Герберт Акройд-Стюарт (28 января 1864 — 19 февраля 1927) был английским изобретателем, известным своим изобретением двигателя с горячей лампой или двигателя на тяжелом топливе .
Акройд-Стюарт родился в Галифаксе , Йоркшир , но в ранние годы некоторое время жил в Австралии . Он получил образование в гимназии Ньюбери (ныне школа Св. Варфоломея ) и техническом колледже Финсбери в Лондоне . Он был сыном Чарльза Стюарта, основателя завода по производству железа и жести в Блетчли, который присоединился к своему отцу в бизнесе в 1887 году .
В 1885 году Акройд Стюарт случайно пролил парафиновое масло (керосин) в горшок с расплавленным оловом . Парафиновое масло испарялось и загоралось при контакте с керосиновой лампой . Это натолкнуло его на мысль изучить возможность использования парафинового масла (очень похожего на современное дизельное топливо ) для двигателя, которое, в отличие от бензина, трудно испарять в карбюраторе, поскольку его летучесть недостаточна.
Его первые прототипы двигателей были построены в 1886 году. В 1890 году в сотрудничестве с Чарльзом Ричардом Бинни он подал заявку на патент 7146 для компании « Ричард Хорнсби и сыновья Грэнтэма » , Линкольншир , Англия. Патент назывался: «Усовершенствования двигателей, работающих при взрыве смесей горючих паров или газа и воздуха» . [2] Один такой двигатель был продан Санитарному управлению Ньюпорта, но степень сжатия была слишком низкой, чтобы запустить его на холоде, и для его запуска требовалась тепловая припарка. [3]
Двигатели Акройда-Стюарта были построены 26 июня 1891 года компанией Ричард Хорнсби и сыновья как запатентованный масляный двигатель Хорнсби Акройда по лицензии и впервые были проданы на коммерческой основе 8 июля 1892 года. Это был первый двигатель внутреннего сгорания, в котором использовалась система впрыска топлива под давлением . [4]
В двигателе Хорнсби-Акройда использовалась сравнительно низкая степень сжатия, поэтому температура воздуха, сжимаемого в камере сгорания в конце такта сжатия, не была достаточно высокой для инициирования сгорания. Вместо этого сгорание происходило в отдельной камере сгорания, «испарителе» (также называемом «горячей колбой»), установленном на головке блока цилиндров, в который распылялось топливо. Он был соединен с цилиндром узким проходом и во время работы нагревался либо охлаждающей жидкостью цилиндра, либо выхлопными газами; Для запуска использовалось внешнее пламя, например паяльная лампа. Самовоспламенение произошло от контакта топливно-воздушной смеси с горячими стенками испарителя. [5] При сжатии колбы к очень узкой горловине в месте ее прикрепления к цилиндру создавалась высокая степень турбулентности, когда воспламеняющиеся газы вырывались через горловину в цилиндр, где сгорание завершалось. По мере увеличения нагрузки на двигатель увеличивалась и температура лампочки, что приводило к увеличению периода зажигания; для противодействия преждевременному возгоранию в воздухозаборник капали воду. [6]
Двигатели с горячей лампой производились до конца 1920-х годов, их часто называли «полудизелями», хотя они были не так эффективны, как двигатели с воспламенением от сжатия. Их преимущество заключалось в сравнительной простоте, поскольку им не требовался воздушный компрессор, использовавшийся в ранних дизельных двигателях; Топливо впрыскивалось механически (твердый впрыск) в начале такта сжатия, при гораздо более низком давлении, чем в дизельных двигателях. [5]
Ричард Хорнсби и сыновья построили первый в мире железнодорожный локомотив LACHESIS с масляным двигателем для Королевского арсенала в Вулидже , Англия, в 1896 году. Они также построили первый автомобиль с двигателем от сжатия.
Подобные двигатели были построены компанией Bolinder в Швеции , и некоторые из них до сих пор используются в лодках, проходящих по каналам .
Двигатели с термобаллонами были построены в США компанией De La Vergne из Нью-Йорка , позже — New York Detecting Company, которая изобрела современный холодильник в 1930 году и приобрела лицензию в 1893 году.
И дизельный двигатель, и двигатель Акройда работают на одном и том же виде топлива — нефтяном масле , что привело к спору о том, основан ли дизельный двигатель на двигателе Акройда. [7] Тот факт, что принцип работы дизельного двигателя отличается от принципа работы, описанного Рудольфом Дизелем в его эссе « Теория и конструкция рационального теплового двигателя», еще больше способствовал этому. Двигатель Акройда был первым функциональным двигателем внутреннего сгорания, который мог использовать в качестве топлива нефтяное масло. [8] Он был введен в эксплуатацию в 1891 году, за шесть лет до первого запуска дизельного двигателя. Однако после того, как дизельный двигатель оказался успешным, «Дизельный двигатель» стал синонимом двигателя, работающего на любом виде нефтяного масла. «Нефтяные двигатели», в которых использовался принцип работы Акройда, получили название «Полудизельные», а название «Акройд», которое раньше ассоциировалось с нефтяными двигателями, вышло из употребления. Поэтому Герберт Акройд Стюарт в начале 20 века стремился заменить термин «дизельный двигатель» на «двигатель Акройда». [9]
Герберт Акройд Стюарт имел два патента, № 7146 « Усовершенствования двигателей, работающих за счет взрыва смесей горючих паров или газа и воздуха» , и № 15994. В первом принцип работы двигателя Акройда описывается следующим образом: «… на желаемой части этого такта сжатия подача жидкого углеводорода в виде распыления принудительно подается в нагретый испаритель, который почти мгновенно превращает его в газ...». Ранние двигатели Акройда действительно работали по этому принципу. [8] Рудольф Дизель имел патент на процесс сгорания, описанный в его эссе (DRP 67207). Дизельный двигатель не работает ни по процессу, описанному в патенте Акройда, ни по процессу, описанному в патенте DRP 67207. Вместо этого он работает по другому принципу работы, также изобретенному Рудольфом Дизелем (запатентован в 1893 году, DRP 82168), поэтому Дизель фактически является изобретателем дизельного двигателя. Однако Дизель никогда не признавал, что его двигатель работает по «секретному» принципу работы, и утверждал, что дизельный двигатель работает по (невозможному) рабочему процессу, описанному в патенте DRP 67207. [10]
Ключевое различие между двигателями Акройда и дизельными двигателями заключается в зажигании: в двигателе Акройда устройство зажигания – так называемая «горячая колба» или «испаритель» – воспламеняет топливо, поскольку компрессия слишком низкая для воспламенения от сжатия (< 300 кПа). С другой стороны, дизельный двигатель не имеет дискретных устройств зажигания. Вместо этого топливо воспламеняется из-за сильного нагрева, вызванного исключительно сжатием поршня внутри цилиндра (> 3000 кПа). [11] Поскольку более высокая степень сжатия приводит к повышению эффективности, двигатель Акройда с более низким давлением потребляет примерно на 80% больше топлива, чем дизельный двигатель, выполняющий ту же работу. [12]
В 1900 году он переехал в Австралию и вместе со своим братом Чарльзом основал компанию Sanders & Stuart, а в конце жизни вернулся в Йоркшир , Англия . Он умер 19 февраля 1927 года в Галифаксе [13] от рака горла и был похоронен в церкви Всех душ в Буттауне , Галифакс .
Начиная с 1928 года , в Ноттингемском университете в память об Акройде-Стюарте время от времени проводились лекции в память об Акройде-Стюарте. Одну из них прочитал сэр Фрэнк Уиттл в 1946 году. Акройд Стюарт работал с профессором Уильямом Робинсоном в конце 19 века, который был профессором инженерных наук. с 1890 по 1924 год в Университетском колледже Ноттингема.
Акройд-Стюарт также оставил деньги Институту инженеров-механиков , Королевскому аэронавтическому обществу и Институту морской инженерии , которые обеспечили вручение им соответствующих премий Акройда-Стюарта, проводимых раз в два года.