Джордж Брайтон

Джордж Бэйли Брайтон
Джордж Бэйли Брайтон
Рожденный	3 октября 1830 г. ; Род-Айленд , США
Умер	17 декабря 1892 г. (62 года)
Национальность	Американский

Джордж Бэйли Брайтон (1830–1892) был американским инженером-механиком и изобретателем. Он был известен внедрением двигателя постоянного давления, который является основой газовой турбины и который теперь называется циклом Брайтона .

Готовый мотор Брайтона

Ранний двигатель Брайтона (изображение взято из *книги Дугалда Клерка «Газовые и нефтяные двигатели»* в 1886 году и использовалось на обложках некоторых более поздних изданий)

внутреннего сгорания с постоянным давлением В 1872 году Джордж Брайтон запатентовал двигатель , первоначально использующий испарённый газ, а затем жидкое топливо, такое как керосин и масло , известный как двигатель Брайтона Ready . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} В двигателе использовался один цилиндр сжатия, ресивер и отдельный силовой/расширительный цилиндр, в котором продукты сгорания расширялись для рабочего такта. Существенное отличие от других двигателей внутреннего сгорания с поршневым приводом заключается в том, что два цилиндра устроены таким образом, что топливно-воздушная смесь сгорает постепенно при постоянном давлении по мере ее передачи из цилиндра компрессора и резервуара в рабочий/расширительный цилиндр. В оригинальной версии газовоздушная смесь создавалась паровым карбюратором . ^{[ 3 ]} затем сжимается и хранится в резервуаре, где воспламеняется, а затем вводится в расширительный цилиндр. Металлическая сетка/сетка использовалась для предотвращения возврата горения в резервуар. Однако иногда сетка выходила из строя, что приводило к вспышке или взрыву. В 1874 году Брайтон подал патент на систему впрыска жидкого топлива. В этой версии топливо подавалось при прохождении воздуха в расширительный цилиндр, что устраняло проблему взрыва. ^{[ 4 ]} Зажигание оставалось пилотным. Этот принцип назывался сгоранием при постоянном давлении, и сэр Уильям Сименс в 1861 году безуспешно пытался использовать 4-цилиндровый двигатель с отдельной камерой сгорания. Брайтон не только добился успеха в обеспечении работы цикла постоянного давления, но также создал и продал коммерческий продукт.

Двигатели с циклом Брайтона были одними из первых двигателей, использовавшихся в качестве движущей силы. В 1881 году Джон Филип Холланд использовал двигатель Брайтона для первой в мире успешной самоходной подводной лодки «Фенийский баран». ^{[ 5 ]}

Также в автомобиле Selden 1878 года использовался двигатель с циклом Брайтона. Этот дизайн на самом деле никогда не работал. Когда в 1878 году двигатель Брайтона был установлен на омнибусе в рамках проекта Брайтона и инженеров Джорджа и Джеймса Фосеттов, последний назвал эту попытку «полным провалом». ^{[ 6 ]}

Цикл работы двигателя, включая чертежи в разрезе и индикаторные диаграммы для версий, работающих на газе и бензине. Подробности того, как появилось жидкое топливо, описаны на 11 страницах Дугалда Клерка « книги Газовые и нефтяные двигатели» . ^{[ 7 ]} Бензиновый двигатель, участвовавший в этих испытаниях, был изготовлен компанией New York and New Jersey Ready Motor Company. За этим следует аналогичный анализ двигателя Саймона, который представлял собой адаптацию двигателя Брайтона, произведенного Louis Simon & Sons в Ноттингеме, Великобритания, и продаваемого как The Eclipse Silent Gas Engine . Двигатель Саймона имел дополнительную сложность, поскольку он впрыскивал в двигатель часть воды/пара, нагретой двигателем/выхлопными газами. Индикаторные диаграммы для этого двигателя также представлены Дугалдом Клерком и показывают, что добавление воды не имеет большого значения с точки зрения выработки энергии, охлаждения газов и расширения пара, компенсирующих друг друга.

Поскольку двигатель Брайтона имел медленное постепенное сгорание топливно-воздушной смеси, можно было поддерживать запальное пламя, и поэтому после зажигания двигатель не нуждался в какой-либо системе зажигания. ^{[ 8 ]} Измеренный КПД газового двигателя был промежуточным между КПД двигателей Ленуара /Гюгона и атмосферного двигателя Отто и Лангена , но двигатель Брайтона, работающий на жидком топливе, имел преимущество, поскольку не требовал подачи газа.

В ранних газовых двигателях Brayton частота вращения двигателя регулировалась путем изменения точки отсечки поступления сгоревших газов в силовой цилиндр, а подача газа и воздуха в насос регулировалась аналогичным образом для поддержания пластового давления. Двигатель, работающий на жидком топливе, о котором сообщил Клерк, регулировал только отключение силового цилиндра и использовал предохранительный клапан для ограничения давления воздуха в резервуаре. Резервуар на двигателе Брайтона позволял легко запустить его, если он оставался под давлением, хотя Клерк утверждает, что «утечки и потери были настолько часты, что от устройства было мало пользы». ^{[ 7 ]}

Двигатель Брайтона был представлен на Столетней выставке в Филадельфии в 1876 году, а вариант Саймона был представлен на Парижской выставке 1878 года и в течение нескольких лет пользовался большим уважением, но за короткое время двигатель Отто стал более популярным. Тем не менее, он считался первым безопасным и практичным масляным двигателем, а также послужил источником вдохновения для Джорджа Б. Селдена . Конструкция серийного двигателя со временем развивалась, и, по словам Генри де Граффиньи в книге « Газовые и нефтяные двигатели» , он был доступен как в вертикальной, так и в горизонтальной формах. ^{[ 9 ]}

Двигатель Брайтона хранится в Смитсоновском институте в Музее американской истории, а более поздний двигатель Брайтона, который приводил в движение одну из первых подводных лодок Джона Филипа Холланда, хранится в Музее Патерсона в историческом районе Олд-Грейт-Фолс в Патерсоне, штат Нью-Джерси . ^{[ 10 ]}

Вклад Брайтона в дизельный двигатель

В 1887 году Брайтон сконструировал 4-тактный двигатель, в котором в качестве источника воспламенения использовался светящийся платиновый воспламенитель, а также дозированная система впрыска под давлением с форсункой прямого распыления топлива (патент США № 432,114). Брайтон заявляет: «Я обнаружил, что тяжелые масла можно механически преобразовать в мелкодисперсное состояние внутри рабочей части цилиндра или в сообщающейся камере сгорания». Другая часть гласит: «Я впервые, насколько мне известно, регулировал скорость, изменяя прямой выпуск жидкого топлива в камеру сгорания или цилиндр до мелкодисперсного состояния, очень благоприятного для немедленного сгорания». Вероятно, это был первый двигатель, в котором использовалась система сжигания обедненной смеси для регулирования частоты вращения и мощности двигателя. Таким образом, двигатель запускался при каждом рабочем такте, а скорость и мощность контролировались исключительно количеством впрыскиваемого топлива. Позже компания Bosch усовершенствовала этот тип системы дозированного впрыска. В 1890 году Брайтон подал патент (выданный в 1892 году) на еще один четырехтактный двигатель с системой впрыска топлива с воздушным дутьем (патент США № 432,260). В первых двигателях Рудольфа Дизеля использовалась система распыления струей воздуха, очень похожая на систему Брайтона. В отличие от двигателя Дизеля, двигатель Брайтона имел довольно низкую степень сжатия. Источником возгорания служила постоянно светящаяся сетка из платины. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

См. также

Ссылки

^ Борт, Кристи. Мастера массового производства, с. 152, компания Bobbs-Merrill, Индианаполис, Индиана, 1945 год.
^ «УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (Патент № 125166)» . Гугл Патенты . Проверено 23 августа 2023 г.
^ Фрэнк А. Тейлор (1939), «Каталог механических коллекций инженерного отдела» , Бюллетень 173 Национального музея США , Типография правительства США, стр. 147
^ «УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (Патент № 125166)» . Патентный поиск Google . Проверено 29 июля 2007 г.
^ «Фенийский баран» . Архивировано из оригинала 16 февраля 2016 года . Проверено 6 февраля 2013 г.
↑ Из письма Джорджу Фрицу: Мне очень жаль сообщать, что машина не поехала, потому что двигатель не мог ее переместить. Вы просите меня объяснить, что я подразумеваю под неудачей. Я имею в виду, что план мистера Б. управлять автомобилем с помощью своего «хобби» — «циркуляции жидкости» — оказался полным провалом, несмотря на его противоречия; мы по его совету бросили это и применили цепи, но двигатель не двигал с ними машину, даже не буксовал колеса на мокрой земле, а останавливался, поэтому мы решили отказаться от нее. Я хотел бы, чтобы вы предоставили мне некоторую информацию относительно эксперимента, который он провел в Прит. несколько лет назад, как много работал двигатель, как ему удавалось сохранять его холодным, и на каком уровне он поднимался, и, собственно, все, что с этим связано, если для вас это не будет слишком трудным делом. Я, дурак, полностью доверял тому, что говорили Б и их друзья, и даже не спрашивал об этом сторонних лиц. Я остаюсь твоим другом Джимом.
Дж. Гарольд Байерс: Дело Селдена.
^ Jump up to: ^а ^б Клерк Дугалд, Газовые и нефтяные двигатели , Longman Green & Co, 1897 г.
^ «Двигатель Джорджа Брайтона» . Сегодня в истории науки . Проверено 29 июля 2007 г.
^ Генри де Граффиньи (перевод с французского), Газовые и нефтяные двигатели , Уиттакер, Лондон, 1898 г.
^ «Голландские подводные лодки» . Патерсон Друзья Грейт-Фолса. Архивировано из оригинала 12 августа 2007 года . Проверено 29 июля 2007 г.
^ Источник: Журнал Cassier's Magazine, июнь 1893 г., стр. 155-157
↑ «Инжиниринг» 15 июля 1892 г.

Внешние ссылки

Краткая биография на ASME сайте

[1] Борт, Кристи. Мастера массового производства, с. 152, компания Bobbs-Merrill, Индианаполис, Индиана, 1945 год.

[Google_Patents-2] «УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (Патент № 125166)» . Гугл Патенты . Проверено 23 августа 2023 г.

[3] Фрэнк А. Тейлор (1939), «Каталог механических коллекций инженерного отдела» , Бюллетень 173 Национального музея США , Типография правительства США, стр. 147

[Google_Patent_Search-4] «УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (Патент № 125166)» . Патентный поиск Google . Проверено 29 июля 2007 г.

[5] «Фенийский баран» . Архивировано из оригинала 16 февраля 2016 года . Проверено 6 февраля 2013 г.

[6] Из письма Джорджу Фрицу: Мне очень жаль сообщать, что машина не поехала, потому что двигатель не мог ее переместить. Вы просите меня объяснить, что я подразумеваю под неудачей. Я имею в виду, что план мистера Б. управлять автомобилем с помощью своего «хобби» — «циркуляции жидкости» — оказался полным провалом, несмотря на его противоречия; мы по его совету бросили это и применили цепи, но двигатель не двигал с ними машину, даже не буксовал колеса на мокрой земле, а останавливался, поэтому мы решили отказаться от нее. Я хотел бы, чтобы вы предоставили мне некоторую информацию относительно эксперимента, который он провел в Прит. несколько лет назад, как много работал двигатель, как ему удавалось сохранять его холодным, и на каком уровне он поднимался, и, собственно, все, что с этим связано, если для вас это не будет слишком трудным делом. Я, дурак, полностью доверял тому, что говорили Б и их друзья, и даже не спрашивал об этом сторонних лиц. Я остаюсь твоим другом Джимом.
Дж. Гарольд Байерс: Дело Селдена.

[Oil&Gas-7] Jump up to: ^а ^б Клерк Дугалд, Газовые и нефтяные двигатели , Longman Green & Co, 1897 г.

[8] «Двигатель Джорджа Брайтона» . Сегодня в истории науки . Проверено 29 июля 2007 г.

[9] Генри де Граффиньи (перевод с французского), Газовые и нефтяные двигатели , Уиттакер, Лондон, 1898 г.

[10] «Голландские подводные лодки» . Патерсон Друзья Грейт-Фолса. Архивировано из оригинала 12 августа 2007 года . Проверено 29 июля 2007 г.

[11] Источник: Журнал Cassier's Magazine, июнь 1893 г., стр. 155-157

[12] «Инжиниринг» 15 июля 1892 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

Базы данных авторитетного контроля
Международный	БЫСТРЫЙ ЯВЛЯЮТСЯ ВИАФ WorldCat
Национальный	Германия Соединенные Штаты
Другой	ЗАКУСКА