1936 yılına gelindiğinde, üstten supaplar İngiliz ve Avrupalı motosikletler için varsayılan konfigürasyon haline gelirken, Amerikalı üreticiler Harley-Davidson ve Indian hala yandan supaplı veya düz kafalı motorlar üretiyordu. Bu her zaman kötü bir şey değildi, çünkü yan supaplı motorlar genellikle daha az hareketli parçaya sahip olmaları nedeniyle daha basitti, bu da onları daha ucuza üretilebilir, bakımı daha kolay ve çok daha güvenilir hale getiriyordu, ancak daha az güçlüydüler ve sıcak çalışma eğilimindeydiler, bu da başka sorunlara neden oluyordu. Flathead motor 1973’e kadar kullanılmış olsa da, 1936’da Servi-Car’da, her silindirin yanından geçen iki dış borunun içine monte edilmiş üstten supaplar ve itme kolları içeren Knucklehead motorun tanıtılmasıyla Harley-Davidson için gelecek parlak görünüyordu. Knucklehead motoru, bugün hala modern Harley-Davidson Milwaukee 8 motorunda bulunan motor konfigürasyonunun kökenidir.
Knucklehead Origins
1930’ların başlarında, özellikle motorlardan daha fazla güç elde edilmeye çalışıldıkça, düz kafa veya yan supaplı silindir kapağı tasarımının sınırlamaları giderek daha belirgin hale geliyordu. Sorun, supapların ana silindir bloğuna entegre edilmiş olması ve burada aşırı ısı birikimine maruz kalmalarıydı. Bu kısmen, ısıyı iyi dağıtmayan bir malzeme olan dökme demirin kalıplama için kullanılmasından kaynaklanıyordu. Bu aşırı ısı, supap mekanizması da dahil olmak üzere silindiri deforme ederek zayıf yanma sızdırmazlığına ve verimsiz yağ kontrolüne yol açıyordu. Supapların silindir kapağına doğru hareket ettirilmesi, silindirlerden egzoz gazları gibi önemli bir ısı kaynağını ortadan kaldırdı. Bununla birlikte, supapların ve salıncak kollarının yağlanması, aşırı sızıntıya neden olmadan yağ sirkülasyonunun yeniden düşünülmesini gerektirdiğinden, üstten supaplar mükemmel bir çözüm değildi.
Devam Eden Gelişim ve Sonunda Ortadan Kaybolma
Yağlama sorununu çözmek için Harley-Davidson bir yağ pompası ve devridaim sistemi geliştirdi. Daha önce motorlar, yağın krank karterine damla damla beslendiği, krank mili tarafından hareketli parçalara püskürtüldüğü ve silindirde yanarak veya valf saplarından kaçarak kaybolduğu toplam kayıp sistemiyle yağlanıyordu. Düşük güçlü, hafif yüklü motorlarda bu sistem hemen hemen yeterliydi, ancak güç arttığında, karterde artık yeterli yağ yoktu, bu da çok ısındı ve yağlama özelliklerinin çoğunu kaybetti. Knucklehead motorunun ilk kez kullanıldığı Harley-Davidson Model E , yağın hareketli parçalara aktığı ve fazlasının yağ haznesine geri gönderildiği bir kuru karter yağlama sistemine sahipti. Diğer şeylerin yanı sıra bu, motor sıcaklığını düşürdü.
Savaş Sonrası ve Knucklehead’in Sonu
Yukarıda belirtildiği gibi dökme demir zayıf ısı yayma özelliklerine sahip olsa da, silindir kapağı ve silindir soğutma kanatçıklarının tasarımına dikkat edilerek bu sorunun büyük ölçüde üstesinden gelindi. Dökme demirin tek dezavantajı bu değildi: dökümhaneler bu malzeme konusunda oldukça deneyimliydi ve karmaşık şekiller verebiliyorlardı. Ayrıca supapların, supap yuvası takmaya gerek kalmadan doğrudan üzerine oturması ve aşınmaya dayanıklı bir iç silindir yüzeyi oluşturması için yeterince sertti. Dökme demir ağırlık eklese de, yeni Knucklehead motoru düz kafanın yaklaşık iki katı güç ürettiği için bu büyük bir sorun değildi.
Giriş ve 1936 Sorunları
Knucklehead motorlu Model 61E’nin tanıtılması Harley-Davidson için ileriye doğru atılmış büyük bir adımı temsil ediyordu. Güçteki artış en belirgin avantajdı, ancak vites kutusu artık Indian’ın ‘crash’ vites kutusundan çok daha yumuşak olan sabit vitesli bir üniteydi. İki silindirin eksenlerini aynı düzleme yerleştiren çatal ve bıçak bağlantı çubukları muhafaza edildi. Ancak, birçok yeni modelde olduğu gibi, E modeli de motor tam olarak test edilip hazır hale gelmeden piyasaya sürüldü. Sızdırmazlık yüzeylerinin aşırı karmaşık şekli nedeniyle, özellikle külbütör kutularından kaynaklanan yağ sızıntıları özel bir sorundu ve bu da birçok ısıtma ve soğutma döngüsünden sonra conta arızasına yol açıyordu. Başlangıçta supap yayları ve sapları açıktaydı, ancak 1938 model yılından itibaren tamamen kapatıldı.
Devam Eden Geliştirme ve Olası Ortadan Kaybolma
İkinci Dünya Savaşı 1939’da başladı ve ABD’nin doğrudan katılımı 1941’in sonlarında başladı, bu da Harley-Davidson mühendislerinin o zamana kadar Knucklehead motorunu geliştirmeye devam etmesine olanak sağladı. Knucklehead’in hacmi 1941’de orijinal 61 inç küpten 74 inç küpe çıkarılarak daha fazla güç ve esneklik sağlandı.
Savaştan hemen sonra Harley-Davidson, çelik, alüminyum ve kauçuk gibi hammaddelere uygulanan kotalar nedeniyle siparişleri karşılayamaz hale geldi. Ancak kısa bir süre sonra, savaş zamanı hurdaya çıkarılan büyük miktarda mekanik ekipman nedeniyle alüminyum serbestçe bulunabilir hale geldi ve bu da ironik bir şekilde Knucklehead motoru için sonun başlangıcı oldu.
Savaşın sona ermesiyle birlikte ABD ekonomisi, birçok asfalt yol ve otoyol inşaatı ile yol sistemi de dahil olmak üzere iç ve sivil işlere yeniden odaklanabildi. Bu gelişmeler ortalama hızların önemli ölçüde artmasını sağladı ve bu da savaştan önce tasarlanan birçok motorun zayıflıklarını ortaya çıkardı. Daha fazla hız daha fazla güç gerektirir ve daha fazla güç daha fazla ısı üretir, bu da aşırı ısıyla başa çıkamayan tamamen demirden Knucklehead motoru için sorun yaratıyordu.
Bu ihtiyaçlara yanıt olarak Harley-Davidson’ın bir sonraki motorunda demir silindirler, alüminyum silindir başlıkları ve ters çevrilmiş bir tencereyi andıran külbütör kapağı yer aldı. Böylece Panhead motoru doğdu ve Knucklehead dönemi sona erdi.
