Dugald Clerk

Sir Dugald Clerk (a veces escrito como Dugald Clark ) KBE , LLD FRS ^{[ 1 ]} (1854, Glasgow – 1932, Ewhurst , Surrey) fue un ingeniero escocés que diseñó el primer motor de dos tiempos exitoso del mundo ^{[ 2 ] [ 3 ]} en 1878 ^{[ 4 ]} y lo patentó en Inglaterra en 1881. Se graduó de la Universidad de Anderson en Glasgow (actualmente la Universidad de Strathclyde ) y del Yorkshire College, Leeds (actualmente la Universidad de Leeds ). Fundó la firma de propiedad intelectual con George Croydon Marks , llamada Marks & Clerk . Fue nombrado caballero el 24 de agosto de 1917. ^{[ 5 ]}

Dugald Clerk nació en Glasgow el 31 de marzo de 1854, hijo de Donald Clerk, maquinista , y su esposa, Martha Symington. Recibió clases particulares y posteriormente trabajó como aprendiz en la empresa Messrs HO Robinson & Co en Glasgow. De 1871 a 1876 estudió ingeniería en el Anderson College de Glasgow y luego en el Yorkshire College of Science de Leeds . Durante la Primera Guerra Mundial fue Director de Investigación de Ingeniería para el Almirantazgo. ^{[ 6 ]}

Se casó con Margaret Hanney en 1883.

Falleció en Ewhurst, Surrey, el 12 de noviembre de 1932.

Clerk comenzó a trabajar en sus propios diseños de motores en octubre de 1878, después de modificar un motor Brayton con una bujía. Los motores Brayton (llamados "Ready Motors", fabricados entre 1872 y 1876) fueron de los primeros en utilizar con éxito la compresión y la combustión del combustible en el cilindro. Antes de esto, los motores comerciales disponibles eran el motor Lenoir de 1860, un motor sin compresión que funcionaba con un ciclo de dos tiempos de doble efecto, pero que dedicaba la mitad de cada carrera a la entrada de gas en el cilindro. El motor Hugon era una versión ligeramente mejorada, pero ambos eran bastante ineficientes (95 y 85 pies cúbicos de gas por HP-hora, respectivamente). El siguiente motor comercial disponible (a partir de 1867) fue el Otto & Langen , un motor de pistón libre sin compresión, que utilizaba la presión atmosférica para la carrera de potencia y consumía aproximadamente la mitad del gas que los motores Lenoir y Hugon. Fue en mayo de 1876 cuando Otto desarrolló su motor utilizando el ciclo de cuatro tiempos de simple efecto con compresión en el cilindro. Clerk decidió desarrollar un motor que utilizara compresión, pero con el ciclo de dos tiempos, ya que veía ventajas en cuanto al peso y la suavidad de funcionamiento al tener el doble de carreras de potencia.

El experimento inicial de Clerk con un motor Brayton en 1878 lo llevó a realizar mejoras que, con el tiempo, resultarían en el desarrollo del ciclo de dos tiempos. El motor de Clerk utilizaba compresión y un novedoso sistema de encendido; uno de estos se exhibió en julio de 1879. Sin embargo, no fue hasta finales de 1880 que logró producir el motor Clerk, que funcionaba con el ciclo de dos tiempos y se convirtió en el producto comercial. Clerk afirma: «El motor Clerk que se encuentra actualmente en el mercado fue el primero en introducir con éxito la compresión de este tipo, combinada con el encendido en cada revolución; otros inventores, incluidos el Sr. Otto y los Sres. Crossley, lo habían intentado anteriormente, pero todos fracasaron en la producción de un motor comercializable. Recientemente, los Sres. Crossley fabricaron el motor Otto en su versión de dos tiempos y, de esta manera, lograron obtener impulso en cada giro».

Dugald Clerk fue autor de tres libros exhaustivos que abarcan el desarrollo del motor de petróleo y gas desde sus inicios, incluyendo detalles de su propio trabajo en este campo. La primera edición se publicó en 1886, y las notas aquí presentadas corresponden a la séptima edición, ^{[ 7 ]} revisada y actualizada hasta 1896. En «Gas and Oil Engines», ^{[ 7 ]} Clerk hace referencia a las importantes patentes anteriores de motores de gas de Barnett en 1838 y Wright en 1833.

En 1878, Clerk adquirió un motor Brayton "Ready Motor", fabricado entre 1872 y 1876 por George Brayton en Filadelfia, Pensilvania, EE. UU. Clerk se preguntó si podría mejorar su rendimiento. Pronto le instaló una bujía y un sistema de combustible mejorado. Inicialmente, Clerk utilizó un cilindro para la compresión y el otro para la expansión. En un momento dado, se produjo una explosión que partió el motor en dos. El motor fue reparado y exhibido en 1879. Posteriormente, Clerk decidió abandonar el uso del cilindro de bombeo para la compresión y utilizarlo únicamente para transferir la mezcla de aire y combustible al cilindro de potencia.

El ciclo Otto fue patentado en 1876, reconociéndose de inmediato su importante valor práctico. ^{[ 4 ]} Clerk no tardó en presentar su concepto de motor de dos tiempos en 1880, que no infringiría la patente de Otto (al ser un motor de cuatro tiempos ). ^{[ 4 ]}

Clerk describe un motor Campbell que utiliza su ciclo, de la siguiente manera: ^{[ 7 ]} "Tiene dos cilindros, uno para la bomba y otro para el motor, accionados por manivelas colocadas casi en ángulo recto entre sí, con la manivela de la bomba a la cabeza. La bomba toma una carga de gas y aire, y el pistón del motor pasa por encima de un orificio en el lateral del cilindro al final de su carrera para descargar los gases de escape. Cuando la presión en el cilindro del motor ha descendido a la presión atmosférica, la bomba impulsa su carga hacia la tapa trasera del cilindro del motor a través de una válvula de retención, desplazando antes los productos de la combustión a través de un orificio de escape; el pistón del motor regresa entonces, comprimiendo el contenido del cilindro en la cámara de compresión. La carga se enciende y el pistón realiza su carrera de trabajo. Este es el ciclo de Clerk."

El motor Clerk utiliza válvulas automáticas de tipo asiento para la entrada de aire y gas (una con asistencia de resorte y otra sin ella), y un orificio en el cilindro, descubierto por el pistón, para la válvula de escape. Las referencias a un motor Clerk con válvula de corredera pueden aludir a los experimentos previos con un motor tipo Lenoir . El encendido se produce mediante una llama externa, utilizando una modificación de un método que desarrolló en 1878.

La mayoría de los diseños de motores anteriores al motor Otto (y al motor Clerk), como los de de Rivaz , los hermanos Niépce , Jean Joseph Etienne Lenoir , Samuel Morey y otros, utilizaban motores de dos tiempos, que eran "naturales" en la época de la máquina de vapor . La importante contribución de Clerk fue la introducción de la compresión al estilo Otto en el motor de dos tiempos, lo que mejoró su eficiencia (para la década de 1880). Varios fabricantes adoptaron el ciclo Clerk a corto plazo, aunque también influyeron aspectos comerciales como las patentes del ciclo de cuatro tiempos. Muchos años después, el motor de dos tiempos para diésel de gran cilindrada con turbocompresor o sobrealimentador se ha vuelto común, por ejemplo, en barcos y locomotoras. Con cigüeñales abiertos y las ventajas de una mayor relación potencia-peso, estos motores se asemejan mucho a los conceptos de Dugald Clerk y al ciclo Clerk.

• Día de José
• John Fleming (1 de junio de 2000). La guía completa de los motores diésel marinos . Bristol Fashion Publications. ISBN 1-892216-24-8.
• Historia del motor de combustión interna

• Clerk, Dugald (1882). La teoría del motor de gas . Nueva York: D. Van Nostrand.
• Clerk, Dugald (1886). El motor de gas y petróleo . Londres: Longman, Green & Co.

• Obras de o sobre Dugald Clerk en Wikisource