Harry Ricardo

Sir Harry Ralph Ricardo (26. Januar 1885 – 18. Mai 1974) war ein englischer Ingenieur und einer der führenden Motorenkonstrukteure und Forscher in den frühen Jahren der Entwicklung des Verbrennungsmotors .

Neben vielen anderen Arbeiten verbesserte er die Motoren, die in den ersten Panzern eingesetzt wurden , überwachte die Forschung zur Physik der Verbrennung, die zur Verwendung von Oktanzahlen führte , war maßgeblich an der Entwicklung des Schieberventilmotors beteiligt und erfand die Diesel-„Comet“ -Wirbelkammer , die Hochgeschwindigkeits -Dieselmotoren wirtschaftlich rentabel machte.

Harry Ricardo wurde 1885 in 13 Bedford Square, London, geboren. Er war das älteste von drei Kindern und der einzige Sohn des Architekten Halsey Ricardo und seiner Frau Catherine Jane, Tochter des Bauingenieurs Sir Alexander Meadows Rendel . Ricardo stammte von einem Bruder des berühmten Nationalökonomen David Ricardo ab , einem sephardischen Juden portugiesischer Herkunft. Er gehörte zu den ersten Menschen in England , die ein Automobil sahen, als sein Großvater 1898 eines kaufte. Er stammte aus einer relativ wohlhabenden Familie und besuchte die Rugby School . Im Oktober 1903 immatrikulierte er sich am Trinity College in Cambridge als Bauingenieurstudent. Ricardo hatte bereits seit seinem zehnten Lebensjahr mit Werkzeugen gearbeitet und Motoren gebaut. ^{[ 2 ]}

1911 heiratete Ricardo Beatrice Bertha Hale, eine Kunststudentin an der Slade School of Art in London. Ihr Vater, Charles Bowdich Hale, war der Hausarzt der Ricardos. Sie hatten drei Töchter und lebten den Großteil ihres Ehelebens in Lancing und Edburton in West Sussex . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

1904, am Ende seines ersten Studienjahres in Cambridge, beschloss Ricardo, am Wettbewerb des Universitäts-Automobilclubs teilzunehmen. Gesucht wurde eine Maschine, die mit einem Imperial Quart (1,14 Liter ) Benzin die größte Strecke zurücklegen konnte. Sein Motor hatte einen einzigen Zylinder und war der schwerste der teilnehmenden, doch sein Motorradentwurf gewann den Wettbewerb, nachdem er 64 Kilometer (40 Meilen) zurückgelegt hatte. Anschließend wurde er überredet, sich Bertram Hopkinson , Professor für Mechanismus und Angewandte Mechanik, anzuschließen und die Motorleistung zu erforschen. Er schloss sein Studium 1906 ab und forschte ein weiteres Jahr in Cambridge. ^{[ 2 ]}

Laut Percy Kidner, dem damaligen Co-Geschäftsführer von Vauxhall, soll Ricardo an der Konstruktion des von Laurence Pomeroy für die RAC-2000-Meilen-(3200-km)-Fahrt im Jahr 1908 entwickelten Vauxhall-Motors beteiligt gewesen sein. ^{[ 4 ]}

Vor seinem Studienabschluss entwarf Ricardo einen Zweitakt- Motorradmotor, um den Einfluss der Gemischzusammensetzung auf den Verbrennungsprozess zu untersuchen. Nach seinem Abschluss zeigte die kleine Firma Lloyd und Plaister Interesse an der Herstellung des Motors. Ricardo erstellte Entwürfe für zwei Größen, und von der kleineren wurden bis 1914, als der Krieg die Produktion unterbrach, etwa 50 Stück verkauft. ^{[ 5 ]}

1909 entwarf Ricardo für seinen Cousin Ralph Ricardo, der in Shoreham-by-Sea die „Two Stroke Engine Company“ gegründet hatte, einen neuartigen Zweitakt-Split-Cycle-Motor mit 3,3 Litern Hubraum. Der Motor sollte im Dolphin- Automobil eingesetzt werden. ^{[ 6 ]} Die Fahrzeuge waren gut verarbeitet, die Herstellungskosten überstiegen jedoch den Verkaufspreis. Das Unternehmen verdiente mehr mit der Produktion von Zweitaktmotoren für Fischerboote. 1911 ging die Firma bankrott, und Ralph ging nach Indien . Ricardo entwickelte weiterhin Motoren für kleine elektrische Beleuchtungsanlagen; diese wurden bis 1914 von zwei Firmen hergestellt. ^{[ 5 ]}

Das Interesse am 1909 von Ricardo entwickelten Dolphin-Split-Cycle-Motor besteht weiterhin. 2017 gründete Ricardo PLC das Konsortium Dolphin-N2, um das Konzept weiterzuentwickeln. 2019 wurde Dolphin-N2 von FPT Industrial übernommen. FPT Industrial gibt an, dass der rekuperative Split-Cycle-Motor das Potenzial besitzt, den Verbrauch fossiler Brennstoffe um bis zu 30 % zu reduzieren und gleichzeitig die Luftschadstoffe deutlich unter die Grenzwerte zukünftiger Gesetze zu senken.

1915 gründete Ricardo die Firma „Engine Patents Ltd.“, die den Motor für den ersten erfolgreichen Panzer , den britischen Mark V, entwickelte . Der im Mark I verwendete Daimler-Schiebermotor erzeugte enorme Mengen an Rauch, wodurch seine Position leicht verraten wurde. Ricardo wurde beauftragt, das Problem der Reduzierung der Abgase zu untersuchen und entschied, dass ein neuer Motor benötigt wurde. Bestehende Firmen konnten zwar einen solchen Motor bauen, aber nicht konstruieren. Daher nahm sich Ricardo der Aufgabe selbst an. Es gelang ihm, einen neuen Sechszylindermotor mit reduzierten Rauchemissionen zu entwickeln, der zudem deutlich leistungsstärker war und dennoch in den gleichen Bauraum wie der Vorgänger passte. Er leistete 150 PS (110 kW) im Vergleich zu 105 PS (78 kW), spätere Modifikationen erreichten 225 PS (168 kW) und 260 PS (190 kW).

Bis April 1917 wurden wöchentlich einhundert Motoren produziert. Insgesamt wurden über 8.000 Motoren im Militärdienst eingesetzt und trieben alle britischen schweren Panzer des Ersten Weltkriegs seit dem Mark V an. Darüber hinaus wurden mehrere hundert der 150 PS (110 kW) starken Motoren auch in Frankreich zur Stromversorgung und Beleuchtung von Basiswerkstätten, Krankenhäusern, Lagern usw. verwendet. ^{[ 7 ]}

1917 lud ihn sein alter Mentor Bertram Hopkinson , inzwischen Technischer Direktor im Luftfahrtministerium , ein, der neuen Motorenforschungseinrichtung des Department of Military Aeronautics beizutreten, aus der später die RAE hervorging . 1918 kam Hopkinson bei einem Flug mit einer Bristol Fighter ums Leben , und Ricardo übernahm dessen Position. Von da an produzierte die Abteilung eine Reihe von Versuchsmotoren und Forschungsberichten, die die britische und die internationale Motorenindustrie nachhaltig prägten. ^{[ 8 ]}

Eines von Ricardos ersten großen Forschungsprojekten befasste sich mit den Problemen unregelmäßiger Verbrennung , dem sogenannten Klopfen oder Klingeln . Um dieses Problem zu untersuchen, konstruierte er einen einzigartigen Testmotor mit variabler Kompression . Dies führte zur Entwicklung eines Oktanzahl-Bewertungssystems für Kraftstoffe und zu erheblichen Investitionen in oktanzahlverbessernde Additive und Raffineriesysteme. Die drastische Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs durch höheroktanigen Kraftstoff ermöglichte es Alcock und Brown unmittelbar, mit ihren mit seinen Modifikationen angepassten Vickers-Vimy- Bombern den Atlantik zu überqueren . ^{[ 9 ]}

1919 untersuchte Ricardo die Phänomene, die die Verbrennung in Benzin- und Dieselmotoren beeinflussen . Er erkannte, dass Turbulenzen im Brennraum die Flammengeschwindigkeit erhöhten und dass er dies durch eine versetzte Zylinderkopfkonstruktion erreichen konnte . Außerdem erkannte er, dass eine möglichst kompakte Brennkammer den Weg der Flamme verkürzen und die Klopfgefahr verringern würde. Später entwickelte er die Ansaugwirbelkammer, mit der er eine geordnete Luftströmung im Dieselmotor erreichen wollte. Der Drall wurde durch schräge Kanäle initiiert und durch die Kompression der Luft in ein kleines zylindrisches Volumen verstärkt. Schließlich entwickelte er die Kompressionswirbelkammer für Dieselmotoren. Diese Konstruktion zeichnete sich durch einen intensiven Drall bei gleichzeitig moderatem Druckanstieg und niedrigem Kraftstoffverbrauch aus. ^{[ 10 ]}

Die Kompressionswirbelkammerkonstruktion wurde als „Comet“-Konstruktion bezeichnet (patentiert 1931) und anschließend an zahlreiche Unternehmen für den Einsatz in Lkw, Bussen, Traktoren und Kränen sowie in Pkw und Taxis lizenziert. Eine Comet-Brennkammer kam in den ersten Dieselbussen der Associated Equipment Company (AEC) zum Einsatz, die 1931 von der London General Omnibus Co. (später Teil des London Passenger Transport Board / London Transport) betrieben wurden . Eine Weiterentwicklung dieser Konstruktion fand Verwendung im weltweit ersten in Serie gefertigten Diesel-Pkw, dem Citroën Rosalie von 1934. Damit war Großbritannien zu dieser Zeit weltweit führend im Bereich der Hochgeschwindigkeits-Dieselmotoren für den Straßenverkehr. Dieser Vorsprung ging jedoch durch die hohe Dieselsteuer im Haushalt von 1938 verloren. ^{[ 10 ]}

Ricardo entwarf den TT-Vauxhall-Motor von 1921, der von Cecil Clutton in Motor Sport als Meisterleistung bezeichnet wurde ^{[ 11 ].} Bei der RAC TT 1922 belegte O'Payne im Ricardo-Vauxhall den dritten Platz, während Jean Chassagne auf einem Sunbeam Grand Prix von 1921 den Gesamtsieg errang ^{[ 12 ]} . Der Motor wurde später von Mays und Villiers weiterentwickelt , die ihn mit einem Kompressor ausstatteten, und war auch fünfzehn Jahre später noch erfolgreich ^{[ 13 ] .}

In den Jahren 1922 und 1923 veröffentlichte Ricardo ein zweibändiges Werk mit dem Titel „Der Verbrennungsmotor“. ^{[ 14 ]}

Obwohl Ricardo das Schieberventil nicht erfunden hat , veröffentlichte er 1927 eine wegweisende Forschungsarbeit, in der er die Vorteile des Schieberventils darlegte und argumentierte, dass Motoren mit Tellerventilen kaum Leistungen über 1500 PS (1100 kW) hinaus erbringen könnten. Im Anschluss an diese Arbeit wurden zahlreiche Flugzeugmotoren mit Schieberventilen entwickelt, insbesondere von Napier , Bristol und Rolls-Royce . Bristol produzierte die Perseus , Hercules , Taurus und Centaurus , Napier die Napier Sabre und Rolls-Royce die Eagle und Crecy – alle mit Schieberventilen. ^{[ 15 ]}

1929 wurde Ricardo zum Mitglied der Royal Society gewählt . ^{[ 1 ]}

Ricardos Arbeit am Schieberventil beeinflusste die Entwicklung britischer Flugzeugmotoren in den 1930er Jahren und während des Krieges. Er verbesserte den Rolls-Royce Merlin -Motor der Mosquito durch den Einbau eines Sauerstoffanreicherungssystems, um dessen Leistung zu steigern. ^{[ 16 ]}

Ricardo wirkte auch an der Konstruktion der Brennkammern und des Kraftstoffregelungssystems des Strahltriebwerks von Sir Frank Whittle mit. ^{[ 16 ]}

1974 erlitt Ricardo im Alter von 89 Jahren bei einem Sturz eine Beckenverletzung. Er starb sechs Wochen später, am 18. Mai. ^{[ 2 ] [ 17 ]}

Am 16. Juni 2005 wurde eine Gedenktafel an dem Haus in Bedford Square , London, angebracht, in dem Ricardo geboren wurde. Am 1. Juli 2010 verlieh die Institution of Mechanical Engineers Sir Harry Ricardo den Engineering Heritage Award in Anerkennung seines Lebenswerks als einer der bedeutendsten Ingenieure des 20. Jahrhunderts. Der erste Verbrennungsmotor, den Harry Ricardo als Schüler entwarf und baute, trägt heute diese Gedenktafel im Ausstellungsbereich der Ricardo plc. ^{[ 18 ]}

1915 gründete Ricardo die Engine Patents Ltd., die heutige Ricardo PLC . Im selben Jahr wurde er vom Royal Naval Air Service kontaktiert, um bei der Entwicklung einer Vorrichtung zum Verladen von Kampfpanzern auf Eisenbahnwaggons mitzuwirken. ^{[ 19 ]} Rund 8000 dieser Motoren wurden für den Antrieb der Panzer produziert und machten ihn damit zum ersten in Serie gefertigten Verbrennungsmotor Großbritanniens. Viele weitere Motoren fanden Anwendung in der Stromerzeugung für Generatoren in Werkstätten, Krankenhäusern und Lagern. Der Erfolg dieses Projekts brachte 30.000 £ an Lizenzgebühren ein und ermöglichte es Ricardo, 1919 das Grundstück zu erwerben und das Unternehmen am heutigen Standort zu gründen. ^{[ 20 ]}

• Ricardo, Harry R. Sir (1922). Der Verbrennungsmotor: Langsamlaufende Motoren . Band I (1. Aufl.). London: Blackie .
• — (1923). Der Verbrennungsmotor: Hochgeschwindigkeitsmotoren . Band II (1. Aufl.). London: Blackie .
• — (1926). Hochleistungsmotoren: thermodynamische Betrachtungen . Macdonald und Evans.
• — (1931). Der Hochgeschwindigkeits-Verbrennungsmotor (2. Aufl.). Glasgow: Blackie.überarbeitet
• —; überarbeitet von Glyde, HS (1941). Der Hochgeschwindigkeits-Verbrennungsmotor (3. Aufl.). Glasgow: Blackie.
• — (1953). Der Hochgeschwindigkeits-Verbrennungsmotor (4. Aufl.). Glasgow: Blackie. ...ein völlig neuer Anfang.
• — (1968). Erinnerungen und Maschinen: Das Muster meines Lebens . London: Constable.

• British Rail 10100
• Francis Rodwell Banks
• Prosper L'Orange
• Ricardo plc
• Triumph Ricardo
• Triumph-Reihenvierzylinder-Motor

• Die Sir Harry Ricardo Laboratories an der Universität Brighton
• Sir Harrys Beschreibung der Verbrennung in Dieselmotoren
• Ricardo plc
• SRH Systems , archiviert am 10. Mai 2016 in der Wayback Machine
• Die Ricardo-Ausstellung im Fachbereich Ingenieurwesen der Universität Cambridge
• Eine kurze Beschreibung einiger Werke von Sir Harry Ricardo. Archiviert am 17. März 2018 in der Wayback Machine.