В 1903-1905 годах американский изобретатель Чарльз Найт создал и испытал экспериментальный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, в котором газ распределялся не за счет клапанов, а благодаря концентрической паре подвижных втулок, встроенных в рабочий цилиндр. А внутри этой пары втулок двигался рабочий поршень. Каждая из втулок была оснащена большими окнами с одной стороны. Когда втулка двигалась вверх и вниз, эти вырезы периодически совпадали с входными или выходными окнами в боковой стенке цилиндра. Кривошипно-шатунный механизм и эксцентриковый вал газораспределения приводили в движение втулки. Этот вал пришел на смену распределительному.
На Чикагском автосалоне 1906 года Найт и его деловой партнер Лайман Килборн представили автомобиль Silent Knight с четырехцилиндровым 40-сильным бесклапанным двигателем. Как следует из названия, главным преимуществом новичка, по сравнению с существовавшими в то время безлошадными экипажами, был несравненно более низкий уровень шума. Поначалу этот автомобиль не привлек внимания покупателей, но сразу же вызвал большой интерес в самой отрасли и в последующие годы породил волну подражаний по обе стороны Атлантики, которая утихла только после окончания Второй мировой войны.
Различные вариации двигателей с распределением ползуна-втулки начали проектировать и строить не только в США, но и в Европе, главным образом в Великобритании и Франции. Такие двигатели создавали по лицензии Найта и зачастую при его непосредственном участии (в конце первого десятилетия XX века изобретатель в течение нескольких лет проработал в Европе, а после возвратился на родину).
В разные годы легковые автомобили Daimler, Willys, Mercedes, Peugeot, Voisin, Panhard-Levassor, как и другие марки оснащали рукавными газораспределительными двигателями. В то же время идея Найта развивалась, и механизм был усовершенствован. Так, в двигателях шотландской компании Argyll использовали оригинальный вариант бесклапанного распределителя с одной подвижной втулкой, которая при прохождении рабочих циклов одновременно смещалась вверх и вниз и совершала неполный оборот вокруг продольной оси. Благодаря этому она могла одновременно отвечать как за впуск, так и за выпуск.
Двигатели Найта имели ряд преимуществ перед четырехтактными двигателями внутреннего сгорания с традиционными клапанами. Бесклапанные двигатели имели очень большие впускные и выпускные окна, которые способствовали лучшему газообмену. Таким механизмам были не страшны высокие обороты коленчатого вала, в то время как клапаны в подобной ситуации требовали все более прочных пружин, что увеличивало потери на трение привода. Комбинация этих свойств позволила получить высокую по меркам того времени мощность на двигателях Найта. Кроме того, в начале XX века, в 1920-х и даже в 1930-х годах газораспределительные механизмы Найта продемонстрировали большую долговечность в сравнении с аналогичными клапанными.
Однако традиционные системы газораспределения стремительно совершенствовались, в то время как схема Найта за это время так и не избавилась от присущих ей недостатков. Проблемы с обеспечением герметичности цилиндров, обкаткой внутренней втулки и поршневых колец, подачей смазки на все детали и фактически очень высокий расход масла так и остались нерешенными. Эти недостатки побудили двигатели Найта покинуть массовый рынок, хотя на протяжении всего двадцатого века некоторые изобретатели все еще пытались улучшить такую схему. Но все эти попытки ограничивались лишь производством всевозможной автоэкзотики, вроде крошечных моторов для моделей самолетов.
Оригинальная статья на сайте ДРАЙВ: https://www.drive.ru/technic/50a0d58ab721423821000055.html
Опубликовано Октябрь 14, 2021 • 5м на чтение
