Τι είναι η βαλβίδα μανικιών;

Η βαλβίδα με μανίκια ήταν μια δημοφιλής εναλλακτική λύση στις βαλβίδες εκκίνησης στις μηχανές εσωτερικής καύσης στις αρχές έως τα μέσα του 1900. Το σύστημα χρησιμοποίησε ένα μεταφερόμενο, κινούμενο χιτώνιο που βρίσκεται μεταξύ του εμβόλου και του τοιχώματος του κυλίνδρου και περιστρεφόταν ή μετακινούνταν πάνω και κάτω από έναν κινητήρα ή έναν εκκεντροφόρο ενεργοποιητή. Οι θύρες που κόπηκαν στο περίβλημα αντιστοιχούσαν με θύρες εισόδου και εξόδου στο τοίχωμα του κυλίνδρου. Η κίνηση του χιτωνίου είτε ευθυγραμμίζει τις θύρες του χιτωνίου και του κυλίνδρου ώστε να επιτρέπεται η ροή αερίου ή καυσίμου, είτε τους αποκλείει για να σφραγίσει τον κύλινδρο για συμπίεση και καύση. Ανεξάρτητα από την τάση αυτού του συστήματος βαλβίδων να καταναλώνει μεγάλες ποσότητες λαδιού κινητήρα, προσέφερε αρκετά αξιοσημείωτα οφέλη σε σχέση με τα συστήματα βαλβίδων τάσης της εποχής εκείνης.

Η βαλβίδα μανίκι γεννήθηκε το 1904 λόγω δυσαρέσκειας εκ μέρους ενός Ιππότη του Charles Yale με τους θορυβώδεις κινητήρες βαλβίδας της εποχής. Άρχισε να επινοεί έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης που διέθετε ένα ζευγάρι συρόμενα μανίκια μέσα στον κύλινδρο που περιείχε το έμβολο. Τα χιτώνια κινούνταν από μπιέλες που λειτουργούσαν με εκκεντροφόρο και γλιστρούσαν πάνω και κάτω για να ευθυγραμμιστούν ή να κλείσουν οι θύρες του χιτωνίου και του κυλίνδρου. Τα καύσιμα και τα καυσαέρια εισέρχονται και εξάγονται από τον κινητήρα μέσω αυτών των θυρών στα κατάλληλα σημεία του κύκλου καύσης. Ο κινητήρας “Silent Knight” αποδείχτηκε αθόρυβος και αποτελεσματικός ακόμα κι αν ήταν ένας καταπληκτικός καταναλωτής λαδιού κινητήρα.

Άλλοι μηχανικοί πριν από πολύ καιρό άρχισαν να αντιγράφουν και να βελτιώνουν τον σχεδιασμό της βαλβίδας χιτώνιο. Το σχέδιο Burt McCollum ξεχώριζε από το πρωτότυπο, καθώς διέθετε ένα μονό μανίκι που συνδύαζε την κίνηση πάνω και κάτω με μια μερική περιστροφή του μανικιού. Αυτό το σχέδιο βασίστηκε σε ένα εκκεντρικό έκκεντρο με γρανάζια για να παρέχει την κίνηση του χιτωνίου. Όχι μόνο η διάταξη ενός χιτωνίου βελτίωσε την απόδοση της σχεδίασης στο σύνολό της, αλλά και σε μεγάλο βαθμό θεράπευσε το πρόβλημα της υπερβολικής κατανάλωσης λαδιού. Η βαλβίδα με ένα χιτώνιο χρησιμοποιήθηκε εκτενώς σε μεγάλους ακτινωτούς κινητήρες αεροσκαφών μέχρι την εισαγωγή των κινητήρων τζετ τη δεκαετία του 1950.

Το σύστημα βαλβίδων μανικιούρ προσέφερε αρκετά ευδιάκριτα πλεονεκτήματα έναντι των κινητήρων της εποχής που ήταν εξοπλισμένοι με βαλβίδες ανάρτησης. Η ογκομετρική απόδοση ήταν πολύ μεγαλύτερη λόγω των μεγάλων θυρών βαλβίδων που οδήγησαν σε βελτιωμένη συνολική απόδοση και απόδοση. Το μέγεθος των συνδυασμένων ανοιγμάτων θυρών ήταν επίσης αρκετά εύκολο να ελεγχθεί σε διαφορετικές στροφές κινητήρα, γεγονός που έκανε τον κινητήρα πιο αποδοτικό σε ένα ευρύτερο εύρος στροφών ανά λεπτό (RPM). Τα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά των διαδρομών εισόδου καυσίμου/αέρα και εξόδου καυσαερίων βελτιώθηκαν επίσης, οδηγώντας έτσι σε επιπλέον βελτιώσεις στην απόδοση. Η έλλειψη βιδωτών τάπας και συγκροτημάτων εκκεντροφόρου εξορθολογισμού του σχεδιασμού της κεφαλής του κινητήρα, καθιστώντας έτσι όλο το συγκρότημα ελαφρύτερο και πιο συμπαγές.