Antara tahun 1903 dan 1905, penemu asal Amerika Serikat, Charles Knight, mengembangkan alternatif radikal terhadap mesin pembakaran dalam konvensional — sebuah mesin yang kelak akan menggerakkan beberapa otomobil paling bergengsi di dunia. Alih-alih menggunakan katup poppet tradisional, mesin Knight menggunakan sepasang selongsong geser konsentris yang dipasang di dalam silinder kerja, dengan piston yang bergerak di dalamnya. Setiap selongsong memiliki jendela potongan besar yang, saat selongsong bergerak naik dan turun, secara berkala sejajar dengan port masuk dan keluar di dinding silinder. Selongsong tersebut digerakkan oleh mekanisme engkol dan poros eksentrik khusus, menggantikan camshaft konvensional sepenuhnya.
The Silent Knight: Debut di Pameran Otomotif Chicago 1906
Di Pameran Otomotif Chicago 1906, Knight dan mitra bisnisnya Lyman Kilbourne memperkenalkan Silent Knight — sebuah mobil yang ditenagai oleh mesin empat silinder bertenaga 40 tenaga kuda tanpa katup. Sesuai namanya, keunggulan utama kendaraan ini adalah tingkat kebisingannya yang sangat rendah dibandingkan dengan mesin pembakaran pada era tersebut. Meskipun para pembeli awalnya lambat untuk memperhatikan, industri otomotif terpesona. Pada tahun-tahun berikutnya, Silent Knight memicu gelombang pengembangan mesin katup selongsong di kedua sisi Atlantik — sebuah gelombang yang tidak akan sepenuhnya surut hingga setelah Perang Dunia II.
Adopsi Global: Siapa yang Menggunakan Mesin Katup Selongsong Knight?
Desain katup selongsong Knight dilisensikan dan diproduksi di seluruh Amerika Serikat, Inggris Raya, dan Prancis. Knight sendiri menghabiskan beberapa tahun bekerja langsung dengan produsen-produsen Eropa pada akhir tahun 1900-an sebelum kembali ke Amerika. Di antara produsen otomotif terkemuka yang melengkapi kendaraan mereka dengan mesin katup selongsong adalah:
- Daimler
- Mercedes
- Willys
- Peugeot
- Voisin
- Panhard-Levassor
Seiring menyebarnya teknologi ini, para insinyur mulai mengembangkan konsep asli Knight. Contoh yang menonjol datang dari produsen asal Skotlandia, Argyll, yang mengembangkan varian selongsong tunggal di mana satu selongsong yang dapat bergerak secara bersamaan bergeser secara aksial dan berputar sebagian di sekitar sumbu longitudinal silinder — menangani intake dan pembuangan gas sendiri, tanpa memerlukan selongsong kedua.
Keunggulan Mesin Katup Selongsong Knight
Dibandingkan dengan mesin empat langkah berbasis katup konvensional pada masa itu, mesin Knight menawarkan beberapa manfaat kinerja dan ketahanan yang signifikan:
- Port pertukaran gas yang lebih besar — jendela masuk dan keluar yang luas meningkatkan aliran udara dan pernapasan mesin.
- Performa lebih baik pada RPM tinggi — katup poppet tradisional memerlukan pegas yang semakin kaku pada kecepatan tinggi, meningkatkan kerugian gesek; selongsong tidak memiliki keterbatasan semacam itu.
- Output tenaga yang lebih tinggi — kombinasi pertukaran gas yang lebih baik dan gesekan yang berkurang memungkinkan mesin Knight menghasilkan tenaga lebih besar dibandingkan mesin katup yang setara pada era tersebut.
- Umur pakai yang lebih unggul — hingga jauh ke tahun 1920-an dan bahkan 1930-an, mekanisme katup selongsong Knight mampu bertahan lebih lama dibandingkan sistem valve-train konvensional dengan selisih yang signifikan.
Mengapa Mesin Knight Kehilangan Popularitasnya?
Terlepas dari prospek awal yang menjanjikan, mesin katup selongsong memiliki serangkaian kelemahan yang persisten yang secara bertahap diatasi oleh teknologi mesin konvensional. Seiring desain katup poppet berkembang pesat sepanjang pertengahan abad ke-20, pendekatan Knight kesulitan untuk mengimbanginya. Kelemahan utamanya meliputi:
- Masalah penyegelan silinder — menjaga segel kedap udara dengan selongsong yang bergerak terbukti selalu sulit dilakukan.
- Masalah running-in — selongsong dalam dan ring piston memerlukan periode break-in yang panjang dan rentan terhadap keausan dini.
- Tantangan pelumasan — mengalirkan oli yang cukup ke semua permukaan bergerak di dalam silinder merupakan hambatan rekayasa yang terus-menerus.
- Konsumsi oli yang berlebihan — konsekuensi langsung dari kebutuhan pelumasan yang tinggi, membuat mesin-mesin ini mahal dan tidak praktis untuk dioperasikan.
Kelemahan-kelemahan ini pada akhirnya mendorong mesin katup selongsong keluar dari produksi otomotif arus utama. Meskipun para penemu independen terus menyempurnakan konsep ini sepanjang abad ke-20, desain tersebut tidak pernah berhasil kembali secara komersial — dengan aplikasi selanjutnya terbatas pada penggunaan niche seperti motor miniatur untuk pesawat model.
Ini adalah terjemahan. Anda dapat membaca versi aslinya di sini: https://www.drive.ru/technic/50a0d58ab721423821000055.html
Diterbitkan Oktober 14, 2021 • 4m untuk membaca
