Trong khoảng thời gian từ năm 1903 đến 1905, nhà phát minh người Mỹ Charles Knight đã phát triển một giải pháp thay thế triệt để cho động cơ đốt trong thông thường — một loại động cơ sau này sẽ cung cấp sức mạnh cho một số chiếc ô tô danh tiếng nhất thế giới. Thay vì các van nấm truyền thống, động cơ của Knight sử dụng một cặp ống trượt đồng tâm lắp bên trong xi-lanh làm việc, với piston chuyển động bên trong chúng. Mỗi ống trượt có các cửa sổ khoét rỗng lớn, và khi các ống trượt di chuyển lên xuống, chúng định kỳ thẳng hàng với các cổng nạp và xả trên thành xi-lanh. Các ống trượt được dẫn động bởi cơ cấu tay quay và một trục lệch tâm riêng biệt, thay thế hoàn toàn trục cam thông thường.
Silent Knight: Ra Mắt Tại Triển Lãm Ô Tô Chicago Năm 1906
Tại Triển lãm Ô tô Chicago năm 1906, Knight và đối tác kinh doanh của ông là Lyman Kilbourne đã giới thiệu chiếc Silent Knight — một chiếc xe được trang bị động cơ bốn xi-lanh không có van, công suất 40 mã lực. Đúng như tên gọi, điểm nổi bật của chiếc xe là mức độ ồn thấp đáng kể so với các động cơ đốt trong cùng thời đại. Mặc dù người mua ban đầu ít chú ý, nhưng ngành công nghiệp ô tô đã bị cuốn hút. Trong những năm tiếp theo, Silent Knight đã châm ngòi cho một làn sóng phát triển động cơ van ống trượt ở cả hai bờ Đại Tây Dương — một làn sóng không hoàn toàn lắng xuống cho đến sau Chiến tranh Thế giới thứ Hai.
Phổ Biến Toàn Cầu: Ai Đã Sử Dụng Động Cơ Van Ống Trượt Knight?
Thiết kế van ống trượt của Knight đã được cấp phép và sản xuất trên khắp Hoa Kỳ, Vương quốc Anh và Pháp. Bản thân Knight đã dành nhiều năm làm việc trực tiếp với các nhà sản xuất châu Âu trong những năm cuối thập niên 1900 trước khi trở về Mỹ. Trong số những nhà sản xuất ô tô nổi tiếng đã trang bị động cơ van ống trượt cho xe của họ có:
- Daimler
- Mercedes
- Willys
- Peugeot
- Voisin
- Panhard-Levassor
Khi công nghệ này lan rộng, các kỹ sư bắt đầu cải tiến khái niệm ban đầu của Knight. Một ví dụ đáng chú ý đến từ nhà sản xuất Scotland Argyll, đã phát triển một biến thể ống trượt đơn trong đó một ống trượt có thể di chuyển, đồng thời dịch chuyển theo chiều trục và xoay một phần quanh trục dọc của xi-lanh — xử lý cả nạp và xả một mình, mà không cần đến ống trượt thứ hai.
Ưu Điểm Của Động Cơ Van Ống Trượt Knight
So với các động cơ bốn kỳ thông thường dùng van cùng thời đại, động cơ Knight mang lại một số lợi ích đáng kể về hiệu suất và độ bền:
- Cổng trao đổi khí lớn hơn — các cửa sổ nạp và xả rộng rãi cải thiện lưu lượng khí và khả năng thở của động cơ.
- Hiệu suất tốt hơn ở tốc độ cao — các van nấm truyền thống đòi hỏi lò xo ngày càng cứng hơn ở tốc độ cao, làm tăng tổn thất ma sát; các ống trượt không có giới hạn như vậy.
- Công suất đầu ra cao hơn — sự kết hợp giữa trao đổi khí được cải thiện và giảm ma sát cho phép động cơ Knight sản sinh công suất nhiều hơn so với các động cơ van tương đương cùng thời.
- Tuổi thọ vượt trội — cho đến tận những năm 1920 và thậm chí thập niên 1930, cơ cấu van ống trượt của Knight vẫn có tuổi thọ vượt xa các hệ thống dẫn động van truyền thống một cách đáng kể.
Tại Sao Động Cơ Knight Dần Mất Đi Ưu Thế?
Mặc dù đầy hứa hẹn trong giai đoạn đầu, động cơ van ống trượt vẫn có một số nhược điểm dai dẳng mà công nghệ động cơ thông thường dần dần khắc phục được. Khi thiết kế van nấm cải tiến nhanh chóng trong suốt giữa thế kỷ 20, cách tiếp cận của Knight gặp khó khăn trong việc theo kịp. Những điểm yếu cốt lõi của nó bao gồm:
- Vấn đề làm kín xi-lanh — duy trì độ kín khí với các ống trượt chuyển động liên tục tỏ ra luôn khó khăn.
- Vấn đề chạy rà — ống trượt bên trong và vòng piston đòi hỏi thời gian chạy rà kéo dài và dễ bị mài mòn sớm.
- Thách thức bôi trơn — cung cấp đủ dầu cho tất cả các bề mặt chuyển động bên trong xi-lanh là một trở ngại kỹ thuật dai dẳng.
- Tiêu thụ dầu quá mức — hệ quả trực tiếp của nhu cầu bôi trơn cao, khiến những động cơ này tốn kém và không thực tế khi vận hành.
Những nhược điểm này cuối cùng đã đẩy động cơ van ống trượt ra khỏi dây chuyền sản xuất ô tô chủ lưu. Mặc dù các nhà phát minh độc lập tiếp tục hoàn thiện khái niệm này trong suốt thế kỷ 20, thiết kế này chưa bao giờ quay trở lại thương mại — các ứng dụng về sau của nó chỉ giới hạn trong các lĩnh vực ngách như động cơ thu nhỏ dành cho máy bay mô hình.
Đây là bản dịch. Bạn có thể đọc bản gốc tại đây: https://www.drive.ru/technic/50a0d58ab721423821000055.html
Đã xuất bản Tháng Sáu 14, 2026 • 4 phút để đọc
