Kas ir Naita dzinējs? Piedurknvārstu revolūcijas vēsture

Laikā no 1903. līdz 1905. gadam amerikāņu izgudrotājs Čārlzs Naits izstrādāja radikālu alternatīvu parastajam iekšdedzes dzinējam — tādu, kas vēlāk darbināja dažus no prestižākajiem automobiļiem pasaulē. Tradicionālo lodes vārstu vietā Naita dzinējs izmantoja koncentrētu slīdošu piedurknīšu pāri, kas ievietotas darba cilindrā, ar virzuli, kas kustas to iekšienē. Katrai piedurknītei bija lielas izgrieztas atveres, kas, piedurknītēm kustoties uz augšu un uz leju, periodiski sakrita ar ieplūdes un izplūdes kanāliem cilindra sienā. Piedurknītes darbināja kloķa mehānisms un īpašs ekscentrisks vārpsts, pilnībā aizstājot parasto kamesvārpstu.

Klusais Bruņinieks: Debija 1906. gada Čikāgas Automobiļu Izstādē

1906. gada Čikāgas Automobiļu Izstādē Naits un viņa biznesa partneris Laimans Kilbēns prezentēja Silent Knight (Kluso Bruņinieku) — automašīnu, ko darbina četrcilindru, 40 zirgspēku bezvārstu dzinējs. Uzticīgi savam nosaukumam, transportlīdzekļa izcilākā īpašība bija tā iespaidīgi zemais trokšņu līmenis salīdzinājumā ar tā laika iekšdedzes dzinējiem. Lai gan pircēji sākotnēji nebija ātri to pamanīt, automobiļu nozare bija sajūsmināta. Sekojošajos gados Silent Knight izraisīja piedurknvārstu dzinēju izstrādes vilni abās Atlantijas okeāna pusēs — vilni, kas pilnībā norimstos tikai pēc Otrā pasaules kara.

Globāla izplatība: Kas izmantoja Naita piedurknvārstu dzinējus?

Naita piedurknvārstu konstrukcija tika licencēta un ražota Amerikas Savienotajās Valstīs, Lielbritānijā un Francijā. Pats Naits vairākus gadus tieši sadarbojās ar Eiropas ražotājiem 1900. gadu beigās, pirms atgriezties Amerikā. Starp ievērojamajiem autoražotājiem, kas aprīkoja savus transportlīdzekļus ar piedurknvārstu dzinējiem, bija:

• Daimler
• Mercedes
• Willys
• Peugeot
• Voisin
• Panhard-Levassor

Tehnoloģijai izplatoties, inženieri sāka pilnveidot Naita sākotnējo koncepciju. Ievērojams piemērs bija skotu ražotājs Argyll, kas izstrādāja vienas piedurknītes variantu, kurā viena kustīgā piedurknīte vienlaicīgi pārvietojās aksiāli un daļēji rotēja ap cilindra garenisko asi — pati apstrādājot gan ieplūdi, gan izplūdi bez otrās piedurknītes.

Naita piedurknvārstu dzinēja priekšrocības

Salīdzinājumā ar tā laika parastajiem ar vārstiem aprīkotajiem četrtaktu dzinējiem, Naita dzinēji piedāvāja vairākas nozīmīgas veiktspējas un izturības priekšrocības:

• Lielāki gāzes apmaiņas kanāli — plašās ieplūdes un izplūdes atveres uzlaboja gaisa plūsmu un dzinēja elpošanu.
• Labāka veiktspēja augstu apgriezienu skaitā — tradicionālie lodes vārsti augstā ātrumā prasīja arvien stingrākas atsperes, palielinot berzes zudumus; piedurknītēm šādu ierobežojumu nebija.
• Lielāka jauda — uzlabotas gāzes apmaiņas un samazinātas berzes kombinācija ļāva Naita dzinējiem attīstīt lielāku jaudu nekā salīdzināmajiem tā laika vārstu dzinējiem.
• Izcila ilgnoturība — vēl 1920. gados un pat 1930. gados Naita piedurknvārstu mehānismi kalpoja ievērojami ilgāk nekā parastās vārstu sistēmas.

Kāpēc Naita dzinēji zaudēja popularitāti?

Neskatoties uz agrīnajiem solījumiem, piedurknvārstu dzinējiem bija virkne pastāvīgu trūkumu, ko parastā dzinēju tehnoloģija pakāpeniski pārvarēja. Lodes vārstu konstrukcijām strauji uzlabojoties 20. gadsimta vidū, Naita pieeja cīnījās, lai sekotu līdzi. Galvenie trūkumi bija šādi:

• Cilindra blīvēšanas problēmas — gaisa necaurlaidīgas blīves uzturēšana ar kustīgām piedurknītēm izrādījās pastāvīgi sarežģīta.
• Ieskrāpēšanas problēmas — iekšējai piedurknītei un virzuļa gredzeniem bija nepieciešami ilgstoši ieskrāpēšanas periodi un tiem bija nosliece uz priekšlaicīgu nolietojumu.
• Eļļošanas izaicinājumi — pietiekama eļļas daudzuma piegāde visām kustīgajām virsmām cilindra iekšpusē bija pastāvīgs inženiertehnikas šķērslis.
• Pārmērīgs eļļas patēriņš — tieša eļļošanas prasību sekas, kas padarīja šos dzinējus dārgus un nepraktiskus ekspluatācijā.

Šie trūkumi galu galā izspieda piedurknvārstu dzinējus no galvenās automobiļu ražošanas. Lai gan neatkarīgi izgudrotāji turpināja pilnveidot koncepciju visā 20. gadsimtā, konstrukcija tā arī nekad nepiedzīvoja komerciālu atgriešanos — tās vēlākais pielietojums aprobežojās ar šaurām nišām, piemēram, miniatūriem motoriem modeļu gaisa kuģiem.

Šis ir tulkojums. Oriģinālu varat lasīt šeit: https://www.drive.ru/technic/50a0d58ab721423821000055.html