Silnik rycerski

A 4-cylinder Knight car engine, sectioned through the cylinders to show the Knight sleeve valves.
Silnik z zaworem rycerskim
Emblemat na samochodzie Stearns napędzanym silnikiem Knight

Silnik Knight to silnik spalinowy, zaprojektowany przez Amerykanina Charlesa Yale Knighta (1868-1940), który wykorzystuje zawory tulejowe zamiast bardziej powszechnej konstrukcji zaworu grzybkowego .

Chociaż ostatecznie silniki te były produkowane w największych ilościach w USA, projekt Knighta odniósł komercyjny sukces dzięki opracowaniu w Anglii. Francuzi dali silnikowi Knight bardziej intensywny rozwój niż jakikolwiek inny naród. Ostatecznie patenty Knight zostały wydane w co najmniej ośmiu krajach i faktycznie zostały zbudowane przez około trzydzieści firm.

Historia

Początkowo Knight próbował sprawić, by cały cylinder silnika poruszał się ruchem posuwisto-zwrotnym, aby otwierać i zamykać otwory wylotowe i wlotowe. Chociaż opatentował ten układ, wkrótce porzucił go na rzecz zasady podwójnej tulei przesuwnej. Oak Park w stanie Illinois zbudowano eksperymentalny silnik. Badania i rozwój trwały do ​​1905 roku, kiedy to prototyp przeszedł rygorystyczne testy w Elyria w stanie Ohio . Po opracowaniu praktycznego silnika (koszt około 150 000 USD), Knight i Kilbourne zaprezentowali kompletny samochód turystyczny „Silent Knight” na wystawie samochodowej w Chicago w 1906 roku . Wyposażony w 4-cylindrowy silnik o mocy 40 KM (30 kW) samochód kosztował 3500 USD.

Silnik rycerski

Konstrukcja Knighta ma dwie żeliwne tuleje na cylinder, w niektórych modelach z brązu, wsuwane do drugiej, z tłokiem wewnątrz tulei wewnętrznej. Tuleje są obsługiwane przez małe korbowody uruchamiane przez mimośrodowy wałek i mają otwory wycięte na ich górnych końcach. Głowica cylindrów (znana jako „ śmieciowa głowica ”) jest jak nieruchomy, odwrócony tłok z własnym zestawem pierścieni wystających w dół wewnątrz tulei wewnętrznej. Głowice są indywidualnie odłączane dla każdego cylindra. Konstrukcja jest wyjątkowo cicha, a zawory tulejowe wymagają niewielkiej uwagi. Był jednak droższy w produkcji ze względu na wymagane precyzyjne szlifowanie powierzchni tulei. Jeśli chodzi o silniki z zaworem jednotulejowym, firma Continental oświadczyła, że ​​są one tańsze i łatwiejsze w produkcji niż silniki z zaworem grzybkowym. Ponadto zużywa więcej oleju przy dużych prędkościach i trudniej jest go uruchomić w niskich temperaturach.

Konstrukcja silnika pozwala na bardziej centralne umiejscowienie świec zapłonowych, aby zapewnić lepszą ścieżkę płomienia, duże otwory dla lepszego przepływu gazu i półkuliste komory spalania, co z kolei pozwala na zwiększenie mocy. Ponadto zawory tulejowe wymagały znacznie mniej konserwacji niż zawory grzybkowe z tamtej epoki, które wymagały regulacji, szlifowania, a nawet wymiany po zaledwie kilku tysiącach mil. Jednak właściwości adiabatyczne i izotermiczne towarzyszące zwiększonej mocy zapewnianej przez duże (w porównaniu ze współczesnymi konstrukcjami zaworów grzybkowych) obszary portów w tulejach okazały się piętą achillesową koncepcji zaworów z podwójną tuleją. Wiele korzyści płynących ze zwiększonej wydajności objętościowej nie mogło zostać zrealizowanych ze względu na niemożność przenoszenia ciepła wypadkowego na wystarczająco stromym nachyleniu, aby uniknąć nadmiernych temperatur wewnętrznych, jednak Harry Ricardo zwrócił uwagę na pojedynczy Zawór tulejowy typu Burt-McCollum, który dopóki film olejowy między tuleją a ścianą cylindra jest wystarczająco cienki, tuleje są przezroczyste dla ciepła. W wyniku tych warunków termicznych, w przeciwieństwie do konwencjonalnej praktyki, obszar otworu wlotowego został zmniejszony do znacznie mniejszego niż w przypadku otworu wylotowego. Późniejsze silniki z cieńszymi tulejami pokrytymi stalą i białym metalem mają lepsze poziomy rozpraszania ciepła, ale problemy z przenoszeniem ciepła pozostają charakterystyczne dla konstrukcji, ograniczając w ten sposób rozwój potencjału tkwiącego w silniku z podwójnym zaworem.

Ulepszenia konstrukcyjne i materiałowe bardziej zwykłego silnika z zaworem grzybkowym wyeliminowały większość zalet, jakie początkowo posiadał wariant z zaworami tulejowymi, tak że na początku lat trzydziestych XX wieku zaprzestano produkcji Silent Knight, a tylko kilku francuskich producentów samochodów kontynuowało wojna.

Knight i Kilbourne mieli nadzieję, że zainteresują amerykańskich producentów samochodów silnikiem, aby mogli udzielać licencji na jego produkcję, ale początkowo nie było chętnych. Pierce-Arrow z Buffalo w stanie Nowy Jork przetestowali silnik na jednym ze swoich i stwierdzili, że był mocniejszy przy prędkościach powyżej 30 mil na godzinę (48 km / h), a także jechałby szybciej. Jednak odrzucili to jako nieodpowiednie dla ich gamy samochodów, ponieważ wierzyli, że wszystko powyżej 55 mil na godzinę (89 km / h) jest niebezpieczne. Uznali również, że zużycie oleju (około 2 litrów na 70 mil) jest nadmierne. Knight otrzymał również zły rozgłos w tym samym czasie, gdy prototyp samochodu został zgłoszony w 1906 Glidden Tour , tylko po to, by odpaść pierwszego dnia z powodu awarii mechanicznej.

Silnik Knight-Daimler, przekrój poprzeczny

Rycerz Daimlera


Daimler 22 KM otwarty 2-osobowy (przykład z 1909 r.), Maskotka na korku chłodnicy to rycerz (CY)

Praktycznie zignorowawszy dwa pisemne podejścia inżyniera Edwarda Manville'a , dyrektora Daimlera , Knight zmienił zdanie i postanowił spróbować zainteresować angielskich producentów swoim silnikiem. W 1907 roku Knight pojechał jednym ze swoich samochodów do Londynu, gdzie udało mu się spotkać z Amerykaninem Percym Martinem , również dyrektorem Daimlera. Inżynierowie Daimlera przetestowali silnik, a wyniki były wystarczająco zachęcające, aby Daimler utworzył tajny zespół, aby w pełni opracować koncepcję Knighta. Jednak po zakończeniu projektu nie był to już „Wholly Knight”. Knight uzyskał brytyjski patent na swój zmodyfikowany silnik 6 czerwca 1908 roku. We wrześniu Daimler ogłosił, że silniki „Silent Knight” będą montowane w niektórych modelach z 1909 roku.

Aby zwalczyć krytykę ze strony konkurentów, Daimler zlecił RAC (Royal Automobile Club) przeprowadzenie własnych niezależnych testów na Daimler-Knight. Inżynierowie RAC wzięli dwa silniki Knight i uruchomili je pod pełnym obciążeniem przez 132 godziny bez przerwy. Te same silniki zostały następnie zainstalowane w samochodzie turystycznym i przejechały 2000 mil (3200 km) po Brooklands torze wyścigowym, po czym zostały zdjęte i ponownie biegły na ławce przez 5 godzin. Inżynierowie RAC poinformowali, że po rozebraniu silników nie było widocznego zużycia, cylindry i tłoki były czyste, zawory również nie nosiły śladów zużycia. RAC był pod takim wrażeniem, że przyznał Daimlerowi Trofeum Dewara z 1909 roku .

Raporty RAC spowodowały, że cena akcji Daimlera wzrosła z 0,85 GBP do 18,75 GBP, a konkurenci firmy zaczęli obawiać się, że silnik z zaworem grzybkowym wkrótce stanie się przestarzały. Walter Owen Bentley , założyciel firmy Bentley Motors , był zdania, że ​​silnik Daimler-Knight sprawuje się równie dobrze, jak porównywalna jednostka napędowa Rolls-Royce'a.

Silnik Knight (znacznie udoskonalony przez inżynierów Daimlera) przyciągnął uwagę europejskich producentów samochodów. Daimler kupił prawa od Knighta „dla Anglii i kolonii” i podzielił własność praw europejskich, w których przejął 60%, z Minerwą z Belgii. Od nich wykupiono prawa europejskie i korzystali z nich Panhard et Levassor oraz Mercedes .

Zwabiony możliwościami silnika „Silent Knight”, prezes Daimlera skontaktował się z Knightem w Chicago i Knight osiedlił się w Anglii niedaleko Coventry w 1907 roku. Daimler zatrudnił dr Fredericka Lanchestera jako ich konsultant w tym celu, a główne przeprojektowanie i udoskonalenie projektu Knighta odbyło się w wielkiej tajemnicy. Projekt Knighta stał się praktyczną propozycją. Zaprezentowany we wrześniu 1908 roku nowy silnik wywołał sensację. „Wystarczy powiedzieć, że zawory grzybkowe, sprężyny i krzywki oraz wiele małych części są usuwane z ciała, że ​​mamy prawie idealnie kulistą komorę eksplozji i żeliwną tuleję lub rurkę jako tę część komory spalania, w której tłok porusza się”. Daimler całkowicie porzucił silniki z zaworami grzybkowymi i utrzymywał swoje ciche silniki z zaworami tulejowymi do połowy lat trzydziestych XX wieku.

Wiele pojazdów zostało opisanych jako podatne na awarie ze względu na smarowanie powierzchni styku cylindra i tulei. Często nie można było zagwarantować właściwego smarowania przy użyciu dostępnych wówczas środków smarnych, zwłaszcza przy nieodpowiedniej konserwacji. Ten problem nasilił się przy prędkościach obrotowych silnika powyżej 1600 obr / min, kiedy to silnik z zaworem tulejowym przestał zapewniać lepszą moc. Przy maksymalnej osiągalnej prędkości obrotowej silnika wynoszącej około 1750 obr./min, długoterminowy potencjał rozwojowy silnika był ograniczony.

Ameryka północna

Replika reklamy Stearnsa z 1912 roku w centrum Boise w stanie Idaho, reklamująca silnik typu Knight

Thomas Russell z Canada Cycle & Motor Co. Ltd. z zainteresowaniem śledził Knighta i kiedy przeczytał o testach RAC, udał się do Anglii w 1909 roku, aby uzyskać licencję od Knighta. Russell doszedł również do porozumienia z Daimlerem, na mocy którego firma będzie dostarczać silniki Daimler-Knight przez dwa lata. Russell wyprodukował kilka modeli luksusowych samochodów Russell-Knight w Kanadzie.

W sierpniu 1911 roku silnik uzyskał licencję amerykańskich producentów samochodów Columbia , Stearns i Stoddard-Dayton . Licencję na produkcję silników zakupiła również firma Atlas Engineering Company z Indianapolis, która pojawiła się w 1914 roku jako Lyons-Knight .

Wkrótce potem Columbia, Stoddard-Dayton i Atlas zbankrutowały, a ich licencje zostały przeniesione do innych firm. Edwards-Knight uzyskał jeden, który przekazali Willysowi , podczas gdy Moline nabył inny, który zachowali do lat dwudziestych XX wieku.

W 1913 roku Mercedes-Knight prowadzony przez Théodore'a Pilette'a został zgłoszony do wyścigu Indianapolis 500 , gdzie pomimo najmniejszego silnika zajął piąte miejsce ze średnią prędkością 68,148 mil na godzinę (109,674 km / h) na dystansie 500 mil (800 km).

Willys dokonał ulepszeń silnika Knight, które zostały opatentowane iw 1916 roku ogłosił swój Willys-Knight 88-4. Następnie otworzyli kanadyjską fabrykę w Toronto, aby budować modele eksportowe.

Do 1925 roku w Stanach Zjednoczonych istniało pięć zakładów produkujących podwozia z silnikami Knight, dzięki czemu produkcja Willys-Knight wynosiła 250 samochodów dziennie. Willys ogłosił w tym samym roku, że na całym świecie było używanych ponad 180 000 silników Willys-Knight. Willys przejął również Stearns w tym roku, tworząc w tym celu oddzielny syndykat (firmy nie zostały połączone).

Sprzedaż samochodów Willys-Knight spadła pod koniec lat dwudziestych. Dzięki pracy Harry'ego Ricardo i Charlesa F. Ketteringa prostsze silniki z zaworami grzybkowymi stały się bardzo wydajne, po raz pierwszy pojawiły się w Chryslerze z 1924 r., A wysokie koszty produkcji silnika Knight zaczęły przemawiać przeciwko temu. Podczas gdy Willys budował modele Knighta w latach trzydziestych XX wieku, prace rozwojowe zostały wstrzymane. Patenty Knight wygasły w 1932 r. Chociaż w czerwcu tego roku ogłoszono Willys-Knight Streamline Six z 1933 r., Wątpliwe jest, czy produkcja była kontynuowana do 1933 r. Były to ostatnie samochody z zaworami tulejowymi wyprodukowane w USA.

Europa

Silnik Knight, choć powstał w USA, został opracowany w celu zaowocowania w Anglii, zyskując wcześniejszy start w Europie, gdzie również trwał dłużej. Mercedes budował swojego 4-litrowego Knighta 16/50 do 1924 roku, podczas gdy Simson Supra Knight z lat 1925-26 był prawdopodobnie ostatnim niemieckim samochodem z silnikiem Knighta. We Francji, oprócz Peugeota i Morsa , dwie marki luksusowych samochodów wykorzystywały silnik Knight jako standardowe wyposażenie w latach 1923-1940: Avions Voisin i Panhard et Levassor . Voisin zbudował również chłodzony powietrzem silnik gwiazdowy używając zasady Knighta w 1935 roku, co było ich ostatnim użyciem technologii Knighta. Panhard et Levassor Dynamic , produkowany do lata 1940 roku, był ostatnim seryjnie produkowanym samochodem osobowym z silnikiem Knight.

Niektóre samochody napędzane silnikiem Knight

Roadster Willys-Knight Great Six, 1929-30 USA
Limuzyna Minerva, 1937 Belgia

Główne marki

europejskie marki

Inni

Zobacz też

Notatki

  •   Hendry, Maurice D. (1972). „Bezbożny mędrzec cichego rycerza”. Kwartalnik motoryzacyjny . Wydawnictwo Dziedzictwa Samochodowego. 10 (4): 401–413. ISBN 1-59613-139-X .

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Knight_engine&oldid=1095168918 ”