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Motores con válvulas de manga: 'Silent Knight'


Viaje al silencio: Charles Yale Knight y el nacimiento de la locomotora Silent Knight


Litógrafo Charles Yale Knight

A principios del siglo XX, en medio del clamor de las válvulas de asiento tradicionales, Charles Yale Knight, un ingenioso ingeniero estadounidense, buscó redefinir la quietud del automóvil. Su aventura en la ingeniería automotriz comenzó con un automóvil Knox de tres ruedas, donde el ruido implacable de las válvulas de asiento encendió su búsqueda de una alternativa superior.


Inspirándose en los primeros motores Otto y en los mecanismos de aserradero de su padre, Knight se embarcó en un camino revolucionario. Con el respaldo financiero de LB Kilbourne, desarrolló un motor experimental en 1903, que evolucionó hacia el principio de doble camisa deslizante, la piedra angular del motor 'Silent Knight'. .


Charles Yale Knight: primeros años

El viaje de Charles Yale Knight hacia la industria automotriz estuvo marcado por su temprana salida de la escuela a la edad de 16 años para seguir una carrera en la construcción de automóviles. A pesar de enfrentar el escepticismo de los fabricantes estadounidenses al intentar vender el diseño de su motor, la determinación de Knight lo llevó a mudarse de Chicago a Inglaterra. Allí colaboró con Daimler y Lanchester, lo que dio como resultado el desarrollo del Daimler TB22 y obtuvo el premio de ingeniería Dewar por demostrar la viabilidad del concepto.


La sinfonía del silencio: cómo funcionan los motores con válvula de manguito


En el corazón del motor Silent Knight se encuentra el innovador diseño de doble manguito deslizante, una desviación del mecanismo de válvula de asiento convencional. A diferencia de los motores tradicionales, que dependen de válvulas que se abren y cierran para controlar el flujo de aire y los gases de escape, el motor de válvula de camisa funciona según un principio diferente.


En el diseño de Knight, cada cilindro contiene dos camisas cilíndricas: una camisa exterior y una camisa interior. El pistón está situado dentro del manguito interior y los dos manguitos pueden deslizarse de forma independiente. Pequeñas bielas, accionadas por un eje excéntrico, controlan el movimiento de los manguitos. Los puertos en los extremos superiores de estas mangas facilitan la apertura y el cierre de los puertos de escape y admisión, regulando el flujo de gases.


Esta configuración ofrece varias ventajas:


  1. Operación silenciosa:  La acción deslizante de las mangas reduce el ruido mecánico asociado con las válvulas de asiento tradicionales, lo que resulta en un motor significativamente más silencioso, de ahí el apodo de 'Silent Knight'.

  2. Eficiencia mejorada:  El diseño permite puertos de entrada y escape más grandes, lo que mejora la respiración del motor a altas revoluciones. Esto contribuye a mejorar el rendimiento y la eficiencia.

  3. Mantenimiento reducido:  La ausencia de resortes y mecanismos de válvula complejos elimina la pérdida de energía y la necesidad de ajustes frecuentes, brindando una experiencia sin mantenimiento.

  4. Cámaras de combustión limpias:  El diseño de válvula de manguito permite cámaras de combustión limpias con una única bujía central, ya que no hay necesidad de acomodar múltiples válvulas.


Una sinfonía de éxito: el reconocimiento y la adopción de Daimler


El éxito de la innovación de Knight resonó a nivel mundial. Daimler, cautivado por las virtudes del motor, firmó un acuerdo en abril de 1908 para fabricar el motor Knight bajo licencia para "Inglaterra y las Colonias". El refinado motor 'Silent Knight', dirigido por el Dr. Frederick Lanchester, obtuvo elogios de 'Motoring Illustrated', lo que llevó a Daimler a cambiar por completo a motores con válvulas de manguito.


En octubre de 1908, Daimler había producido 600 motores, impulsando los coches 'Silent Knight' al mercado. En particular, Lord Montagu elogió el silencio, la suavidad y la eficiencia del combustible del automóvil. Incluso el Príncipe de Gales se convirtió en su patrocinador, solidificando la conexión real del Caballero Silencioso.


Avances y desafíos: se presenta el motor de válvula de manguito


El motor de válvulas de camisa aportaba varias ventajas, incluida una mejor respiración a altas revoluciones, cámaras de combustión eficientes y un mantenimiento reducido. Sin embargo, estas innovaciones acompañaron desafíos como problemas de sellado, alto consumo de aceite y mecanizado complejo.


A pesar de sus desafíos, el diseño de válvula de manguito amplió su alcance a la aviación, impulsando a los cazas británicos durante la Segunda Guerra Mundial. El motor Napier Sabre, testimonio de su éxito, encontró un lugar en aviones icónicos como el Hawker Typhoon.


Del crepúsculo al resurgimiento: un viaje en el tiempo


El declive en la fabricación de motores Knight para automóviles comenzó a principios de los años 30, cuando los motores OHV, OHC y multiválvulas superaron el rendimiento del motor Knight sin la complejidad y los costos de fabricación y licencia. 1939 Panhard Dynamic fue el último coche de producción con motor Knight.


En un espectacular canto del cisne, el Bristol Centaurus y el Napier Sabre mostraron la destreza de la válvula de manguito a finales de la década de 1930.   Un avance rápido hasta el siglo XXI, y Pinnacle Technologies, en San Carlos, California, revivió el concepto. Su interpretación moderna del motor de válvulas de camisa apunta a la eficiencia y la reducción de emisiones, lo que sugiere un posible resurgimiento.



Explorando el legado en el Museo del Automóvil de Tampa Bay


El Museo del Automóvil de Tampa Bay es un testimonio de la evolución de la ingeniería automotriz y presenta una colección extraordinaria que incluye a los pioneros de la tecnología de válvulas de manguito:


Importancia:  Primer automóvil de producción propulsado por válvula de manga (Silent Knight), único superviviente.


Importancia:  Motor de válvula de manga de 4 cilindros "Silent Knight", servofrenos.


Importancia:  Motor de válvulas Silent Knight Sleeve y arquitectura unibody en una magnífica escultura de metal Art-Deco.


Importancia:  Motor de válvulas de manga de 6 cilindros "Silent Knight" con rectificador patentado Willys.


Importancia:  "El automóvil más lujoso de Estados Unidos" en 1913, 490 pulgadas cúbicas. Motor con válvula de manga, único superviviente.


Las exhibiciones del museo ofrecen un viaje cautivador a través de los anales de la historia de las válvulas de manguito, invitando a los entusiastas a presenciar la innovación y la elegancia que definieron una era. A medida que la industria automotriz continúa su búsqueda de un transporte más limpio y eficiente, el legado del motor con válvula de manguito es un testimonio del espíritu indomable de los ingenieros de principios del siglo XX.


Fuentes:

  1. "Jaguar Heritage: motor de válvula de manga Daimler". Herencia Jaguar, https://www.jaguarheritage.com/daimler-history/daimler-engineering/sleeve-valve-engine/

  2. "PH Origins: el motor de válvula de manga". PistonHeads, https://www.pistonheads.com/news/ph-origins/ph-origins-the-sleeve-valve-engine/39325

  3. "Cómo funcionan los motores con válvula de manguito". Cómo funcionan las cosas, https://auto.howstuffworks.com/sleeve-valve-engine.htm

  4. Charles Yale Knight" - Galería Nacional de Retratos, Reino Unido. Referencia


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