Рыцарский двигатель - Knight engine

4-цилиндровый автомобильный двигатель Knight, в разрезе цилиндров которого видны втулочные клапаны Knight.
Рыцарь рукавный клапан двигатель
Эмблема на автомобиле Stearns с двигателем Knight

В Рыцарский двигатель двигатель внутреннего сгорания, разработанный Американец Чарльз Йель Найт (1868-1940), который использует втулочные клапаны вместо более распространенного тарельчатый клапан строительство.

Хотя в конечном итоге эти двигатели были произведены в наибольших количествах в США, конструкция Найта имела коммерческий успех благодаря разработке в Англии. Французы дали двигателю Knight более интенсивное развитие, чем любая другая нация. В конечном итоге патенты Knight были выданы по крайней мере в восьми странах и фактически были созданы примерно тридцатью фирмами.[1]

История

Сначала Найт пытался заставить весь цилиндр двигателя совершать возвратно-поступательное движение, чтобы открывать и закрывать выпускные и впускные отверстия. Хотя он запатентовал эту конструкцию, он вскоре отказался от нее в пользу принципа двойной скользящей втулки. При поддержке чикагского предпринимателя Л.Б. Килборн, экспериментальный двигатель был построен в Оук-Парк, Иллинойс в 1903 году. Исследования и разработки продолжались до 1905 года, когда прототип прошел строгие испытания в Элирия, Огайо. Разработав практичный двигатель (стоимостью около 150 000 долларов), Найт и Килбурн продемонстрировали на выставке 1906 года полноценный туристический автомобиль Silent Knight. Чикагский автосалон. Автомобиль был оснащен 4-цилиндровым двигателем мощностью 40 л.с. (30 кВт) и стоил 3500 долларов.

Рыцарский двигатель

Конструкция Найта имеет две чугунные гильзы на цилиндр, в некоторых моделях бронзовые, скользящие внутри другой, с поршнем внутри внутренней гильзы. Втулки приводятся в действие небольшими шатунами, приводимыми в действие эксцентриковым валом, и имеют отверстия, вырезанные на их верхних концах. Головка блока цилиндров (известная как "мусорная голова ") подобен фиксированному перевернутому поршню с собственным набором колец, выступающим вниз внутри внутренней втулки. Головки съемные для каждого цилиндра. Конструкция удивительно тихая, и втулочные клапаны не требуют особого внимания. Однако это было больше дорого в производстве из-за необходимости точного шлифования поверхностей втулок. Что касается двигателей с одним клапаном, Continental заявила, что они дешевле и проще в производстве, чем двигатели с тарельчатым клапаном. Кроме того, они используют больше масла на высоких скоростях и труднее запускаются в холодную погоду.[2]

Конструкция двигателя позволяет более центральное расположение свечей зажигания для обеспечения лучшего пути пламени, большие отверстия для улучшения потока газа и полусферические камеры сгорания, что, в свою очередь, позволяет увеличить мощность. Кроме того, золотниковые клапаны требовали гораздо меньшего обслуживания, чем тарельчатые клапаны того времени, которые требовали регулировки, шлифовки и даже замены всего через несколько тысяч миль. Однако адиабатические и изотермические характеристики, сопровождающие повышенную мощность, обеспечиваемую большими (по сравнению с современными конструкциями тарельчатых клапанов) портами в гильзах, доказали ахиллесову пята концепции двухстворчатого клапана. Однако, Гарри Рикардо указал, что большая часть преимуществ, которые можно получить за счет увеличения объемного КПД, не могла быть реализована из-за неспособности передавать возникающее тепло с достаточно крутым градиентом, чтобы избежать чрезмерных внутренних температур. Рукав-клапан Типа Берта-МакКоллума, что, поскольку масляная пленка между гильзой и стенкой цилиндра остается достаточно тонкой, гильзы прозрачны для нагрева. Вследствие этих тепловых условий и вопреки общепринятой практике площадь впускного отверстия была уменьшена до существенно меньшей, чем площадь выпускного отверстия. Более поздние двигатели, имеющие более тонкие, стальные и покрытые белым металлом гильзы, обладают улучшенными уровнями рассеивания тепла, но проблемы теплопередачи остаются характерными для конструкции, что ограничивает развитие потенциала, присущего двигателю с двумя втулками.

Улучшения в конструкции и материалах более обычного двигателя с тарельчатым клапаном устранили большинство преимуществ, изначально присущих варианту с втулочными клапанами, так что к началу 1930-х годов производство Silent Knight прекратилось, и лишь несколько французских автопроизводителей продолжали война.

Найт и Килбурн надеялись заинтересовать американских производителей автомобилей в двигателе, чтобы они могли выдать лицензии на его производство, но поначалу не нашлось желающих. Пирс-Стрела из Буффало, Нью-Йорк протестировали двигатель против своего собственного и обнаружили, что он более мощный на скорости выше 30 миль в час (48 км / ч), а также будет двигаться быстрее. Однако они отклонили это как неподходящее для их диапазона автомобилей, потому что считали, что все, что превышает 55 миль в час (89 км / ч), было небезопасным. Они также посчитали чрезмерным расход масла (около 2 литров на 70 миль). Найт также получил плохую известность в то же время, когда в 1906 году был представлен прототип автомобиля. Glidden Tour только чтобы бросить его в первый день из-за механической неисправности.

Двигатель Knight-Daimler, поперечный разрез

Даймлер-рыцарь

Daimler 22 л.с.[3] открытый 2-х местный
(Пример 1909 года) талисман на крышке радиатора - Рыцарь (C.Y.'s).

Практически проигнорировав два письменных подхода инженера Эдвард Манвилл, директор Daimler Найт передумал и решил попробовать заинтересовать своим двигателем английских производителей. В 1907 году Найт поехал на одной из своих машин в Лондон, где ему удалось встретиться с американским коллегой. Перси Мартин, также директор Daimler. Инженеры Daimler протестировали двигатель, и результаты были достаточно обнадеживающими, чтобы Daimler создал секретную команду для полной разработки концепции Найта.[4] Однако по завершении проекта он больше не был «Целым рыцарем». 6 июня 1908 года Найт получил британский патент на свой модифицированный двигатель. В сентябре Daimler объявил, что «Silent Knight»[5] двигатели будут установлены в некоторых из его моделей 1909 года.

Чтобы бороться с критикой со стороны конкурентов, у Daimler была RAC (Royal Automobile Club) проводят собственные независимые испытания Daimler-Knight. Инженеры RAC взяли два двигателя Knight и проработали их под полной нагрузкой 132 часа без остановок. Затем те же двигатели были установлены на туристический автомобиль и проехали 3200 км на автомобиле. Brooklands ипподром, после чего их сняли и снова пробежали на скамейке 5 часов. Инженеры RAC сообщили, что при разборке двигателей заметного износа не было, цилиндры и поршни были чистыми, а на клапанах также не было следов износа. Компания RAC была настолько впечатлена, что наградила Daimler премией 1909 года. Дьюар Трофи.[6]

Согласно отчетам RAC, цена акций Daimler выросла на 0,85 фунтов стерлингов до 18,75 фунтов стерлингов.[1] и конкуренты компании - опасаться, что двигатель с тарельчатым клапаном скоро выйдет из употребления. W O Bentley придерживался мнения, что двигатель Daimler-Knight работает так же хорошо, как и сопоставимая силовая установка Rolls-Royce.

Двигатель Knight (значительно усовершенствованный инженерами Daimler) привлек внимание европейских автопроизводителей. Daimler купил права у Knight «для Англии и колоний» и долевое владение европейскими правами, в которых он получил 60%, с Минерва Бельгии.[4] Европейские права были куплены у них и использованы Panhard et Levassor и Мерседес.

Привлеченный возможностями двигателя "Silent Knight", председатель Daimler связался с Найтом в Чикаго, и в 1907 году Найт поселился в Англии недалеко от Ковентри. Доктор Фредерик Ланчестер как их консультант для этой цели, и серьезная переработка и уточнение дизайна Найта прошли в большой секретности. Конструкция Найта была сделана из практических соображений.[4] Когда новый двигатель был представлен в сентябре 1908 года, он произвел фурор. "Достаточно сказать, что грибовидные клапаны, пружины и кулачки, а также многие мелкие детали сметены телом, что у нас есть почти идеально сферическая взрывная камера и чугунная гильза или трубка в качестве той части камеры сгорания, в которой поршень перемещается ".[7] Компания Daimler полностью отказалась от двигателей с тарельчатым клапаном и до середины 1930-х годов сохраняла бесшумность двигателей с тарельчатым клапаном.[4]

Многие автомобили были описаны как склонные к неисправностям из-за смазки контактных поверхностей цилиндра и втулки. Часто надлежащая смазка не может быть гарантирована имеющимися в то время смазочными материалами, особенно при неадекватном техническом обслуживании. Эта проблема усугублялась с частотой вращения двигателя более 1600 об / мин, после чего двигатель с золотником перестал обеспечивать превосходную мощность. При максимально достижимой частоте вращения двигателя около 1750 об / мин возможности долгосрочного развития двигателя были ограничены.[8]

Северная Америка

Копия рекламы Stearns 1912 года в центре города. Бойсе, Айдахо рекламируя мотор Knight-type

Томас Рассел из Canada Cycle & Motor Co. Ltd. с интересом следил за Knight, и когда он прочитал об испытаниях RAC, он отправился в Англию в 1909 году, чтобы получить лицензию от Knight. Рассел также заключил соглашение с Daimler, по которому компания будет поставлять двигатели Daimler-Knight в течение двух лет. Рассел продолжил производство нескольких моделей роскошных автомобилей Russell-Knight.

В августе 1911 года двигатель был лицензирован автомобильными производителями США. Колумбия, Stearns, и Стоддард-Дейтон. Также была приобретена лицензия на производство двигателей Atlas Engineering Company из Индианаполиса, которые появились в 1914 году как Лайонс-Найт.

Вскоре после этого Columbia, Stoddard-Dayton и Atlas обанкротились, а их лицензии были переданы другим компаниям. Эдвардс-Найт получил тот, который они передали Виллис, пока Молин приобрели еще один, который они сохранили до 1920-х годов.

В 1913 году Мерседес-рыцарь за рулем Теодор Пилетт был введен в Индианаполис 500 где, несмотря на самый маленький двигатель, он занял пятое место со средней скоростью 68,148 миль в час (109,674 км / ч) на 500 миль (800 км).

Willys усовершенствовал двигатель Knight, который был запатентован, и в 1916 году объявил о своем Виллис-Найт 88-4. Затем они открыли канадский завод в Торонто по производству экспортных моделей.

К 1925 году в США было пять предприятий по производству шасси с двигателями Knight, так что производство Willys-Knight составляло 250 автомобилей в день. Компания Willys объявила в том же году, что во всем мире используется более 180 000 двигателей Willys-Knight. Willys также приобрел Stearns в том же году, сформировав для этой цели отдельный синдикат (компании не были объединены).

К концу 1920-х годов продажи автомобилей Willys-Knight упали. Благодаря работе Гарри Рикардо и Чарльз Ф. Кеттеринг Более простые двигатели с тарельчатым клапаном стали очень эффективными, их первое появление было в Chrysler 1924 года, и высокая стоимость производства двигателя Knight стала свидетельствовать против этого. В то время как Willys производил модели Knight в 1930-х годах, разработки прекратились. Патенты Knight истекли в 1932 году. Хотя Willys-Knight Streamline Six 1933 года выпуска была анонсирована в июне того же года, сомнительно, что производство будет продолжено в 1933 году. Это были последние автомобили с клапаном на рукавах, произведенные в США.

Европа

Двигатель Knight, хотя он возник в США, был разработан и реализован в Англии.[9] получая более ранний старт в Европе, где он также длился дольше. Mercedes выпускал свой 4-литровый Knight 16/50 до 1924 года, в то время как Симсон Supra Knight 1925-1926 годов, вероятно, была последней немецкой машиной с двигателем Knight. Во Франции кроме Пежо и Морс, два бренда роскошных автомобилей использовали двигатель Knight в качестве стандартного оборудования с 1923 по 1940 год: Avions Voisin и Panhard et Levassor. Voisin также построил воздушное охлаждение. радиальный двигатель с использованием принципа Найта в 1935 году, который был последним применением технологии Рыцаря. В Panhard et Levassor Dynamic, выпускались до лета 1940 г.,[10] был последним серийным легковым автомобилем с двигателем Knight.

Некоторые автомобили с двигателем Knight

Родстер Willys-Knight Great Six, 1929-30 США.
Лимузин Minerva, 1937 год, Бельгия

Основные бренды

Европейские бренды

Другие

Смотрите также

Примечания

  1. ^ а б Морис Д Хендри, Нечестивая сага о Безмолвном рыцаре, Automobile Quarterly: Vol-10 # 4
  2. ^ Петришин, Ярослав (2000). Соответствие стандарту: Томас Александр Рассел и Russell Motor Car. Издательство Универсальный Магазин. стр.65–66. ISBN  1-894263-25-1.
  3. ^ Рейтинг RAC
  4. ^ а б c d Лорд Монтегю и Дэвид Берджесс-Уайз Даймлер Сенчури ; Стивенс 1995 ISBN  1-85260-494-8
  5. ^ Справочник Autocar (Девятое изд.). Автокар. c. 1919. С. 36–38.
  6. ^ Бесклапанный двигатель Knight Scientific American 105, 8, 168 (август 1911 г.) doi: 10.1038 / Scientificamerican08191911-168
  7. ^ Автомобильные заметки Времена, Вторник, 22 сентября 1908 г .; стр. 11; Проблема 38758
  8. ^ а б «Инновационные двигатели: первый Mercedes-Knight, разработанный в 1909 году». Daimler AG. Архивировано из оригинал 4 марта 2016 г.. Получено 19 декабря 2012.
  9. ^ Популярная механика Октябрь 1911 г., стр. 505
  10. ^ Беллу, Рене (ноябрь 1996 г.). «La Panhard Dynamic: Sa carosserie étonne et sa concept réserve elle aussi des сюрпризы» [его удивительный внешний вид и концепция все еще скрывают некоторые сюрпризы]. Automobilia (На французском). Париж: История и коллекции (7): 31–40.

Рекомендации

  • Хендри, Морис Д. (1972). «Нечестивый мудрец безмолвного рыцаря». Автомобиль Ежеквартально. Издательство "Автомобильное наследие". 10 (4): 401–413. ISBN  1-59613-139-X.

внешняя ссылка