Što je Knightov motor? Povijest revolucije rukavnih ventila

Između 1903. i 1905. godine američki izumitelj Charles Knight razvio je radikalnu alternativu konvencionalnom motoru s unutarnjim izgaranjem — motor koji će pokretati neke od najprestižnijih automobila na svijetu. Umjesto tradicionalnih čepnih ventila, Knightov motor koristio je koncentrični par kliznih rukavaca postavljenih unutar radnog cilindra, s klipom koji se kretao unutar njih. Svaki rukavac imao je velike izrezane prozore koji su, kako su se rukavci pomicali gore-dolje, periodično bili poravnati s ulaznim i izlaznim otvorima u stijenci cilindra. Rukavci su bili pogonjeni klipno-koljenastim mehanizmom i posebnom ekscentričnom osovinom, čime je konvencionalna bregasta osovina bila u potpunosti zamijenjena.

Silent Knight: 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 s četverocilindričnim, 40-konjskim motorom bez ventila. Vjeran svome imenu, najistaknutija kvaliteta vozila bila je iznimno niska razina buke u usporedbi s motorima s unutarnjim izgaranjem tog doba. Dok su kupci u početku sporo reagirali, automobilska industrija bila je zadivljena. U godinama koje su uslijedile, Silent Knight pokrenuo je val razvoja motora s rukavnim ventilima s obje strane Atlantika — val koji se neće u potpunosti povući sve do nakon Drugoga svjetskog rata.

Globalno usvajanje: Tko je koristio Knightove motore s rukavnim ventilima?

Knightov dizajn rukavnih ventila bio je licenciran i proizvođen u Sjedinjenim Državama, Ujedinjenom Kraljevstvu i Francuskoj. Knight je osobno proveo nekoliko godina radeći izravno s europskim proizvođačima u kasnim 1900-ima, prije povratka u Ameriku. Među istaknutim proizvođačima automobila koji su svoja vozila opremali 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 dolazi od škotskog proizvođača Argyll, koji je razvio inačicu s jednim rukavcem — jedan pomični rukavac istovremeno se pomicao aksijalno i djelomično rotirao oko uzdužne osi cilindra, samostalno upravljajući i usisavanjem i ispuhom, bez potrebe za drugim rukavcem.

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 — izdašni ulazni i izlazni prozori poboljšali su protok zraka i disanje motora.
• Bolje performanse pri visokim okretajima — tradicionalni čepni ventili zahtijevali su sve krutije opruge pri visokim brzinama, što je povećavalo gubitke zbog trenja; rukavci nisu imali takvih ograničenja.
• Veća snaga — kombinacija poboljšane izmjene plinova i smanjenog trenja omogućila je Knightovim motorima da razviju više snage od usporedivih motora s ventilima tog doba.
• Iznimna dugotrajnost — sve do 1920-ih, pa čak i 1930-ih, Knightovi mehanizmi rukavnih ventila nadmašivali su konvencionalne sustave razvoda ventila za značajnu razliku.

Zašto su Knightovi motori pali u zaborav?

Unatoč početnim obećanjima, motori s rukavnim ventilima imali su niz trajnih nedostataka koje je konvencionalna motorna tehnologija postupno prevladala. Kako su dizajni čepnih ventila brzo napredovali kroz sredinu 20. stoljeća, Knightov pristup teško je mogao parirati. Njegovi ključni nedostaci uključivali su:

• Problemi s brtvljenjem cilindra — održavanje hermetičkog brtvljenja s pomičnim rukavdima pokazalo se trajno zahtjevnim.
• Problemi s uhodavanjem — unutarnji rukavac i klipni prsteni zahtijevali su dugotrajna razdoblja uhodavanja i bili su skloni ranom trošenju.
• Izazovi podmazivanja — dovod odgovarajuće količine ulja svim pokretnim površinama unutar cilindra bio je trajni inženjerski problem.
• Prekomjerna potrošnja ulja — izravna posljedica zahtjeva za podmazivanjem, što je ove motore činilo skupim i nepraktičnim za svakodnevnu uporabu.

Ovi nedostaci na kraju su gurnuli motore s rukavnim ventilima iz konvencionalne automobilske proizvodnje. Iako su neovisni izumitelji nastavili usavršavati koncept kroz cijelo 20. stoljeće, dizajn se nikada nije komercijalno vratio — njegova kasnija primjena svela se na nišne namjene poput minijaturnih motora za makete zrakoplova.

Ovo je prijevod. Izvornik možete pročitati ovdje: https://www.drive.ru/technic/50a0d58ab721423821000055.html