Aastatel 1903–1905 töötas Ameerika leiutaja Charles Knight välja radikaalse alternatiivi tavapärasele sisepõlemismootorile — mootori, mis jõustas hiljem mõned maailma prestiižseimad autod. Tavapäraste tõsteventiilide asemel kasutas Knight’i mootor töösilindri sees paiknevat kontsentriliste libisevate varrukate paari, kusjuures kolb liikus nende sees. Igal varrukal olid suured väljalõigatud aknad, mis varrukte üles-alla liikumisel joondusid perioodiliselt silindrifallis asuvate sissepääsu- ja väljalaskepordiga. Varrukaid käitas krangimehhanism ja spetsiaalne ekstsentrivõll, mis asendas täielikult tavapärase nukkvõlli.
Vaikne Knight: debüüt 1906. aasta Chicago autonäitusel
1906. aasta Chicago autonäitusel esitlesid Knight ja tema äripartner Lyman Kilbourne Vaikse Knight’i — autot, mida käitas nelisilindriline 40-hobujõuline ventiilita mootor. Nagu nimi viitab, oli sõiduki silmapaistvaim omadus selle märkimisväärselt madal müratase võrreldes tolleaegsete sisepõlemismootoritega. Kuigi ostjate huvi ärkas alguses aeglaselt, haaras autotööstust põnevus. Järgnevatel aastatel käivitas Vaikne Knight varrukaventiilmootori arenduslaine mõlemal pool Atlandi ookeani — laine, mis ei vaibunud täielikult enne Teist maailmasõda.
Ülemaailmne levik: kes kasutas Knight’i varrukaventiilmootoreid?
Knight’i varrukaventiili konstruktsiooni litsentseeriti ja toodeti nii Ameerika Ühendriikides, Ühendkuningriigis kui ka Prantsusmaal. Knight ise veetis 1900. aastate lõpus mitu aastat vahetult Euroopa tootjatega töötades, enne kui Ameerikasse naasis. Märkimisväärsete autotootjate hulgas, kes varustavad oma sõidukeid varrukaventiilmootoritega, olid:
- Daimler
- Mercedes
- Willys
- Peugeot
- Voisin
- Panhard-Levassor
Tehnoloogia levides hakkasid insenerid Knight’i algset kontseptsiooni edasi arendama. Märkimisväärne näide pärineb Šoti tootjalt Argyll, mis töötas välja ühe varrukaga variandi, kus üks liikuv varrukas liikus samaaegselt aksiaalselt ja pöörles osaliselt ümber silindri pikisuunalise telje — hoolitsedes iseseisvalt nii sissepääsu kui ka väljalaskmise eest, ilma teise varrukaseta.
Knight’i varrukaventiilmootori eelised
Võrreldes tolleaegsete tavapäraste ventiilipõhiste neljataktiliste mootoritega pakkusid Knight’i mootorid mitmeid olulisi jõudlus- ja vastupidavuseeliseid:
- Suuremad gaasivahetus-pordid — avardatud sissepääsu- ja väljalaskeaknad parandasid õhuvoolu ja mootori hingamist.
- Parem jõudlus kõrgetel pöörlemiskiirustel — tavapärased tõsteventiilid vajasid kõrgetel kiirustel üha jäigemaid vedrusid, suurendades hõõrdekadusid; varrukatest sellist piirangut ei tulnud.
- Suurem võimsus — paranenud gaasivahetus ja vähenenud hõõrdumine võimaldasid Knight’i mootoritel toota rohkem võimsust kui tolleaegsetel võrreldavatel ventiilimootoritel.
- Parem pikaealisus — veel 1920. ja isegi 1930. aastatel ületas Knight’i varrukaklapi mehhanism kestvuselt tavapäraseid ventiilisüsteeme märkimisväärse vahega.
Miks Knight’i mootorid populaarsuse kaotasid?
Vaatamata varajastele lubadustele olid varrukaventiilmootoritel püsivad puudused, mille tavapärane mootoritehnoloogia järk-järgult ületas. Kuna tõsteventiili konstruktsioonid paranesid 20. sajandi keskel kiiresti, oli Knight’i lähenemisel raske sammu pidada. Peamised nõrkused olid järgmised:
- Silindri tihendusprobleemid — liikuvate varrukate õhutiheda tihendi tagamine oli pidevalt keeruline.
- Sissetöötamisprobleemid — sisemine varrukas ja kolvirõngad vajasid pikki sissetöötamisperioode ning kulutasid kiiresti.
- Määrimisraskused — silindri sees kõikide liikuvate pindade piisav õlitamine oli püsiv insenerlik väljakutse.
- Liigne õlikulu — määrimisvajaduste otsene tagajärg, mis tegi need mootorid kulukaks ja ebapraktiliseks kasutada.
Need puudused tõukasid varrukaventiilmootorid lõpuks tavapärasest autotootmisest välja. Kuigi sõltumatud leiutajad jätkasid kontseptsiooni täiustamist kogu 20. sajandi vältel, ei teinud konstruktsioon kunagi ärilist tagasitulekut — selle hilisemad rakendused piirdusid nišikasutusega, nagu mudelilennukite pisimootoritega.
See on tõlge. Originaali saate lugeda siit: https://www.drive.ru/technic/50a0d58ab721423821000055.html
Avaldatud oktoober 14, 2021 • 4m lugemiseks
