Передача работы поршня на вал двигателя осуществлялась через механизм, состоявший из зубчатой рейки и зубчатого колеса. Надо заметить, что сильный шум быстро движущейся рейки производил крайне невыгодное впечатление. Только после того как было установлено, что коэффициент полезного действия этой странной машины, столь не похожей на все известные двигатели, достигает четырнадцати процентов, некий механик Шеттер решился купить машину для своей мастерской.
Дела новой фирмы шли плохо. За три года компаньоны вложили в предприятие столько труда и денег, что окупить их продажей нескольких машин было невозможно. Расчеты на продажу патентов не оправдались. Охваченный сомнениями и готовый бросить все дело, Ланген согласился все же еще на один решительный шаг — продемонстрировать машину на Парижской выставке. Для выставки построили специальную машину, в конструкцию которой Отто внес некоторые изменения, главным образом чтобы уменьшить шум и придать двигателю более привлекательный вид.
На Парижской выставке 1867 года демонстрировалось полтора десятка газовых двигателей разных систем. Центральное место занимали машины Ленуара и Югона, конкурировавшие друг с другом. Возле них, очень приятных на вид и внешне ничем не отличавшихся от обычной паровой машины, к которой уже привык глаз, вертикальная машина Отто с громыхающей рейкой и взлетающим поршнем производила неприятное впечатление.
Жюри выставки прошло бы мимо этой немецкой машины, если бы в числе судей не находился друг Лангена, инженер Франц Рело, специалист по теории машин и механизмов, профессор Берлинского университета.
Рело потребовал от жюри, чтобы машина Отто была испытана.
«Невозможно оценить новое изобретение по внешнему виду, — писал он в своем заявлении по этому поводу. — Решение жюри должно основываться не на внешнем виде машины, а на ее достоинствах и прежде всего на ее экономической выгодности».
Мнение Рело победило, хотя французы, входившие в состав жюри, и не очень благосклонно относились к немецкой машине. Испытания были произведены и дали неожиданные результаты: машина Отто расходовала лишь третью часть газа и половину смазочного материала, потреблявшихся машинами Ленуара и Югона.
Жюри присудило золотую медаль двигателю Отто, а серебряную — Ленуару. Решение жюри привлекло к новой машине внимание. Компаньоны вздохнули облегченно, увозя с собой из Франции ряд заказов.
Разумеется, потребовалось расширение производства, В дело был вовлечен отец Лангена. Новые компаньоны организовали завод газовых двигателей в местечке Дейтц, возле Кельна. Здесь и было начато серийное производство машин под маркой «Отто-Дейтц».
К концу года Отто сдал заказчикам двадцать две машины. Он мечтал теперь о выпуске дешевого, не очень громоздкого газогенератора, чтобы расширить возможность применения двигателя. Но до полного торжества было еще далеко. Предприятие требовало постоянно новых и новых средств, все еще не принося дохода. Компаньоны частенько опускали руки, и если Ланген не бросил в это время дела, то только благодаря постоянной поддержке Рело, который писал ему:
«Прошу тебя, выдержи все, пока еще позволяет финансовое положение. Ведь дело подвинулось настолько, что главные трудности преодолены. Если ты теперь все бросишь, то прибыль уйдет в чужие руки, как и слава, не говоря о большем. Идеи требуют жертв — это доказано на протяжении всей истории техники не раз. Только жертвы ставят нас на высоту, которую потом оценят люди. Читаю ли, пишу ли или размышляю о паровой машине, я сто раз вспоминаю вашу машину и преисполняюсь гордостью за тебя… Подумай о том времени, когда через полвека газовая машина достигнет развития, как паровая машина…»
В январе 1872 года последовала новая реорганизация фирмы, превращенной в «Акционерное общество газомоторной фабрики Отто-Дейтц». Для постановки производства Ланген пригласил инженера Готлиба Даймлера. Даймлер набрал штат высококвалифицированных рабочих и внес в дело свою собственную изобретательность, опыт и знания.
Теперь, когда Отто располагал помощью таких машиностроителей, как Ланген и Даймлер, он решил вернуться к своей старой идее — создать газовый двигатель прямого действия.
В течение многих лет посреди небольшого, угрюмого, типичного для капиталистического предприятия фабричного двора, в специальной конторе на возвышении, за стеклянными стенами сидел Николай Отто и прилежно, как аккуратный купец, вел торговые дела фирмы. С чувством удовлетворения смотрел он через стекла по сторонам, радуясь шуму и суете вокруг себя. Завод едва успевал выполнять в срок заказы. Хотя мощность выпускаемых машин не превышала двух-трех лошадиных сил, они находили себе широкий спрос в мелкой промышленности — в типографиях, кустарных производствах, мастерских, небольших насосных установках.
Конструктивно атмосферный газовый двигатель был закончен. Мысли Отто давно уже не возвращались к нему. Он мечтал об ином деле, и сердце его было все-таки не здесь, не в стеклянной конторе, а в маленькой лаборатории, построенной в недоступном для посторонних глаз углу фабрики, за толстой каменной стеной. Здесь проводил Отто свободные часы. Сюда свозились все газовые машины, созданные отдельными конструкторами и построенные различными фирмами; тут они изучались неутомимым изобретателем, испытывались и сдавались потом в музей, ставший впоследствии одной из достопримечательностей фирмы.
История создания газового двигателя и методы работы Отто чрезвычайно характерны для своего времени. Не имея ни теоретического багажа, ни серьезного практического опыта, Отто ощущал только в полной мере запрос своего времени и стремился к тому, чтобы нажиться на нем.
Свободные часы Отто проводил в своей маленькой лаборатории.
В его работах нет блеска гения, сверкающего проникновением в природу вещей, но зато они исполнены постоянством стремления.
Все чаще и чаще в эти поздние вечера и бессонные ночи мысли Отто возвращались к его первоначальной идее — четырехтактной газовой машине прямого действия. Атмосферный двигатель принес изобретателю большой опыт. Теперь он знал, что спокойный ход двигателя достигается только при работе на бедной газовой смеси, хотя при такой смеси часто и не получается своевременного взрыва. Первая задача поэтому сводилась к тому, чтобы достичь надежного зажигания в цилиндре при работе бедной газом смесью. Решение этой задачи долго не давалось запертому в своей стеклянной конторке купцу.
Но вот однажды, глядя через стекла конторки на дым фабричной трубы, выходивший сначала густыми клубами, а затем постепенно рассеивавшийся, Отто вдруг сообразил, что можно впускать в цилиндр в такой же последовательности горючую смесь, сначала бедную, а затем более насыщенную газом, с тем чтобы в момент зажигания, в месте его действия, находилась как раз богатая газом смесь.
Как только эта догадка явилась, торговые книги были отложены в сторону и Отто всецело ушел в работу над изучением рабочего процесса в двигателе с неоднородной газовой смесью. Прежнюю идею четырехтактного двигателя Отто ведь и оставил только потому, что не мог добиться спокойного хода. Теперь, когда, казалось, задача была решена, Отто принялся за разработку своей первоначальной конструкции.
В начале 1876 года построенная Даймлером по указаниям Отто опытная машина была доставлена ему в лабораторию и здесь подверглась предварительным испытаниям. Испытания прошли блестяще. В следующем, 1877 году Отто взял патент на рабочий процесс двигателя, состоящий из четырех моментов: всасывания газовой смеси в цилиндр, сжатия смеси, взрыва ее и выпуска отработавших продуктов сгорания.
Надо заметить, что Отто отнес успех новой конструкции за счет замедленного сгорания. В действительности весь успех новой машины зависел от предварительного сжатия. От замедленного сгорания очень скоро пришлось вовсе отказаться, так как при дальнейших опытах выяснилось, что оно на деле не достигается и только усложняет конструкцию.
В этой ошибке было одно достоинство: она вернула машиностроителей к новой попытке осуществить четырехтактный рабочий процесс. На этот раз, при помощи Даймлера и Лангена, Отто и удалось построить одноцилиндровый четырехтактный газовый двигатель.
В 1878 году предстояло открытие третьей Всемирной выставки в Париже. Компаньоны решили впервые показать новый двигатель именно здесь. Конечно, к этому толкали успех атмосферного двигателя на предыдущей выставке и приглашение Рело.
Легко себе представить, с какой тщательностью был сконструирован этот выставочный двигатель, над которым работали Даймлер, Ланген и Отто. Успех нового двигателя был обеспечен. Двигатель Отто Рело объявил «величайшим изобретением в области двигателей со времен Уатта, которое будет иметь влияние на все будущее развитие двигателей».
