Vuosien 1903 ja 1905 välillä amerikkalainen keksijä Charles Knight kehitti radikaalin vaihtoehdon tavanomaiselle polttomoottorille — moottorin, joka tulisi myöhemmin voimanlähteeksi joihinkin maailman arvostetuimmista autoista. Perinteisten nokkasventtiilien sijaan Knightin moottori käytti konsentristä paria liukuvia holkkeja, jotka oli asennettu työsylinterin sisään männän liikkuessa niiden sisällä. Jokaisessa holkissa oli suuret leikkausaukot, jotka holkkien liikkuessa ylös ja alas ajoittain kohdistuivat sylinterinseinän tulo- ja poistoaukkoihin. Holkkeja ohjasi kampirakenne ja erillinen epäkeskoakseli, joka korvasi perinteisen nokka-akselin kokonaan.
Silent Knight: Ensiesiintyminen Chicagon autonäyttelyssä 1906
Chicagon autonäyttelyssä vuonna 1906 Knight ja hänen liikekumppaninsa Lyman Kilbourne esittelivät Silent Knightin — auton, jota käytti nelisilinterinen, 40 hevosvoiman venttiilitön moottori. Nimensä mukaisesti ajoneuvon merkittävin ominaisuus oli sen huomattavan alhainen melutaso verrattuna aikakauden polttomoottoreihin. Vaikka ostajat olivat aluksi hitaita kiinnostumaan, autoteollisuus lumoutui välittömästi. Seuraavina vuosina Silent Knight käynnisti holkkiventtiilimoottoreiden kehitysaallon Atlantin molemmilla puolilla — aallon, joka ei täysin laantunut ennen toista maailmansotaa.
Maailmanlaajuinen käyttöönotto: Ketkä käyttivät Knight-holkkiventtiilimoottoreita?
Knightin holkkiventtiilirakenne lisensoitiin ja tuotettiin Yhdysvalloissa, Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja Ranskassa. Knight itse vietti useita vuosia työskennellen suoraan eurooppalaisten valmistajien kanssa 1900-luvun ensimmäisen vuosikymmenen loppupuolella ennen paluutaan Amerikkaan. Huomattavia autonvalmistajia, jotka varustivat ajoneuvonsa holkkiventtiilimoottoreilla, olivat:
- Daimler
- Mercedes
- Willys
- Peugeot
- Voisin
- Panhard-Levassor
Teknologian levitessä insinöörit alkoivat jalostaa Knightin alkuperäistä konseptia. Merkittävä esimerkki tuli skottilaiselta valmistajalta Argyllilta, joka kehitti yksittäisholkkivariantin, jossa yksi liikkuva holkki siirtyi samanaikaisesti aksiaalisesti ja pyöri osittain sylinterin pitkittäisakselin ympäri — hoitaen sekä imu- että pakotoiminnon yksin, ilman toista holkkia.
Knight-holkkiventtiilimoottorin edut
Verrattuna aikakauden tavanomaisiin venttiilipohjaisiin nelitahtimoottoreihin Knight-moottorit tarjosivat useita merkittäviä suorituskyky- ja kestävyysetuja:
- Suuremmat kaasunvaihtoaukot — avokätiset tulo- ja poistoaukot paransivat ilmavirtausta ja moottorin hengitystä.
- Parempi suorituskyky korkeilla kierroksilla — perinteiset nokkasventtiilit vaativat yhä jäykempiä jousia korkeilla kierroksilla, mikä lisäsi kitkahäviöitä; holkeilla ei ollut tällaista rajoitusta.
- Suurempi tehotuotto — parannetun kaasunvaihdon ja vähentyneen kitkan yhdistelmä mahdollisti Knight-moottorien tuottavan enemmän tehoa kuin aikakauden vastaavat venttiilikäyttöiset moottorit.
- Ylivertaisen pitkä käyttöikä — vielä 1920-luvulla ja jopa 1930-luvulla Knightin holkkiventtiilimekanismit kestivät huomattavasti pidempään kuin tavanomaiset venttiilikoneistot.
Miksi Knight-moottorit menettivät suosionsa?
Varhaisista lupauksistaan huolimatta holkkiventtiilimoottoreilla oli joukko jatkuvia heikkouksia, jotka tavanomainen moottoriteknologia vähitellen voitti. Nokkasventtiilirakenteiden parantuessa nopeasti 1900-luvun puolivälissä Knightin lähestymistapa kamppaili pysyäkseen kehityksen tahdissa. Sen keskeisiin heikkouksiin kuuluivat:
- Sylinterin tiivistysongelmat — ilmatiiviin tiivisteen ylläpitäminen liikkuvien holkkien kanssa osoittautui jatkuvasti vaikeaksi.
- Sisäänajoongelmat — sisäholkki ja männänrenkaat vaativat pitkiä sisäänajojaksoja ja olivat alttiita varhaiselle kulumiselle.
- Voiteluhaasteet — riittävän öljyn toimittaminen kaikille sylinterin sisäisille liikkuville pinnoille oli jatkuva suunnitteluongelma.
- Liiallinen öljynkulutus — suora seuraus voiteluvaatimuksista, minkä vuoksi nämä moottorit olivat kalliita ja epäkäytännöllisiä käyttää.
Nämä puutteet syrjäyttivät holkkiventtiilimoottorit lopulta valtavirran autoteollisuuden tuotannosta. Vaikka itsenäiset keksijät jatkoivat konseptin kehittämistä läpi 1900-luvun, rakenne ei koskaan palannut kaupalliseen käyttöön — myöhemmät sovellukset rajoittuivat kapeisiin erikoiskäyttöihin, kuten mallilentokoneisiin tarkoitettuihin pienoismoottoeihin.
Tämä on käännös. Voit lukea alkuperäisen täältä: https://www.drive.ru/technic/50a0d58ab721423821000055.html
Julkaistu lokakuu 14, 2021 • 4m lukemiseen
