У період між 1903 і 1905 роками американський винахідник Чарльз Найт розробив радикальну альтернативу звичайному двигуну внутрішнього згоряння — таку, що згодом стала основою деяких найпрестижніших автомобілів у світі. Замість традиційних тарілчастих клапанів у двигуні Найта використовувалася концентрична пара ковзних гільз, встановлених усередині робочого циліндра, з поршнем, що рухається всередині них. Кожна гільза мала великі прорізні вікна, які в міру руху гільз угору й донизу час від часу збігалися з впускними та випускними портами в стінці циліндра. Гільзи приводилися в рух кривошипним механізмом і спеціальним ексцентриковим валом, що повністю замінював традиційний розподільний вал.
Silent Knight: дебют на Автошоу в Чикаго 1906 року
На Автошоу в Чикаго 1906 року Найт і його діловий партнер Лайман Кілберн представили Silent Knight — автомобіль із чотирициліндровим двигуном без клапанів потужністю 40 кінських сил. Відповідаючи своїй назві, головною перевагою автомобіля був надзвичайно низький рівень шуму порівняно з двигунами внутрішнього згоряння тієї епохи. Хоча покупці спочатку не поспішали звертати на нього увагу, автомобільна промисловість була зачарована. У наступні роки Silent Knight спровокував хвилю розробок двигунів із гільзовим газорозподілом по обидва боки Атлантики — хвилю, яка не вщухне аж до завершення Другої світової війни.
Всесвітнє поширення: хто використовував двигуни Найта з гільзовим газорозподілом?
Конструкція гільзового газорозподілу Найта була ліцензована та виготовлялася у Сполучених Штатах, Великій Британії та Франції. Сам Найт кілька років безпосередньо співпрацював із європейськими виробниками наприкінці 1900-х років, перш ніж повернутися до Америки. Серед відомих автовиробників, що оснащували свої автомобілі двигунами з гільзовим газорозподілом, були:
- Daimler
- Mercedes
- Willys
- Peugeot
- Voisin
- Panhard-Levassor
У міру поширення технології інженери почали вдосконалювати оригінальну концепцію Найта. Помітним прикладом стала шотландська компанія Argyll, яка розробила варіант з однією гільзою, де рухома гільза одночасно переміщувалася вздовж осі та частково оберталася навколо поздовжньої осі циліндра — самостійно забезпечуючи як впуск, так і випуск, без другої гільзи.
Переваги двигуна Найта з гільзовим газорозподілом
Порівняно зі звичайними чотиритактними клапанними двигунами того часу, двигуни Найта пропонували низку суттєвих переваг у продуктивності та довговічності:
- Більші порти газообміну — великі впускні та випускні вікна покращували потік повітря та «дихання» двигуна.
- Краща продуктивність на високих обертах — традиційні тарілчасті клапани потребували дедалі жорсткіших пружин на високих швидкостях, що збільшувало втрати на тертя; гільзи не мали такого обмеження.
- Вища потужність — поєднання покращеного газообміну та зменшеного тертя дозволяло двигунам Найта виробляти більше потужності, ніж порівнянні клапанні двигуни тієї епохи.
- Чудова довговічність — аж до 1920-х і навіть 1930-х років гільзові механізми Найта значно перевершували за тривалістю служби звичайні системи газорозподілу.
Чому двигуни Найта вийшли з ужитку?
Попри ранні обіцянки, двигуни з гільзовим газорозподілом мали ряд постійних недоліків, які звичайні технології двигунів поступово подолали. Зі швидким вдосконаленням конструкцій з тарілчастими клапанами в середині XX століття підхід Найта не міг іти в ногу. До основних його слабких місць належали:
- Проблеми з герметизацією циліндра — підтримка герметичного ущільнення з рухомими гільзами виявлялася стабільно складним завданням.
- Проблеми припрацювання — внутрішня гільза та поршневі кільця потребували тривалого припрацювання та були схильні до передчасного зносу.
- Труднощі з мащенням — забезпечення достатньої подачі масла до всіх рухомих поверхонь усередині циліндра було постійною інженерною проблемою.
- Надмірна витрата масла — безпосередній наслідок вимог до мащення, що робило ці двигуни дорогими та непрактичними в експлуатації.
Ці недоліки зрештою витіснили двигуни з гільзовим газорозподілом із масового автомобільного виробництва. Хоча незалежні винахідники продовжували вдосконалювати концепцію протягом усього XX століття, конструкція так і не повернулася в комерційне виробництво — її пізніше застосування обмежилося нішевими областями, такими як мініатюрні двигуни для авіамоделей.
Це переклад. Оригінал можна прочитати тут: https://www.drive.ru/technic/50a0d58ab721423821000055.html
Опубліковано Жовтень 14, 2021 • 4хв на читання
