Strokovnjak za motoopremo in motorsko zaščito z več kot 15 leti izkušenj v motoristični čeladi, jakni, rokavicah in taktični opremi za motoriste
Do leta 1936 so zgornji ventili postali privzeta konfiguracija britanskih in evropskih motornih koles, medtem ko sta ameriška proizvajalca Harley-Davidson in Indian še vedno proizvajala motorje s stranskimi ventili ali motorje s ploščato glavo. To ni bilo nujno slabo, saj so bili motorji s stranskimi ventili na splošno preprostejši, saj so imeli manj gibljivih delov, zaradi česar je bila njihova proizvodnja cenejša, vzdrževanje lažje in veliko bolj zanesljiva, čeprav so bili manj zmogljivi in so bili nagnjeni k vročini, kar je povzročalo druge težave. Čeprav je motor s ploščato glavo zdržal do leta 1973, je bila v serijskem avtomobilu leta 1936 prihodnost za Harley-Davidson videti svetla z uvedbo motorja Knucklehead, ki je imel zgornje ventile in potisne palice, nameščene v dveh zunanjih ceveh, ki sta potekali ob strani vsakega valja. Motor Knucklehead je izvor konfiguracije motorja, ki še danes obstaja v sodobnem motorju Harley-Davidson Milwaukee 8.
Knucklehead Origins
V začetku tridesetih let prejšnjega stoletja so se vse bolj kazale omejitve zasnove glave cilindra s ploskim ali stranskim ventilom, zlasti ker je bilo treba doseči večjo moč motorjev. Težava je bila v tem, da so bili ventili vgrajeni v glavni blok valjev, kjer so bili izpostavljeni pretiranemu segrevanju. To je bilo deloma posledica uporabe litega železa za oblikovanje, materiala, ki slabo odvaja toploto. Ta prekomerna toplota je popačila valj, vključno z mehanizmom ventilov, kar je povzročilo slabo zgorevanje in neučinkovito uravnavanje olja. Premik ventilov proti glavi valja je odpravil glavni vir toplote – izpušne pline – iz valjev. Vendar zgornji ventili niso bili popolna rešitev, saj je mazanje ventilov in krilc zahtevalo premislek o kroženju olja, ne da bi pri tem prišlo do prekomernega puščanja.
Nadaljnji razvoj in morebitno izginotje
Za rešitev problema mazanja je Harley-Davidson razvil oljno črpalko in sistem recirkulacije z oddaljeno posodo za olje. Pred tem so bili motorji mazani s sistemom popolnih izgub, pri katerem se je olje po kapljicah dovajalo v karter, ga ročična gred razpršila na gibljive dele in se izgubilo z izgorevanjem v valju ali uhajanjem skozi peclje ventilov. Ta sistem je pri majhni moči in majhni obremenitvi motorjev povsem zadoščal, ko pa se je moč povečala, v karterju ni bilo več dovolj olja, ki se je preveč segrelo in izgubilo večino svojih mazalnih lastnosti. Harley-Davidsonov model E , na katerem se je prvič pojavil motor Knucklehead, je imel sistem mazanja s suho kadjo, pri katerem je olje teklo do gibljivih delov, presežek pa se je vračal v rezervoar za olje. To je med drugim zmanjšalo temperaturo motorja.
Povojni čas in konec modela Knucklehead
Čeprav ima litina slabe lastnosti odvajanja toplote, kot je navedeno zgoraj, je bila ta težava v veliki meri odpravljena s skrbno obravnavo zasnove glave valja in hladilnih reber valja. Lito železo ni imelo samo slabosti: livarji so imeli s tem materialom veliko izkušenj in so mu lahko dajali zapletene oblike. Bilo je tudi dovolj trdo, da so lahko ventili sedeli neposredno nanj, ne da bi bilo treba vstavljati sedeže ventilov, in da je tvorilo notranjo površino valja, odporno proti obrabi. Če je lito železo povečalo težo, to ni bila večja težava, saj je novi motor Knucklehead dosegel približno dvakrat večjo moč kot motor flathead.
Uvod in težave leta 1936
Predstavitev modela 61E z motorjem Knucklehead je za Harley-Davidson pomenila velik korak naprej. Povečanje moči je bila najbolj očitna prednost, vendar je bil menjalnik zdaj enota s konstantno prestavo, veliko bolj gladka od Indijanovega “crash” menjalnika. Ohranjene so bile vilice in lopatice, ki so postavile osi obeh valjev v isto ravnino. Vendar je bil model E, kot pri mnogih novih modelih, predstavljen, preden je bil motor v celoti preizkušen in pripravljen. Posebno težavo je predstavljalo uhajanje olja, predvsem iz ročičnih ročic zaradi preveč zapletene oblike tesnilnih površin, kar je po številnih ciklih segrevanja in ohlajanja povzročilo okvaro tesnil. Sprva so bile vzmeti in peclji ventilov izpostavljeni, od modelnega leta 1938 pa so bili popolnoma zaprti.
Nadaljnji razvoj in morebitno izginotje
Druga svetovna vojna se je začela leta 1939, neposredna udeležba ZDA pa konec leta 1941, kar je Harley-Davidsonovim inženirjem omogočilo, da so do takrat nadaljevali razvoj motorja Knucklehead. Leta 1941 je bila prostornina motorja Knucklehead s prvotnih 61 kubičnih centimetrov povečana na 74 kubičnih centimetrov, kar je omogočilo še večjo moč in prilagodljivost.
Takoj po vojni Harley-Davidson zaradi še vedno veljavnih kvot surovin – jekla, aluminija in gume – ni mogel izpolniti naročil. Vendar je kmalu zatem aluminij postal prosto dostopen zaradi velike količine zavržene vojne mehanske opreme, kar je ironično pomenilo začetek konca motorja Knucklehead.
S koncem vojne se je ameriško gospodarstvo lahko ponovno osredotočilo na notranje in civilne zadeve, vključno s cestnim sistemom s številnimi asfaltiranimi cestami in gradnjo avtocest. Te izboljšave so omogočile znatno povečanje povprečnih hitrosti, kar je razkrilo slabosti številnih motorjev, zasnovanih pred vojno. Večja hitrost zahteva večjo moč, večja moč pa ustvarja več toplote, kar je bilo problematično za povsem železen motor Knucklehead, ki ni mogel prenašati odvečne toplote.
Kot odgovor na te potrebe je Harley-Davidsonov naslednji motor imel železne valje, vendar aluminijaste glave valjev, s pokrovom vzvodov, ki je spominjal na obrnjeno ponev. Tako se je rodil motor Panhead, ki je pomenil konec obdobja Knucklehead.
