Моторное масло Хорнсби-Эйкройд , названный в честь его изобретателя Герберта Эйкройд Стюарта и производителя Ричарда Хорнсби & Sons , был первым успешным дизайном из двигателя внутреннего сгорания с использованием тяжелой нефти в качестве топлива. Он был первым, кто использовал отдельную камеру сгорания с испарением, и является предшественником всех двигателей с горячей лампой , которые считаются предшественниками аналогичного дизельного двигателя , разработанного несколькими годами позже.
Первые двигатели внутреннего сгорания довольно успешно работали на газообразном и легком нефтяном топливе. Однако из-за опасного характера нефти и легкого нефтяного топлива на их транспортировку и хранение были наложены правовые ограничения. [ требуется разъяснение ] Более тяжелые виды нефтяного топлива, такие как керосин , были довольно распространены, поскольку они использовались для освещения, но создавали определенные проблемы при использовании в двигателях внутреннего сгорания: масло, используемое для моторного топлива, должно быть переведено в парообразное состояние и оставаться в нем. состояние при сжатии. Кроме того, сгорание топлива должно быть мощным, регулярным и полным, чтобы избежать отложений, которые забивают клапаны и рабочие части двигателя.
Ранние нефтяные двигатели [ править ]
Самое раннее упоминание о масляном двигателе было сделано Робертом Стритом в его английском патенте № 1983–1794 гг., И, согласно Хорсту О. Харденбергу, есть свидетельства того, что он построил рабочую версию. [1] [2] Другие нефтяные двигатели были впоследствии построены Этьеном Ленуаром , Зигфридом Маркусом , Юлиусом Хоком из Вены и Джорджем Брайтоном в 19 веке. В 1807 году Нисефор Ньепс построил работающий двигатель, приводимый в действие мхом и угольным порошком. Pyreolophore , который работает на лодке вверх по реке Соне. Все эти двигатели, за исключением двигателя Брайтона, не имели компрессии.
Другие внесли улучшения в масляный двигатель; Уильям Дент Пристман [3] и Эмиль Капитан [4] - одни из наиболее известных. Однако наиболее удачным оказался дизайн Герберта Акройда Стюарта .
Двигатель Герберта Акройда Стюарта [ править ]
Первые прототипы двигателей Герберта Акройда Стюарта были построены в 1886 году. В 1890 году в сотрудничестве с Чарльзом Ричардом Бинни он подал патент 7146 на компанию Richard Hornsby & Sons of Grantham , Линкольншир , Англия. Патент был озаглавлен: «Усовершенствования двигателей, работающих на взрыве смесей горючего пара или газа и воздуха» . [5]
Камера сгорания с испарением [ править ]
Конструкция масляного двигателя Стюарта была простой, надежной и экономичной. Он имел сравнительно низкую степень сжатия , так что температура воздуха, сжатого в камере сгорания в конце такта сжатия, была недостаточно высокой для инициирования сгорания. Вместо этого сгорание происходило в отдельной камере сгорания, «испаритель» (также называемый «горячая колба»), установленный на головке блока цилиндров, в который распылялось топливо. Он соединялся с цилиндром узким каналом и нагревался либо охлаждающей жидкостью цилиндра, либо выхлопными газами во время работы; для зажигания использовалось внешнее пламя, такое как паяльная лампа. Самовоспламенение произошло от контакта топливовоздушной смеси с горячими стенками испарителя. [6]
При сжатии колбы к очень узкой горловине, где она прикреплялась к цилиндру, создавалась высокая степень турбулентности, поскольку воспламеняющиеся газы проникали через горловину в цилиндр, где сгорание завершалось. По мере увеличения нагрузки двигателя увеличивалась и температура колбы, что приводило к увеличению периода зажигания; для противодействия преждевременному возгоранию в воздухозаборник капали воду. [7]
Четырехтактный масляный двигатель [ править ]
Двигатель Стюарта четырехтактный . Во время такта впуска (1) свежий воздух подается в цилиндр через впускной клапан с механическим управлением. Одновременно в испаритель впрыскивается масло. Пары масла почти полностью удерживаются в камере испарителя. Это облако горячего масляного пара слишком богато, чтобы поддерживать горение. На такте сжатия (2) поршня свежий воздух нагнетается через узкую шейку в испаритель. Как только сжатие завершено, смесь подходит для поддержания горения, и происходит воспламенение, толкающее поршень во время такта расширения (3). Затем во время хода (4) выпускается выхлопной газ.
Двухтактные двигатели с горячей лампой [ править ]
Спустя несколько лет конструкция Акройд-Стюарта получила дальнейшее развитие в Соединенных Штатах немецкими эмигрантами Миц и Вайс, которые объединили двигатель с горячей лампой с двухтактным принципом продувки , разработанным Джозефом Дэем, чтобы обеспечить почти вдвое большую мощность, поскольку по сравнению с четырехтактным двигателем того же размера. Подобные двигатели для сельскохозяйственного и морского использования были построены J. V. Svensons Automobilfabrik, Bolinders , Lysekils Mekaniska Verkstad, Pythagoras Engine Factory и многими другими заводами в Швеции.
Сравнение с дизельным двигателем [ править ]
Двигатель Акройда-Стюарт был первым двигателем внутреннего сгорания использовать под давлением впрыска топлива системы [8] , а также первого использованием отдельной камеры сгорания vapourising. Это предшественник всех двигателей с горячей лампой , которые считаются своего рода предшественниками аналогичного дизельного двигателя , разработанного несколькими годами позже.
Однако масляный двигатель Hornsby-Akroyd и другие двигатели с горячей лампой заметно отличаются от конструкции Рудольфа Дизеля , в которой воспламенение происходит только за счет тепла сжатия: масляный двигатель будет иметь приличную степень сжатия от 3: 1 до 5: 1, где типичный дизельный двигатель будет иметь гораздо более сложную степень сжатия в диапазоне от 15: 1 до 20: 1, что делает его намного более эффективным. Кроме того, топливо легко впрыскивается во время раннего такта впуска, а не на пике сжатия с помощью дизельного насоса высокого давления . [9]
Первый серийный масляный двигатель [ править ]
Двигатели Акройд-Стюарт были построены с 26 июня 1891 года компанией Richard Hornsby & Sons в Грэнтэме , крупным производителем паровых двигателей и сельскохозяйственного оборудования, как патентованный нефтяной двигатель Hornsby Akroyd по лицензии, и впервые были проданы коммерчески 8 июля 1892 года. Другие инженерные компании им был предложен вариант производства двигателя, но они увидели в этом угрозу для своего бизнеса и поэтому отклонили предложение.
Адаптация к воспламенению от сжатия [ править ]
В 1892 году Т. Х. Бартон из Хорнсбиса усовершенствовал двигатель, заменив испаритель новой головкой блока цилиндров и увеличив степень сжатия, чтобы двигатель работал только на сжатии, еще до создания двигателя Рудольфа Дизеля. [10] Эта конструкция масляного двигателя Хорнсби-Акройда была чрезвычайно успешной: в период с 1891 по 1905 год было произведено 32 417 двигателей. Они будут обеспечивать электричеством освещение Тадж-Махала , Гибралтарской скалы , Статуи Свободы (выбранной после того, как Хорнсби выиграл приз нефтяного двигателя на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году), многих маяков и для питания Гульельмо Маркони.первая трансатлантическая радиопередача.
См. Также [ править ]
- Двигатель с горячей лампочкой
- История двигателя внутреннего сгорания
Заметки [ править ]
- ^ "Водородный двигатель | Ранняя история двигателей внутреннего сгорания" . www3.eng.cam.ac.uk . Проверено 1 августа 2019 .
- ^ "Средние века двигателя внутреннего сгорания 1794-1886: Хорст О. Харденберг: 9780768003918" . www.bookdepository.com . Проверено 1 августа 2019 .
- ^ "Масляный двигатель Priestman, 1895 г .;" . webarchive.nationalarchives.gov.uk . Архивировано из оригинала на 2017-04-09 . Проверено 1 августа 2019 .
- ^ Клерк, Д. «Нефтяные двигатели, взятые из газовых и нефтяных двигателей» . Газовый двигатель . Проверено 1 августа 2019 .
- ^ "Нефтяной двигатель Акройд" . Ray Hooley's - Ruston-Hornsby - Engine Pages. Архивировано из оригинала на 2011-05-24 . Проверено 29 июля 2007 .
- ^ Макнил, Ян (1990). Энциклопедия истории техники . Тейлор и Фрэнсис. С. 310–311 . ISBN 0-415-01306-2.
- ^ Wrangham, Д. (1956). Теория и практика тепловых двигателей . Издательство Кембриджского университета. п. 664.
- ^ Рэнсом-Уоллис, Патрик (2001). Иллюстрированная энциклопедия железнодорожных локомотивов мира . Courier Dover Publications. п. 27. ISBN 0-486-41247-4.
- ^ Патент США 502837 Двигатель работает при взрыве смеси газа или углеводородного пара и воздуха, от 8 августа, 1893. линии 45.
- ^ «История дизельных двигателей - от прошлого к настоящему» . Запчасти для дизельных двигателей . 2016-12-28 . Проверено 1 августа 2019 .
Внешние ссылки [ править ]
 | Поищите информацию о моторном масле hornsby-akroyd в Викисловаре, бесплатном словаре. |
- Нефтяной двигатель Ричарда Хорнсби
Видеоклипы [ править ]
- Бегущий Хорнсби-Акройд-Мотор (1905) ( Грейт-Дорсетская паровая ярмарка , 2005)
