George Bailey Brayton () a fost un inginer mecanic și inventator american. El este cunoscut pentru introducerea motorului care funcționa după un ciclu în care schimburile de căldură se făceau la presiune constantă, ciclu care stă la baza turbinelor cu gaze care funcționează după acest ciclu, cunoscut acum drept ciclul Brayton.

Ready Motor al lui Brayton thumb|Ready Motor al lui Brayton din 1872 thumb|Motorul Brayton timpuriu Dugald Clerk, Gas and Oil Engines, 1886, coperta, folosită pe copertele unor ediții ulterioare thumb|Motorul Brayton cu dublă acțiune și presiune constantă, desen din 1877 În 1872, George Brayton a brevetat un motor cu ardere internă cu presiune constantă, inițial folosind combustibil vaporizat, dar mai târziu folosind combustibili lichizi precum kerosenul și petrolul, cunoscut sub numele de „Brayton's Ready Motor”. Motorul folosea un cilindru pentru comprimare, un rezervor de admisie și un cilindru separat de destindere în care produsele arderii se destindeau în cursa care producea putere. Diferența semnificativă față de alte motoare cu ardere internă cu piston este că cei doi cilindri sunt aranjați astfel încât amestecul combustibil/aer arde progresiv la presiune constantă pe măsură ce este transferat din cilindrul compresorului și rezervor în cilindrul de destindere. În versiunea originală, un amestec vapori/aer era obținut într-un carburator, apoi comprimat și depozitat într-un rezervor unde era aprins și apoi introdus într-un cilindru de destindere. O plasă metalică era utilizată pentru a împiedica flacăra să se propage (să se „întoarcă” în rezervor). Totuși, uneori plasa se rupea, ducând la reapariția flăcărilor sau la explozie. În 1874, Brayton a depus un brevet pentru un sistem de injecție de combustibil lichid. În această versiune, combustibilul era introdus pe măsură ce aerul trecea în cilindrul de expansiune, eliminând astfel problema exploziei. Aprinderea rămânea de la o flacără pilot. Principiul era denumit ardere la presiune constantă și fusese încercat fără succes de Carl Wilhelm Siemens în jurul anului 1861, folosind un motor cu 4 cilindri cu o cameră de ardere separată. Brayton a reușit să facă să funcționeze ciclul cu presiune constantă și a fabricat și comercializat un produs vandabil.

În 1875 John Philip Holland a folosit un motor Brayton pentru a propulsa primul submarin autopropulsat din lume (Holland boat #1). În 1879 un motor Brayton a fost folosit pentru a alimenta un al doilea submarin, Fenian Ram. Submarinele lui Holland sunt păstrate la Paterson Museum din Great Falls, Paterson, New Jersey.

De asemenea, automobilul lui Selden din 1878 a folosit un motor cu ciclu Brayton. Această construcție nu a funcționat niciodată. Când motorul Brayton a fost aplicat pe un autobus în 1878, ca parte a unui proiect între Brayton și inginerii George și James Fawcett, acesta din urmă a descris încercarea drept un „eșec complet”.

thumb|Automobilul Selden cu motorul cu ciclu Brayton Ciclul de funcționare al motorului, inclusiv desene în secțiune, atât pentru versiunile alimentate cu gaz, cât și cu combustibil lichid sunt descrise într-o carte de Dugald Clerk. Motorul pe benzină utilizat în aceste teste a fost realizat de New York and New Jersey Ready Motor Company. Aceasta este urmată de o analiză similară a motorului lui Simon, care a fost o adaptare a motorului Brayton fabricat de Louis Simon & Sons, în Nottingham, Marea Britanie și comercializat sub numele de The Eclipse Silent Gas Engine. Motorul Simon era mai complex prin faptul că injecta în motor o parte din apa/aburul încălzit de motor/eșapament. Diagramele indicate pentru acest motor sunt, de asemenea, prezentate de Clerk și arată că adăugarea de apă are puține avantaje în ceea ce privește producția de energie, răcirea gazelor și destinderea aburului compensându-se reciproc.

Deoarece motorul Brayton avea o ardere lentă și progresivă a amestecului combustibil/aer, era posibilă menținerea unei flăcări pilot, astfel încât motorul, odată aprins, nu avea nevoie de nicio formă de sistem de aprindere. Randamentul măsurat al motorului pe gaz a fost intermediar între cel al motoarelor Lenoir/Hugon și cel al motorului aspirat al lui Otto și Langen, dar motorul Brayton cu combustibil lichid avea avantajul de a nu necesita alimentare cu gaz.

Motorul Brayton timpuriu avea turația motorului reglată prin variația punctului de întrerupere pentru admisia gazelor arse în cilindrul de putere, iar admisia de gaz și aer în pompă era reglată în mod similar pentru a menține presiunea din rezervor. Motorul cu combustibil lichid descris de Clerk regla doar întreruperea alimentării cu cilindrul de putere și folosea o supapă de siguranță pentru a limita presiunea aerului din rezervor. Rezervorul motorului Brayton permitea pornirea ușoară a acestuia dacă rămânea sub presiune, deși Clerk afirmă că „scurgerile și pierderile erau atât de frecvente încât aparatul era de puțin folos”.

Motorul lui Brayton a fost expus la din Philadelphia, 1876, iar varianta Simon a fost expusă la Expoziția de la Paris din 1878 și timp de câțiva ani a fost bine apreciat, dar în scurt timp motorul Otto a devenit mai popular. Totuși, a fost considerat primul motor pe combustibil lichid sigur și practic și l-a inspirat pe George B. Selden. Ca motor de serie, construcția a evoluat în timp și, conform lui Henry de Graffigny, acesta era disponibil atât în formă verticală, cât și orizontală.

Un motor Brayton este păstrat la Muzeul de Istorie Americană de la Institutul Smithsonian, iar un motor Brayton mai recent, care a alimentat unul dintre primele submarine ale lui John Philip Holland, este păstrat la Muzeul Paterson din Districtul Istoric Old Great Falls din Paterson, New Jersey.

thumb|Sistemul de injecție directă al lui Brayton, 1887 thumb|Sistemul de injecție pneumatic al lui Brayton, 1890 Contribuția lui Brayton la motorul Diesel În 1887 Brayton a construit un motor în 4 timpi care folosea aprinderea de la o bujie incandescentă din platină ca sursă de aprindere și un sistem de injecție dozată, cu un injector de injecție directă a combustibilului prin pulverizarea combustibilului lichid (brevet SUA nr. 432.114). Brayton afirmă: „Am descoperit că uleiurile grele pot fi convertite mecanic într-o stare fin divizată într-o porțiune de ardere a cilindrului sau într-o cameră de ardere comunicantă.” O altă parte spune: „Pentru prima dată, din câte știu, am reglat viteza prin controlul variabil al descărcării directe a combustibilului lichid în camera de ardere sau cilindru într-o stare fin divizată, foarte favorabilă arderii imediate.” Acesta a fost probabil primul motor care a folosit un sistem de ardere cu amestec sărac pentru a regla viteza și puterea motorului. În acest mod, motorul „pornea” la fiecare cursă de aprindere, iar viteza și puterea erau controlate exclusiv de cantitatea de combustibil injectată. Bosch a dezvoltat ulterior acest tip de sistem de injecție dozată. În 1890 Brayton a depus un brevet (acordat în 1892) pentru un alt motor în 4 timpi cu sistem de injecție de combustibil cu jet de aer (brevet SUA nr. 432.260). Primele motoare ale lui Rudolf Diesel foloseau un sistem de pulverizare cu jet de aer, similar cu cel al lui Brayton. Spre deosebire de motorul lui Diesel, motorul lui Brayton avea un raport de comprimare destul de scăzut. Sursa de aprindere era o plasă de platină care era incandescentă constant. Source: Cassier's Magazine Jun 1893, pgs. 155-157 "Engineering" July 15, 1892

Note

Vezi și Ciclul Brayton

Legături externe

Eric Butterman, Short biography on the ASME

Categorie:Nașteri în 1830 Categorie:Nașteri pe 3 octombrie Categorie:Decese în 1892 Categorie:Decese pe 17 decembrie Categorie:Ingineri mecanici americani Categorie:Inventatori americani