Između 1903. i 1905. godine, američki izumitelj Charles Knight razvio je radikalnu alternativu konvencionalnom motoru unutarnjeg sagorijevanja — motor koji će napajati neke od najprestižnijih automobila na svijetu. Umjesto tradicionalnih klapnih ventila, Knightov motor koristio je koncentrični par kliznih rukava ugrađenih unutar radnog cilindra, s klipom koji se kretao unutar njih. Svaki rukav imao je velike izrezane prozore koji su se, kako su se rukavi kretali gore-dolje, periodično poravnavali s ulaznim i izlaznim otvorima u stjenci cilindra. Rukavi su bili pokretani mehanizmom koljenastog vratila i namjenskim ekscentričnim vratilom, čime je u potpunosti zamijenjeno konvencionalno bregasto vratilo.
Tihi vitez: Debi na Automobilskom sajmu u Čikagu 1906. godine
Na Automobilskom sajmu u Čikagu 1906. godine, Knight i njegov poslovni partner Lyman Kilbourne predstavili su Silent Knight — automobil koji pokreće četverocilindrični motor bez ventila snage 40 konjskih snaga. Vjerno svom imenu, istaknuta osobina vozila bila je izuzetno niska razina buke u usporedbi s motorima s unutarnjim sagorijevanjem tog doba. Dok su kupci u početku bili spori u prepoznavanju, automobilska industrija bila je potpuno očarana. U godinama koje su uslijedile, Silent Knight pokrenuo je val razvoja motora s rukavnim ventilima s obje strane Atlantika — val koji se nije u potpunosti povukao sve do nakon Drugog svjetskog rata.
Globalna primjena: Ko je koristio Knightove motore s rukavnim ventilima?
Knightov dizajn rukavnih ventila bio je licenciran i proizvođen diljem Sjedinjenih Američkih Država, Ujedinjenog Kraljevstva i Francuske. Knight je sam proveo nekoliko godina radeći neposredno s europskim proizvođačima krajem 1900-ih godina, prije povratka u Ameriku. Među značajnim proizvođačima automobila koji su opremili svoja vozila motorima s rukavnim ventilima bili su:
- Daimler
- Mercedes
- Willys
- Peugeot
- Voisin
- Panhard-Levassor
Kako se tehnologija širila, inženjeri su počeli unapređivati Knightov originalni koncept. Značajan primjer došao je od škotskog proizvođača Argyll, koji je razvio varijantu s jednim rukavom, gdje jedan pomični rukav istovremeno klizi aksijalno i djelomično rotira oko uzdužne osi cilindra — samostalno upravljajući i usisavanjem i ispuhom, bez potrebe za drugim rukavom.
Prednosti Knightovog motora s rukavnim ventilima
U usporedbi s konvencionalnim četverotaktnim motorima s ventilima tog doba, Knightovi motori nudili su nekoliko značajnih prednosti u pogledu performansi i trajnosti:
- Veći otvori za izmjenu plinova — prostrani ulazni i izlazni prozori poboljšali su protok zraka i disanje motora.
- Bolje performanse pri visokim brojevima okretaja — tradicionalni klapni ventili zahtijevali su sve krući opruge pri visokim brzinama, povećavajući gubitke trenja; rukavi nisu imali takvo ograničenje.
- Veća izlazna snaga — kombinacija poboljšane izmjene plinova i smanjenog trenja omogućila je Knightovim motorima da proizvode više snage od usporedivih motora s ventilima tog doba.
- Superiorna dugovječnost — daleko u 1920-e, pa čak i 1930-e, Knightovi mehanizmi rukavnih ventila nadmašivali su konvencionalne sustave ventilskog razvoda za značajnu razliku.
Zašto su Knightovi motori izgubili na popularnosti?
Unatoč ranim obećanjima, motori s rukavnim ventilima imali su skup trajnih nedostataka koje je konvencionalna tehnologija motora postupno prevladala. Kako su se dizajni klapnih ventila brzo poboljšavali kroz sredinu 20. stoljeća, Knightov pristup teško je držao korak. Njegovi ključni nedostaci uključivali su:
- Problemi brtvljenja cilindra — održavanje hermetičkog brtvljenja s pokretnim rukavima dosljedno se pokazivalo izuzetno teškim.
- Problemi uhodavanja — unutarnji rukav i klipni prstenovi zahtijevali su duga razdoblja uhodavanja i bili su skloni ranom habanju.
- Izazovi podmazivanja — dovođenje dovoljne količine ulja na sve pokretne površine unutar cilindra bio je trajni inženjerski problem.
- Prekomjerna potrošnja ulja — izravna posljedica zahtjeva za podmazivanjem, što je ove motore činilo skupima i nepraktičnima za svakodnevnu upotrebu.
Ovi nedostaci su u konačnici gurnuli motore s rukavnim ventilima iz mainstream automobilske proizvodnje. Iako su neovisni izumitelji nastavili usavršavati koncept kroz cijelo 20. stoljeće, dizajn nikada nije doživio komercijalni povratak — a njegova kasnija primjena ograničena je na nišne upotrebe poput minijaturnih motora za modelne zrakoplove.
Ovo je prijevod. Originalni tekst možete pročitati ovdje: https://www.drive.ru/technic/50a0d58ab721423821000055.html
Objavljeno oktobar 14, 2021 • 4m za čitanje
