Le joug Scotch est un dispositif mécanique qui convertit le mouvement horizontal d’une barre coulissante de va-et-vient en un mouvement de rotation, ou convertit le mouvement de rotation en mouvement horizontal, également appelé mouvement linéaire. Les parties de ce dispositif comprennent une barre coulissante, un joug sur cette barre avec une fente découpée, et une barre plus petite reliée au joug et fixée par une goupille à travers la fente de joug à la barre coulissante. Lorsque la barre glisse d’avant en arrière, ou effectue un mouvement de va-et-vient, la plus petite barre est forcée de glisser de haut en bas dans la fente de joug, créant un mouvement de rotation.
Dans de nombreux moteurs à combustion interne, le mouvement linéaire est converti en mouvement de rotation au moyen d’un vilebrequin, d’un piston et d’une tige qui les relie. Le joug Scotch est considéré comme un moyen plus efficace de produire le mouvement de rotation car il passe plus de temps au point haut de sa rotation qu’un piston et il comporte moins de pièces. En tant qu’inconvénient, le dispositif souffre davantage d’usure et a une durée de vie utile plus courte, ce qui réduit son efficacité pour une utilisation constante.
Le joug écossais a été utilisé comme dispositif de conversion d’énergie pour le moteur Bourke, un moteur à deux temps développé au début du 20e siècle par l’ingénieur et inventeur Russell Bourke. Avec beaucoup moins de pièces mobiles en raison du joug écossais, il était considéré comme plus efficace que les autres moteurs, produisait une plus grande puissance pour son poids et produisait moins d’émissions. Les critiques ont contesté ses avantages en disant que le moteur fonctionnerait trop chaud et perdrait de son efficacité et nécessiterait un carter supplémentaire pour compenser le double mouvement requis par le joug Scotch, ce qui compenserait le poids au profit de la puissance. Bourke a développé des prototypes fonctionnels avant la Seconde Guerre mondiale, mais le moteur n’a jamais été largement produit. Ce dispositif continue d’être utilisé dans certains moteurs, en particulier les moteurs à vapeur ou à air chaud.
Les utilisations sans combustion de la culasse Scotch se concentrent sur ses avantages dans la construction d’actionneurs pour canalisations haute pression. Un actionneur est utilisé pour convertir le flux de liquide ou de vapeur en énergie ou pour ralentir ou arrêter le mouvement de la substance dans la canalisation. Un actionneur à culasse Scotch convertit le mouvement linéaire de la substance à travers un pipeline en un mouvement de rotation qui peut être utilisé pour produire de l’énergie. De même, en ajustant le transfert du mouvement linéaire à la rotation, l’actionneur à culasse Scotch peut arrêter ou réguler l’écoulement d’une substance à travers un pipeline.