้งแต่นั้นมา

 ประวัติ 
นิโคเลาส์ เอากุสท์ อ็อทโท เกิดเมื่อวันที่ 10 มิถุนายน ค.ศ. 1832 ที่ฮ็อลทซ์เฮาเซินอันแดร์ไฮเดอ (Holzhausen an der Haide) ประเทศเยอรมนี เขาเป็นบุตรคนสุดท้องในจำนวนพี่น้องหกคน บิดาของเขาเสียชีวิตใน ค.ศ. 1832 เขาเริ่มเข้าเรียนใน ค.ศ. 1838 หลังการเรียนที่มีผลการเรียนดีเป็นเวลาหกปี เขาย้ายไปเรียนที่โรงเรียนมัธยมในลังเงินชวาลบัคBad Schwalbach|Langenschawalbach จนถึง ค.ศ. 1848 เขาเรียนไม่จบหลักสูตรแต่ได้รับคำชมเชยในเรื่องผลการเรียนที่ดี

ความสนใจหลักของเขาในโรงเรียนคือด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแต่เขาสำเร็จการศึกษาหลังจากสามปีในฐานะเด็กฝึกงานด้านธุรกิจในบริษัทสินค้าขนาดเล็กแห่งหนึ่ง หลังสำเร็จการเป็นเด็กฝึกงาน เขาย้ายไปแฟรงก์เฟิร์ต ที่นั่นเขาทำงานให้กับ​ฟิลิพ ยาค็อพ ลินทไฮเมอร์ในฐานะพนักงานขายสินค้าอาณานิคมและผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร (เขาเป็นพนักงานขายของชำ) อ็อทโททำงานให้บริษัทต่าง ๆ เริ่มแรกกับอีเซอัลเพเทอร์ (IC Alpeter) และต่อมาใน ค.ศ. 1860 กับคาร์ล เมอร์เทินส์ (Carl Mertens) เขาเดินทางไปทั่วเยอรมนีตะวันตกและขายสินค้าอาณานิคม ได้แก่ กาแฟ ชา ข้าว และน้ำตาล

เครื่องยนต์เลอนัวร์
ในช่วงปลายฤดูใบไม้ร่วง ค.ศ. 1860 อ็อทโทและพี่ชายของเขาทราบข่าวเกี่ยวกับเครื่องยนต์แก๊ส (แก๊สส่องสว่าง) รุ่นใหม่ที่ฌ็อง-โฌแซ็ฟ เอเตียน เลอนัวร์ได้สร้างขึ้นในปารีส สองพี่น้องสร้างเครื่องยนต์เลอนัวร์จำลองและยื่นขอจดสิทธิบัตรในเดือนมกราคม ค.ศ. 1861 สำหรับเครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลวโดยอิงจากเครื่องยนต์ (แก๊ส) เลอนัวร์ต่อกระทรวงพาณิชย์ปรัสเซีย แต่ถูกปฏิเสธ

เครื่องยนต์สี่จังหวะตัวแรก
อ็อทโทตระหนักถึงแนวคิดของการอัดประจุเชื้อเพลิงและพยายามสร้างเครื่องยนต์โดยใช้หลักการนี้ใน ค.ศ. 1861 เครื่องยนต์ทำงานได้เพียงไม่กี่นาทีก่อนจะพัง พี่ชายของอ็อทโทล้มเลิกแนวคิดนี้ ส่งผลให้อ็อทโทต้องหาความช่วยเหลือจากที่อื่น

ตั้งแต่ ค.ศ. 1862 ถึง 1863 อ็อทโททำการทดลองโดยได้รับความช่วยเหลือจากช่างเครื่องชาวโคโลญ มิคาเอล เจ. ซ็อนส์ (Michael J. Zons) ในความพยายามที่จะปรับปรุงเครื่องยนต์ เมื่อเงินทุนเริ่มร่อยหรอ ใน ค.ศ. 1862 อ็อทโทจึงทำงานให้คาร์ล เมอร์เทินส์เพื่อให้สามารถดำเนินการพัฒนาเครื่องยนต์ของเขาต่อไปได้

การเป็นหุ้นส่วนกับอ็อยเกน ลังเงิน
ในช่วงต้น ค.ศ. 1864 อ็อทโทหานักลงทุนเพื่อเป็นทุนในการวิจัยของเขา เขาพบกับอ็อยเกน ลังเงิน (Eugen Langen) ผู้ซึ่งบิดาเป็นนักอุตสาหกรรมน้ำตาล ทั้งสองร่วมกันก่อตั้งห้างหุ้นส่วนเมื่อวันที่ 31 มีนาคม ค.ศ. 1864 และตั้งชื่อว่าเอ็นอาอ็อทโทอุนท์ซี (NA Otto & Cie) ในโคโลญ นี่เป็นบริษัทแรกของโลกที่มุ่งเน้นการออกแบบและผลิตเครื่องยนต์สันดาปภายในโดยเฉพาะ

เครื่องยนต์อ็อทโทและลังเงินใน ค.ศ. 1864 เป็นเครื่องยนต์บรรยากาศแบบลูกสูบอิสระ (Free Piston Atmospheric Engine) (การระเบิดของแก๊สถูกใช้เพื่อสร้างสุญญากาศและกำลังมาจากความดันบรรยากาศที่ดันลูกสูบกลับ) เครื่องยนต์นี้ใช้แก๊สน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของเครื่องยนต์บรรยากาศของเลอนัวร์และอูว์กง จึงประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ เครื่องยนต์เลอนัวร์เป็นเครื่องยนต์ทำงานสองทาง (Double Acting Engine) โดยพื้นฐานแล้ว เครื่องยนต์เหล่านี้คือเครื่องจักรไอน้ำที่ถูกดัดแปลงให้ทำงานด้วยแก๊สส่องสว่าง เครื่องยนต์ของนักประดิษฐ์ชาวอิตาลี เออูเจนิโอ บาร์ซันติ (Eugenio Barsanti) และเฟลีเช มัตเตอูชิ (Felice Matteucci) ในสิทธิบัตรอังกฤษเลขที่ 1625 ค.ศ. 1857 ถูกสร้างขึ้นและจัดแสดงอยู่ในพิพิธภัณฑ์ ต่างจากเครื่องยนต์ของอ็อทโทตรงที่เป็นเครื่องยนต์บรรยากาศสองจังหวะซึ่งไม่สามารถนำมาเปรียบเทียบกันได้เลย

แม้จะประสบความสำเร็จเชิงพาณิชย์อย่างมาก โดยบริษัทผลิตเครื่องยนต์ได้ 634 ตัวต่อปีภายใน ค.ศ. 1875Wise, David Burgess. "Daimler: Founder of the Four-Wheeler", in Northey, Tom, ed. World of Automobiles (London: Orbis, 1974), Volume 5, p.482. แต่เครื่องยนต์ของอ็อทโทและลังเงินก็ประสบปัญหาทางเทคนิคในฐานะเครื่องยนต์บรรยากาศ: มันผลิตกำลังเพียง  แต่ต้องใช้พื้นที่เหนือศีรษะในการทำงานถึง Wise, p.482.

อ็อทโทจึงหันไปให้ความสนใจกับวัฏจักรสี่จังหวะซึ่งเขาเคยล้มเหลวมาแล้วใน ค.ศ. 1862Dugald Clerk, "Gas and Oil Engines", Longman Green & Co, 1897, pp.17-18. ส่วนใหญ่เป็นเพราะความพยายามของฟรันซ์ ริงส์ (Franz Rings) และแฮร์มัน ชุมม์ (Herman Schumm) ซึ่งถูกก็อทลีพ ไดม์เลอร์ (Gottlieb Daimler) นำเข้ามาในบริษัท อ็อทโทก็ประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องยนต์สี่จังหวะประจุอัด เครื่องยนต์นี้ (เครื่องยนต์เงียงอ็อทโท หรือ Otto Silent Engine) ไม่ใช่เครื่องยนต์อ็อทโทและลังเงิน ที่วัฏจักร "อ็อทโท" อ้างถึง นี่คือเครื่องยนต์ที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรกที่ใช้การอัดในกระบอกสูบ เครื่องยนต์ริงส์-ชุมม์ปรากฏขึ้นในฤดูใบไม้ร่วง ค.ศ. 1876 และประสบความสำเร็จในทันที

กล่าวโดยสรุป เครื่องยนต์อ็อทโทซึ่งเป็นต้นแบบของเครื่องยนต์สมัยใหม่ตามที่ระบุโดย VDI คือการออกแบบลำดับที่สี่ของอ็อทโท เขาได้สร้างเครื่องยนต์ดังต่อไปนี้:
1861: เครื่องยนต์บรรยากาศที่ลอกเลียนแบบของเลอนัวร์
1862: เครื่องยนต์สี่วัฏจักรประจุอัด (ก่อนสิทธิบัตรของรอชา) ซึ่งล้มเหลวเพราะพังเกือบทันที
1864: เครื่องยนต์บรรยากาศที่ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรก
1876: เครื่องยนต์สี่จังหวะประจุอัดซึ่งได้รับการยอมรับว่าเป็นเครื่องยนต์วัฏจักร "อ็อทโท" คำว่า "วัฏจักรอ็อทโท (Otto Cycle)" ถูกนำมาใช้กับเครื่องยนต์สี่วัฏจักรประจุอัดทั้งหมด

อ็อทโทแต่งงานกับอันนา กอสซี (Anna Gossi) และทั้งคู่มีบุตรที่บันทึกไว้เจ็ดคน กุสตาฟ อ็อทโท (Gustav Otto) บุตรชายของเขาได้เติบโตขึ้นมาเป็นผู้สร้างเครื่องบิน

วัฏจักรอ็อทโท

เครื่องยนต์อ็อทโทถูกออกแบบให้เป็นเครื่องยนต์อยู่กับที่และในการทำงานของเครื่องยนต์นั้น ระยะชักคือการเคลื่อนที่ขึ้นหรือลงของลูกสูบภายในกระบอกสูบ ต่อมาถูกนำไปใช้ในรูปแบบที่ดัดแปลงเป็นเครื่องยนต์ยานยนต์ โดยมีสี่จังหวะที่เกี่ยวข้องดังนี้::

(1) จังหวะดูด — แก๊สถ่านหินและอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้ของลูกสูบ 
(2) จังหวะอัด — ลูกสูบอัดสารผสมให้แน่น 
(3) จังหวะกำลัง— สารผสมเชื้อเพลิงถูกจุดระเบิดด้วยเปลวไฟ ต่อมาเปลี่ยนเป็นประกายไฟฟ้า
(4) จังหวะคาย — ปล่อยไอเสียออกจากห้องลูกสูบ

อ็อทโทขายเครื่องยนต์ของเขาในฐานะเป็นเพียงมอเตอร์อยู่กับที่เท่านั้น

สิทธิบัตรก่อนหน้า

อ็อทโทได้รับสิทธิบัตรจำนวนมากจากหลายประเทศและสำหรับคุณสมบัติที่แตกต่างกันหลายอย่าง เมื่อก็อทลีพ ไดม์เลอร์ อดีตผู้จัดการของเขาต้องการสร้างเครื่องยนต์ขนาดเล็กสำหรับยานพาหนะ อ็อทโทแสดงความไม่สนใจ ไดม์เลอร์จึงลาออกและพาไมบัค (Maybach) ไปด้วย ไดม์เลอร์ไม่ต้องการจ่ายค่าลิขสิทธิ์ให้อ็อทโท (ด็อยทซ์ อาเก (Deutz AG)) จึงได้ว่าจ้างทนายความเพื่อหาทางออก สิ่งที่ทนายความค้นพบคือสิทธิบัตรสำหรับแนวคิดของเครื่องยนต์สี่จังหวะที่ออกให้แก่โบ เดอ รอชา (Beau De Rochas) วิศวกรชาวฝรั่งเศสใน ค.ศ. 1862 สิ่งนี้ทำให้อ็อทโทสูญเสียสิทธิบัตรฉบับหนึ่งและเปิดทางให้ไดม์เลอร์สามารถขายเครื่องยนต์ของเขาในเยอรมนีได้โดยไม่ต้องจ่ายค่าลิขสิทธิ์ ทั้งอ็อทโทและไดม์เลอร์ต่างก็ไม่ทราบถึงสิทธิบัตรของรอชา รอชาไม่เคยสร้างเครื่องยนต์ และเป็นไปได้ว่าเขาไม่สามารถทำได้

การประดิษฐ์หลายอย่างที่มักถูกกล่าวถึงว่าเกิดขึ้นก่อนหน้าเครื่องยนต์อ็อทโท เช่น มาร์คัส (Marcus) และบาร์ซันติ เป็นต้น เป็นเครื่องยนต์บรรยากาศสองจังหวะที่ไม่ได้อัดประจุเชื้อเพลิง เครื่องยนต์บรรยากาศของอ็อทโทเองก็ไม่ใช่เครื่องยนต์อ็อทโทประเภทตามมาตรฐานของ VDI (และสมาคมอื่น ๆ) เครื่องยนต์ที่มีนัยสำคัญเพียงอย่างเดียวคือเครื่องยนต์เลอนัวร์ เครื่องยนต์ของเขาเป็นเครื่องยนต์แรกที่เข้าสู่การผลิตจำนวนมาก เลอนัวร์ขายเครื่องยนต์ได้ประมาณ 700 ตัวในที่สุด

การผลิต
มีการผลิตเครื่องยนต์มากกว่า 50,000 ตัวในช่วง 17 ปีหลังเปิดตัว

เกียรติยศ
อ็อทโทได้รับเกียรติมากมายสำหรับเครื่องยนต์ของเขา
เครื่องยนต์บรรยากาศ ค.ศ. 1864 ได้รับรางวัลเหรียญทองในงานนิทรรศการโลก 1867 ในปารีส
ใน ค.ศ. 1882 อ็อทโทได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิตกิตติมศักดิ์จากมหาวิทยาลัยเวือทซ์บวร์ค
บ้านของเขาได้รับการดัดแปลงให้เป็นพิพิธภัณฑ์ ซึ่งได้รับการส่งเสริมโดยรัฐบาลท้องถิ่น
ใน ค.ศ. 1936 ศาสตราจารย์นาเกิล (Professor Nagël) หัวหน้าสมาคมวิศวกรเยอรมัน ออกคำสั่งให้มาตรฐาน DIN 1940 ระบุว่า "เครื่องยนต์อ็อทโท" (Ottomotor) ให้ใช้กับเครื่องยนต์ทั้งหมดที่ดูดสารผสมเชื้อเพลิง อัดส่วนผสมนั้น และจุดระเบิดด้วยอุปกรณ์พิเศษ ซึ่งเป็นการแทนที่คำศัพท์อื่น ๆ เช่น "เครื่องยนต์ระเบิด" (explosion motor), "เครื่องยนต์ระเบิดรุนแรง" (detonation engine), "เครื่องยนต์เบนซิน" (benzine engine) และ "เครื่องยนต์จุดระเบิด" (ignition engine)

 ดูเพิ่ม 
 ประวัติศาสตร์เครื่องยนต์สันดาปภายใน
 นักประดิษฐ์และนักค้นพบชาวเยอรมัน

 อ้างอิง 

 Wise, David Burgess. "Daimler: Founder of the Four-Wheeler", in Northey, Tom, ed. World of Automobiles Volume 5, pp. 481–3. London: Orbis, 1974.

 แหล่งข้อมูลอื่น 
 —1877


หมวดหมู่:บุคคลที่เกิดในปี พ.ศ. 2375
หมวดหมู่:บุคคลที่เสียชีวิตในปี พ.ศ. 2434
หมวดหมู่:นักประดิษฐ์ชาวเยอรมันในศตวรรษที่ 19
หมวดหมู่:ผู้ก่อตั้งบริษัทชาวเยอรมัน
หมวดหมู่:นักธุรกิจชาวเยอรมันในศตวรรษที่ 19
หมวดหมู่:นักอุตสาหกรรมชาวเยอรมัน
หมวดหมู่:บุคคลที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน