Войти
1893 моторное масло Хорнсби-Эйкройд в музее Линкольншир жизни, Линкольн, Англия 
Масляный двигатель Hornsby-Akroyd мощностью 14 л.с. на выставке Great Dorset Steam Fair в 2008 г. Моторное масло Хорнсби-Эйкройд, названный в честь его изобретателя Герберта Эйкройд Стюарта и производителя Ричарда Хорнсби amp; 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 были наложены правовые ограничения на их транспортировку и хранение. Более тяжелые нефтяные топлива, такие как керосин, были довольно распространены, поскольку они использовались для освещения, но создавали определенные проблемы при использовании в двигателях внутреннего сгорания: масло, используемое в качестве моторного топлива, должно переходить в парообразное состояние и оставаться в этом состоянии во время сжатия. Кроме того, сгорание топлива должно быть мощным, регулярным и полным, чтобы избежать отложений, которые забивают клапаны и рабочие части двигателя.
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. Другие масляные 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 и Эмиль Капитан - одни из наиболее известных. Однако наиболее удачным оказался дизайн Герберта Акройда Стюарта.
Схема двигателя с ранним испарением масла 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 amp; Sons of Grantham, Линкольншир, Англия. Патент был озаглавлен: «Усовершенствования двигателей, работающих на взрыве смесей горючего пара или газа и воздуха».
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.
Прижимая колбу 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 на двигатель увеличивалась и температура лампы, что приводило к увеличению периода зажигания; для противодействия преждевременному возгоранию в воздухозаборник капали воду.
Двигатель Стюарта имеет четырехтактную конструкцию. 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.
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 применения были построены на предприятиях J. V. Svensons Automobilfabrik, Bolinders, Lysekils Mekaniska Verkstad, Pythagoras Engine Factory и многих других заводах в Швеции.
Смотрите также: История двигателя внутреннего сгоранияДвигатель Акройда-Стюарта был первым двигателем внутреннего сгорания, в котором использовалась система впрыска топлива под давлением, а также первым, в котором использовалась отдельная испаряющаяся камера сгорания. Это предшественник всех двигателей с горячей лампой, которые считаются своего рода предшественниками аналогичного дизельного двигателя, разработанного несколькими годами позже.
Однако масляный двигатель Хорнсби-Акройда 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 топливного насоса высокого давления.
Двигатель с испаряющимся маслом Двигатели Akroyd-Stuart были построены с 26 июня 1891 года компанией Richard Hornsby amp; Sons в Грэнтэме, крупным производителем паровых двигателей и сельскохозяйственного оборудования, как патентованный масляный двигатель Hornsby Akroyd по лицензии, и были впервые 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.
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. Эта конструкция масляного двигателя Хорнсби-Акройда оказалась 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 первого трансатлантического радио Гульельмо Маркони. транслировать.
