Между 1903 и 1905 г. американският изобретател Чарлз Найт разработва радикална алтернатива на конвенционалния двигател с вътрешно горене — такава, която по-късно щяла да задвижва едни от най-престижните автомобили в света. Вместо традиционните тарелчати клапани, двигателят на Найт използвал концентрична двойка плъзгащи се ръкави, монтирани вътре в работния цилиндър, като буталото се движело в тях. Всеки ръкав имал големи изрязани прозорци, които при движението на ръкавите нагоре и надолу периодично съвпадали с входните и изходните отвори в стената на цилиндъра. Ръкавите се задвижвали от кривошипен механизъм и специален ексцентриков вал, заменяйки изцяло конвенционалния разпределителен вал.
Тихият Найт: Дебют на автомобилното изложение в Чикаго през 1906 г.
На автомобилното изложение в Чикаго през 1906 г. Найт и неговият бизнес партньор Лайман Килбърн представят Silent Knight — автомобил, задвижван от четирицилиндров двигател без клапани с 40 конски сили. Вярна на името си, отличителното качество на превозното средство е забележително ниското ниво на шум в сравнение с двигателите с вътрешно горене от онова време. Докато купувачите първоначално бавно обръщали внимание, автомобилната индустрия е очарована. В следващите години Silent Knight предизвиква вълна от разработки на двигатели с ръкавни клапани от двете страни на Атлантика — вълна, която нямало да отшуми напълно чак след Втората световна война.
Глобално разпространение: Кой използваше двигатели с ръкавни клапани на Найт?
Конструкцията на Найт с ръкавни клапани е лицензирана и произвеждана в Съединените щати, Обединеното кралство и Франция. Самият Найт прекарва няколко години в пряка работа с европейски производители в края на 1900-те, преди да се върне в Америка. Сред забележителните автопроизводители, оборудвали своите превозни средства с двигатели с ръкавни клапани, са:
- Daimler
- Mercedes
- Willys
- Peugeot
- Voisin
- Panhard-Levassor
С разпространението на технологията инженерите започват да доразвиват оригиналната концепция на Найт. Забележителен пример е шотландският производител Argyll, който разработва вариант с един ръкав, при който един подвижен ръкав едновременно се измества аксиално и се върти частично около надлъжната ос на цилиндъра — поемайки самостоятелно както всмукването, така и изпускането, без нужда от втори ръкав.
Предимства на двигателя с ръкавни клапани на Найт
В сравнение с конвенционалните четиритактови двигатели с клапани от онова време, двигателите на Найт предлагат няколко съществени предимства по отношение на производителността и издръжливостта:
- По-големи отвори за газообмен — просторните входни и изходни прозорци подобряват въздушния поток и дишането на двигателя.
- По-добра производителност при високи обороти — традиционните тарелчати клапани изисквали все по-твърди пружини при висока скорост, увеличавайки загубите от триене; ръкавите нямат такова ограничение.
- По-висока мощност — комбинацията от подобрен газообмен и намалено триене позволява на двигателите на Найт да произвеждат повече мощност от сравними двигатели с клапани от онова време.
- По-голяма дълготрайност — добре навлезли в 20-те и дори в 30-те години на XX век, механизмите с ръкавни клапани на Найт надживявали конвенционалните клапанни системи със значителна разлика.
Защо двигателите на Найт излязоха от употреба?
Въпреки ранните си обещания, двигателите с ръкавни клапани имали редица постоянни недостатъци, които конвенционалните двигателни технологии постепенно преодоляват. С бързото подобряване на конструкциите с тарелчати клапани в средата на XX век, подходът на Найт трудно успявал да се конкурира. Основните му слабости включват:
- Проблеми с уплътняването на цилиндъра — поддържането на херметично уплътнение с движещи се ръкави се оказва неизменно трудно.
- Проблеми при разработването — вътрешният ръкав и буталните пръстени изисквали продължителни периоди на разработване и са склонни към ранно износване.
- Предизвикателства при смазването — доставянето на достатъчно масло до всички движещи се повърхности вътре в цилиндъра е постоянно инженерно препятствие.
- Прекомерна консумация на масло — пряка последица от нуждите от смазване, правеща тези двигатели скъпи и непрактични за експлоатация.
Тези недостатъци в крайна сметка изтласкват двигателите с ръкавни клапани от масовото автомобилно производство. Въпреки че независими изобретатели продължават да усъвършенстват концепцията през целия XX век, конструкцията така и не прави търговски завръщане — по-късните й приложения са ограничени до нишови употреби като миниатюрни двигатели за авиомоделизъм.
Това е превод. Можете да прочетете оригинала тук: https://www.drive.ru/technic/50a0d58ab721423821000055.html
Публикувано Октомври 14, 2021 • 4m за четене
