Сэр Дугалд Клерк (иногда пишется как Дугалд Кларк ) KBE , LLD FRS [1] (1854, Глазго - 1932, Эвурст , Суррей) был шотландским инженером, который разработал первый в мире успешный двухтактный двигатель [2] [3] в 1878 году. [4] и запатентовал его в Англии в 1881 году. Он был выпускником Университета Андерсона в Глазго (ныне Университет Стратклайда ) и Йоркширского колледжа в Лидсе (ныне Университет Лидса ). Он основал фирму по интеллектуальной собственности сДжордж Кройдон Маркс , его зовут Marks & Clerk . Он был посвящен в рыцари 24 августа 1917 г. [5]
Сэр Дугальд Клерк | |
---|---|
Родившийся | Глазго , Шотландия, Великобритания | 31 марта 1854 г.
Умер | 12 ноября 1932 г. Юурст , Англия, Великобритания | (78 лет)
Национальность | Шотландский |
Гражданство | Британский |
Занятие | Инженер |
Известен | Разработан первый в мире успешный двухтактный двигатель. |
Жизнь
Дугальд Клерк родился в Глазго 31 марта 1854 года в семье машиниста Дональда Клерка и его жены Марты Симингтон. Он прошел частное обучение, а затем поступил в ученики в фирму «Х.О. Робинсон и Ко» в Глазго. С 1871 по 1876 год он учился в колледже Андерсона в Глазго, изучал инженерное дело, затем в Йоркширский колледж науки в Лидсе . Во время Первой мировой войны он был директором инженерных исследований Адмиралтейства. [6]
Он женился на Маргарет Хэнни в 1883 году.
Он умер в Юхерсте, графство Суррей, 12 ноября 1932 года.
Делопроизводство по двигателю внутреннего сгорания
Клерк начал работу над собственными двигателями в октябре 1878 года после модификации двигателя Брайтона свечой зажигания. Двигатели Брайтона (так называемые «Готовые двигатели» производились с 1872 по 1876 годы) и были одними из первых двигателей, которые успешно использовали сжатие и сжигание топлива в цилиндре. До этого времени доступными коммерческими двигателями был двигатель Ленуара с 1860 года, двигатель без сжатия, который работал по двухтактному циклу двойного действия, но потратил половину каждого такта на всасывание газа в цилиндр. Двигатель Hugon был немного улучшенной версией, но оба были довольно неэффективными (95 и 85 кубических футов газа на л.с. в час соответственно). Следующим доступным коммерческим двигателем (с 1867 г.) был Otto & Langen - двигатель со свободным поршнем без сжатия, который использовал атмосферное давление для рабочего хода и потреблял примерно половину газа двигателей Ленуара и Хьюгона. В мае 1876 года Отто разработал свой двигатель, использующий четырехтактный цикл одностороннего действия со сжатием в цилиндре. Клерк решил разработать двигатель, использующий сжатие, но с двухтактным циклом, так как он видел выгоду для веса и плавности работы за счет вдвое большего количества тактов мощности.
«Первоначальный эксперимент Клерка с двигателем, готовым к Брайтону в 1878 году, привел его к внесению улучшений, которые в конечном итоге привели к развитию двухтактного цикла. Двигатель Клерка использовал компрессию и новую систему зажигания», один из них был выставлен в июле 1879 года. Однако только в конце 1880 года ему удалось создать двигатель Clerk, работающий на двухтактном цикле, который стал коммерческим продуктом. Клерк заявляет: «Двигатель Clerk, представленный в настоящее время на рынке, был первым, кому удалось внедрить сжатие этого типа в сочетании с воспламенением на каждом обороте; многие попытки ранее были предприняты другими изобретателями, включая г-на Отто и г-на Кроссли, но все они потерпели неудачу в производстве двигателя, пользующегося спросом. Только недавно господа Кроссли создали двигатель Отто в его сдвоенной форме, и поэтому им удалось получить импульс на каждом шагу ».
Дугалд Клерк был автором 3 всеобъемлющих книг, охватывающих развитие нефтегазового двигателя с самого начала, и включающих подробности его собственной работы в этой области. Первое издание было выпущено в 1886 году, и примечания здесь взяты из 7-го издания [7], исправленного и обновленного до 1896 года. В «Газовых и нефтяных двигателях» [7] Клерк ссылается на важные более ранние патенты на газовые двигатели. Барнетт в 1838 году и Райт в 1833 году.
Клерк цикл
В 1878 году Клерк получил двигатель Brayton "Ready Motor", изготовленный в 1872–1876 годах Джорджем Брайтоном в Филадельфии, штат Пенсильвания, США. Клерк подумал, может ли он улучшить работу двигателя. Вскоре он оснастил двигатель свечой зажигания и улучшенной топливной системой. Первоначально Клерк использовал один цилиндр для сжатия, а другой - для расширения. В какой-то момент произошел взрыв, в результате которого двигатель разбился на две части. Двигатель был отремонтирован и выставлен на продажу в 1879 году. Позже Клерк решил отказаться от использования нагнетательного цилиндра для сжатия и использовать его только для подачи воздушно-топливной смеси в силовой цилиндр.
Цикл Отто был запатентован в 1876 году и сразу же признан имеющим важное практическое значение. [4] Клерк быстро последовал за своей концепцией двухтактного двигателя 1880 года, который не нарушал бы патент Отто ( четырехтактный двигатель). [4]
Клерк описывает двигатель Кембелла, использующий его цикл, следующим образом: [7] «Он имеет два цилиндра, соответственно насос и двигатель, приводимые в действие кривошипами, расположенными почти под прямым углом друг к другу, при этом кривошип насоса впереди. Насос принимает заряд газа и воздуха, а поршень мотора выходит за отверстие на боковой стороне цилиндра на конце своего хода, чтобы выпустить выхлопные газы. Когда давление в цилиндре мотора падает до атмосферного, насос нагнетает свой заряд в задняя крышка моторного цилиндра через обратный клапан, вытесняя перед собой продукты сгорания через выхлопное отверстие; затем поршень мотора возвращается, сжимая содержимое цилиндра в пространстве сжатия. Затем происходит выстрел и поршень его рабочий ход. Это цикл Клерка ".
В двигателе Clerk используются автоматические тарельчатые клапаны для впускного воздуха и газа (один с пружиной, другой без), а также отверстие в цилиндре, открытое поршнем для выпускного клапана. Ссылки на двигатель Clerk с золотниковым клапаном могут относиться к более ранним экспериментам с двигателем типа Ленуара . Зажигание осуществляется переносом внешнего пламени с использованием модификации метода, разработанного им в 1878 году.
В большинстве конструкций двигателей, предшествующих двигателю Отто (и двигателю Клерка), например, конструкции де Риваза , братьев Ньепс , Жана Жозефа Этьена Ленуара , Сэмюэля Мори и других, действительно использовались двухтактные двигатели, которые были «естественными». во времена паровой машины . Значительным вкладом Клерка было внедрение компрессии в стиле Отто в двухтактный двигатель, что привело к обновлению его эффективности (для 1880-х годов). Несколько производителей приняли цикл Clerk в краткосрочной перспективе, хотя коммерческие аспекты, такие как патенты на четырехтактный цикл, были частью этого. Много лет спустя двухтактный двигатель для дизелей большой мощности с турбонагнетателем или нагнетателем стал обычным явлением, например, на кораблях и железнодорожных локомотивах. Благодаря открытым коленчатым валам и преимуществам более высокого отношения мощности к весу эти двигатели тесно связаны с концепциями Dugald Clerk и Clerk Cycle.
Насосный цилиндр против нагнетателя
Двигатель Клерка состоял из двух цилиндров - одного рабочего цилиндра и дополнительного цилиндра для зарядки цилиндра, выбрасывая выхлопные газы через отверстие, открытое поршнем. Некоторые источники считают этот дополнительный цилиндр первым в мире [8] нагнетателем . Сам Клерк заявляет, что «это не компрессионный насос, и он не предназначен для сжатия перед введением в двигатель, а просто для приложения силы, достаточной для пропускания газов через подъемный клапан в цилиндр двигателя и вытеснения сгоревших газов. сбросив их в выхлопную трубу ". Следовательно, источники признают его вместо этого «насосным цилиндром», указывая на то, что он на самом деле не сжимал топливно-воздушную смесь, а просто перемещал свежую смесь в рабочий цилиндр, чтобы вытеснить ранее сгоревшие газы. [3] [4]
Клеркский двигатель против современного двухтактного двигателя
Оригинальный дизайн Клерка не позволял строить двигатели меньшего размера, так как требовал вышеупомянутого дополнительного насосного цилиндра для каждого рабочего цилиндра. [2] [3] Решающее упрощение концепции, сделавшее возможным для массового рынка небольшие, но мощные двухтактные двигатели, было запатентовано Джозефом Дей [3] в 1894 году [2].
- Джозеф Дэй, конструкция трехходового [9] двухтактного двигателя
- Нэша, конструкция двухходового [9] двухтактного двигателя
- Робсон, конструкция двухтактного двигателя с подпоршневой [9] продувкой
- Филдинг, конструкция прямоточного [9] двухтактного двигателя.
Оружие
|
Смотрите также
- Джозеф Дэй
- Джон Флеминг (1 июня 2000 г.). Полное руководство по дизельным судовым двигателям . Бристольские публикации моды. ISBN 1-892216-24-8.
- История двигателя внутреннего сгорания
Библиография
- Клерк, Дугальд (1882). Теория газового двигателя . Нью-Йорк: Д. Ван Ностранд.
- Клерк, Дугальд (1886). Газовый и нефтяной двигатель . Лондон: Longman, Green & Co .
Рекомендации
- ^ r., HR (1933). "Сэр Дугальд Клерк. 1854-1932" . Уведомления о некрологе членов Королевского общества . 1 (2): 101–102. DOI : 10,1098 / rsbm.1933.0004 .
- ^ а б в «Забытый герой: человек, который изобрел двухтактный двигатель» . Дэвид Бутройд, VU . Архивировано из оригинала 15 декабря 2004 года . Проверено 19 января 2005 года .
- ^ а б в г Нанни, MJ (2007). Техника легких и тяжелых автомобилей (4-е изд.). Оксфорд, Англия: Elsevier Butterworth-Heinemann. С. 6–8. ISBN 978-0-7506-8037-0.
- ^ а б в г Бикрофт, Дэвид (2008). История американского автомобилестроения . lulu.com. С. 64–65. ISBN 978-0-557-05575-3.
- ^ «№ 13133» . Эдинбургская газета . 27 августа 1917 г. с. 1785.
- ^ https://www.royalsoced.org.uk/cms/files/fellows/biographic_index/fells_indexp1.pdf [ мертвая ссылка ]
- ^ a b c Дугальд Клерк, «Газовые и нефтяные двигатели», Longman Green & Co, 1897.
- ^ Ян Макнил, изд. (1990). Энциклопедия истории техники . Лондон: Рутледж. стр. 315 -321. ISBN 0-203-19211-7.
двигатель Rateau.
- ^ а б в г Эджингтон, Дэвид В. (2004). Старые стационарные двигатели (2-е изд. Перераб. И доп. Изд.). Принцы Рисборо: Шир. С. 8–9. ISBN 0-7478-0594-6.
- ^ "Goldsmiths Hall, 26 Clerk D" . Баз Мэннинг . Проверено 18 декабря 2020 .
Внешние ссылки
- Работы, написанные Дугальдом Клерком или о нем в Википедии