Рукавные клапаны поршневых двигателей

Введение

Клапанный механизм для поршневых двигателей

Рукавный клапан – это тип клапанного механизма для поршневых двигателей, отличающийся от обычного тарельчатого клапана. Двигатели с рукавными клапанами применялись в ряде роскошных автомобилей, выпущенных до Второй мировой войны, а в США – в автомобилях и легких грузовиках Willys Knight. Впоследствии они вышли из употребления из-за прогресса в технологии тарельчатых клапанов, включая натриевое охлаждение, а также из-за склонности двигателя с двойным рукавом системы Knight к повышенному расходу смазочного масла или заклиниванию из-за его недостатка. Шотландская компания Argyll использовала свою собственную, гораздо более простую и эффективную систему с одним рукавом (Burt McCollum) в своих автомобилях, которая, после значительной доработки, получила широкое применение в британских авиационных двигателях 1940-х годов, таких как Napier Sabre, Bristol Hercules, Centaurus и перспективный, но так и не запущенный в массовое производство Rolls Royce Crecy, уступив место реактивным двигателям.

Описание

Рукавный клапан представляет собой один (или, в случае двойного рукавного клапана, два) прецизионно обработанных цилиндра, концентрически расположенных между поршнем и цилиндром блока двигателя внутреннего сгорания с поперечной системой впуска и выпуска. На внешней поверхности этих рукавов выполнены впускные и выпускные окна, аналогичные двухтактному двигателю. Окна (отверстия) на внешней поверхности рукавов приходят в соответствие с впускными и выпускными окнами цилиндра на соответствующих этапах рабочего цикла двигателя.

Типы рукавных клапанов

Первый успешный рукавный клапан был запатентован Чарльзом Йель Найтом и использовал по два возвратно-поступательных рукава на цилиндр. Он применялся в некоторых роскошных автомобилях, в частности Willys, Stearns, Daimler, Mercedes Benz, Minerva, Panhard, Peugeot и Avions Voisin. Компания Mors использовала двигатели с двойными рукавными клапанами, изготовленные Minerva. Более высокий расход масла с лихвой компенсировался тихой работой и очень большим пробегом без обслуживания. Ранние системы с тарельчатыми клапанами требовали декарбонизации при небольшом пробеге и были склонны к поломке пружин клапанов до усовершенствований в технологии пружин. Рукавный клапан Бёрта МакКоллума назван в честь двух изобретателей, подавших заявки на патенты на схожие конструкции с разницей в несколько недель. Система Берта была открытого типа, приводимая в движение со стороны коленчатого вала, в то время как конструкция МакКоллума имела рукав в головке блока и верхней части цилиндра, а также более сложную систему портов (Источник: журнал 'Torque Meter', AEHS). В серийное производство вошла конструкция, больше похожая на систему Берта, чем на МакКоллума. Она использовалась шотландской компанией Argyll для своих автомобилей, а позже была принята Bristol для своих радиальных авиационных двигателей и Napier Sabre, разработанного Халфордом. В ней использовался один рукав, приводимый в движение эксцентриком от распределительного вала, установленного под углом 90 градусов к оси цилиндра. Механически более простая и надежная, конструкция Бёрта МакКоллума имела дополнительное преимущество – снижение расхода масла (по сравнению с другими рукавными клапанами), сохраняя при этом камеры сгорания и большую, незагроможденную область портов, характерную для системы Найта. Несколько конструкций использовали "накладной" рукав в головке блока цилиндров вместо самого цилиндра, обеспечивая более "классическую" компоновку по сравнению с традиционными двигателями с тарельчатыми клапанами. Эта конструкция также имела преимущество в отсутствии поршня внутри рукава, хотя на практике это оказалось не очень полезным. С другой стороны, такая компоновка ограничивала размер портов размером головки блока цилиндров, в то время как в рукавах цилиндров могли быть гораздо более крупные порты.

The first successful sleeve valve was patented by Charles Yale Knight, and used twin reciprocating sleeves per cylinder. It was used in some luxury automobiles, notably Willys, Stearns, Daimler, Mercedes Benz, Minerva, Panhard, Peugeot and Avions Voisin. Mors adopted double sleeve valve engines made by Minerva. The higher oil consumption was heavily outweighed by the quietness of running and the very high mileages without servicing. Early poppet valve systems required decarbonization at very low mileages and were prone to valve spring failure before the later advances in spring technology. The Burt McCollum sleeve valve was named for the two inventors who applied for similar patents within a few weeks of each other. The Burt system was an open sleeve type, driven from the crankshaft side, while the McCollum design had a sleeve in the head and upper part of the cylinder, and a more complex port arrangement (Source: 'Torque Meter' Magazine, AEHS). The design that entered production was more 'Burt' than 'McCollum.' It was used by the Scottish company Argyll for its cars, and was later adopted by Bristol for its radial aircraft engines and the Halford designed Napier Sabre. It used a single sleeve driven by an eccentric from a timing axle set at 90 degrees to the cylinder axis. Mechanically simpler and more rugged, the Burt McCollum valve had the additional advantage of reducing oil consumption (compared with other sleeve valve designs), while retaining the combustion chambers and big, uncluttered, porting area established in the Knight system. A small number of designs used a "cuff" sleeve in the cylinder head instead of the cylinder proper, providing a more "classic" layout compared with traditional poppet valve engines. This design also had the advantage of not having the piston within the sleeve, although in practice this appears to have had little practical value. On the downside, this arrangement limited the size of the ports to that of the cylinder head, whereas in cylinder sleeves could have much larger ports.

Чарльз Йель Найт

В 1901 году Найт купил одноцилиндровый трехколесный автомобиль с воздушным охлаждением, шумные клапаны которого его раздражали. Он считал, что может спроектировать лучший двигатель, и так и сделал, изобретя принцип двойной гильзы в 1904 году. При поддержке чикагского предпринимателя Л. Б. Килборна был построен ряд двигателей, за которым последовал туристический автомобиль "Silent Knight", представленный на Чикагском автосалоне в 1906 году. Конструкция Найта включала в себя две чугунные гильзы на цилиндр, одна скользила внутри другой, а поршень находился внутри внутренней гильзы. Гильзами управляли небольшие соединительные штанги, приводимые в действие эксцентриковым валом. В их верхних концах были прорезаны отверстия. Конструкция была на удивление тихой, а гильзовые клапаны требовали минимального обслуживания. Однако производство было дороже из-за необходимости прецизионной шлифовки поверхностей гильз. Двигатель также потреблял больше масла на высоких оборотах и труднее запускался в холодную погоду. Хотя изначально Найт не смог продать свой двигатель Knight в Соединенных Штатах, длительное пребывание в Англии, включавшее обширную дальнейшую разработку и совершенствование компанией Daimler под руководством их консультанта доктора Фредерика Ланчестера, в конечном итоге обеспечило Daimler и нескольким производителям автомобилей класса люкс клиентов, готовых платить его высокую цену. Он впервые запатентовал конструкцию в Англии в 1908 году. Патент на США был выдан в 1910 году. В рамках лицензионного соглашения название "Knight" должно было быть включено в название автомобиля. Шестицилиндровые двигатели Daimler с гильзовыми клапанами использовались в первых британских танках в Первой мировой войне, вплоть до Mark IV. Из-за тенденции двигателей дымить и, следовательно, выдавать позиции танков, был привлечен Гарри Рикардо, который разработал новый двигатель, заменивший гильзовый клапан, начиная с танка Mark V. Среди компаний, использовавших технологию Найта, были Avions Voisin, Daimler (1909–1930-е годы), включая их V12 Double Six, Panhard (1911–1939), Mercedes (1909–1924), Willys (как Willys Knight, а также Falcon Knight), Stearns, Mors, Peugeot и бельгийская компания Minerva, которая была вынуждена прекратить производство двигателей с гильзовыми клапанами из-за ограничений, наложенных победителями Второй мировой войны, всего около тридцати компаний. Itala также экспериментировала с роторными и гильзовыми клапанами в своих автомобилях "Avalve". По возвращении в Америку Найт смог убедить некоторые фирмы использовать его конструкцию; здесь его торговая марка была "Silent Knight" (1905–1907) – его преимущество заключалось в том, что его двигатели были тише, чем двигатели со стандартными тарельчатыми клапанами. Наиболее известными из них были компания F. B. Stearns Company из Кливленда, продававшая автомобиль под названием Stearns Knight, и фирма Willys, предлагавшая автомобиль под названием Willys Knight, который был произведен в гораздо большем количестве, чем любой другой автомобиль с гильзовыми клапанами.

In 1901 Knight bought an air cooled, single cylinder three wheeler whose noisy valves annoyed him. He believed that he could design a better engine and did so, inventing his double sleeve principle in 1904. Backed by Chicago entrepreneur L. B. Kilbourne, a number of engines were constructed, followed by the "Silent Knight" touring car, which was shown at the 1906 Chicago Auto Show. Knight's design had two cast iron sleeves per cylinder, one sliding inside the other with the piston inside the inner sleeve. The sleeves were operated by small connected rods actuated by an eccentric shaft. They had ports cut out at their upper ends. The design was remarkably quiet, and the sleeve valves needed little attention. It was, however, more expensive to manufacture due to the precision grinding required on the sleeves' surfaces. It also used more oil at high speeds and was harder to start in cold weather. Although he was initially unable to sell his Knight Engine in the United States, a long sojourn in England, involving extensive further development and refinement by Daimler supervised by their consultant Dr Frederick Lanchester, eventually secured Daimler and several luxury car firms as customers willing to pay his expensive premiums. He first patented the design in England in 1908. The patent for the US was granted in 1910. As part of the licensing agreement, "Knight" was to be included in the car's name. Six cylinder Daimler sleeve valve engines were used in the first British tanks in WW1, up to and including the Mark IV. As a result of the tendency of the engines to smoke and hence give away the tank positions, Harry Ricardo was brought in, and devised a new engine which replaced the sleeve valve starting with the Mark V tank. Among the companies using Knight's technology were Avions Voisin, Daimler (1909–1930s) including their V12 Double Six, Panhard (1911–39), Mercedes (1909–24), Willys (as the Willys Knight, plus the associated Falcon Knight), Stearns, Mors, Peugeot, and Belgium's Minerva company that was forced to stop their sleeve valve line of engines as a result of the limitations imposed on them by the winners of WWII, some thirty companies in all. Itala also experimented with rotary and sleeve valves in their 'Avalve' cars. Upon Knight's return to America he was able to get some firms to use his design; here his brand name was "Silent Knight" (1905–1907)—the selling point was that his engines were quieter than those with standard poppet valves. The best known of these were the F. B. Stearns Company of Cleveland, which sold a car named the Stearns Knight, and the Willys firm which offered a car called the Willys Knight, which was produced in far greater numbers than any other sleeve valve car.

Берт-Макколлум

Рукавный клапан Берта МакКоллума, получивший свое название от фамилий двух инженеров, запатентовавших одну и ту же концепцию с разницей в несколько недель, Питера Берта и Джеймса Гарри Кейли МакКоллума, – заявки на патенты датированы 6 августа и 22 июня 1909 года соответственно. Оба инженера работали на шотландского производителя автомобилей Argyll и их конструкция состояла из единственного рукава, который совершал комбинированные возвратно-поступательные и частичные вращательные движения. Разработка началась примерно в 1909 году, а первое применение – в автомобиле Argyll 1911 года. Первоначальные инвестиции в Argyll в 1900 году составили 15 000 фунтов стерлингов, а строительство великолепного завода в Шотландии в 1920 году обошлось в 500 000 фунтов стерлингов. Сообщается, что судебные разбирательства с владельцами патентов Knight обошлись Argyll в 50 000 фунтов стерлингов, что, возможно, стало одной из причин временного закрытия завода. Другим автопроизводителем, использовавшим патенты Argyll SSV, а также собственные разработки (патент GB118407), была компания Piccard Pictet (Pic Pic). Луи Шевроле и другие основали Frontenac Motors в 1923 году с целью производства роскошного автомобиля с 8-литровым двигателем SSV, однако из-за ограничений по срокам действия патентов Argyll в США этот проект так и не был реализован. Наибольший успех однорукавные клапаны (SSV) получили в крупных авиационных двигателях Bristol, они также использовались в двигателях Napier Sabre и Rolls Royce Eagle. Система SSV также снизила высокое потребление масла, характерное для двойного рукавного клапана Knight. Компания Barr and Stroud Ltd из Анниесленда, Глазго, также лицензировала конструкцию SSV и производила небольшие версии двигателей, которые поставляла производителям мотоциклов. В рекламе в журнале Motor Cycle в 1922 году Barr & Stroud рекламировали свой 350-кубовый двигатель с рукавными клапанами, указывая Beardmore Precision, Diamond, Edmund и Royal Scot в качестве производителей мотоциклов, предлагающих его. Этот двигатель был описан в мартовском выпуске как двигатель "Берт". Grindlay Peerless начала производство 999-кубового V-образного двигателя с SSV Barr & Stroud в 1923 году, а позже добавила 499-кубовый одноцилиндровый SSV, а также 350-кубовый. Вард Уоллес, известный своими вилками для мотоциклов, представил в 1947 году чертежи 250-кубового одноцилиндрового, воздушного охлаждения, двигателя SSV. В Великобритании было построено несколько небольших вспомогательных лодочных двигателей SSV и электрических генераторов, предназначенных для сжигания "парафина" с самого начала или после предварительного прогрева более сложными видами топлива. Ряд авиационных двигателей с рукавными клапанами был разработан после основополагающей исследовательской работы 1927 года, проведенной Гарри Рикардо в RAE. В этой работе были изложены преимущества рукавного клапана и предполагалось, что двигатели с обычными клапанами не смогут обеспечить мощность, превышающую 1500 л.с. (1100 кВт). Napier и Bristol приступили к разработке двигателей с рукавными клапанами, что в конечном итоге привело к ограниченному производству двух самых мощных поршневых двигателей в мире: Napier Sabre и Bristol Centaurus. Компания Continental Motors Company, в годы Великой депрессии, разработала прототипы однорукавных клапанных двигателей для различных применений – от автомобилей до поездов и самолетов, полагая, что их производство будет проще и дешевле, чем двигателей с обычными клапанами. Однако из-за финансовых проблем Continental эта линейка двигателей так и не была запущена в производство. ("Continental! Its motors and its people", William Wagner, Armed Forces Journal International and Aero Publishers, 1983.) Потенциально самым мощным из всех двигателей с рукавными клапанами (хотя он так и не был запущен в производство) был Rolls Royce Crecy V 12 (примечательно, с углом развала V в 90 градусов), двухтактный, с непосредственным впрыском, турбонаддувом (с принудительной продувкой) объемом 26,1 литра. Он достиг очень высокой удельной мощности и удивительно хорошего удельного расхода топлива (SFC). В 1945 году одноцилиндровый испытательный двигатель (Ricardo E65) при впрыске воды выдавал эквивалент 5000 л.с. (192 л.с./литр), хотя мощность полного V12, вероятно, была бы первоначально оценена примерно в 4000 л.с. Сэр Гарри Рикардо, который определил компоновку и проектные цели, считал, что надежная военная мощность в 4000 л.с. будет достижима. Рикардо постоянно испытывал разочарование во время войны из-за усилий Rolls Royce (RR). Hives & RR были в основном сосредоточены на своих Merlin, Griffon, Eagle и, наконец, реактивных двигателях Уиттла, которые имели четко определенную производственную цель. Рикардо и Тизард в конечном итоге поняли, что Crecy никогда не получит должного внимания, если не будет определен для установки в конкретный самолет, но к 1945 году их концепция "Спитфайр на стероидах" – быстро поднимающегося перехватчика, оснащенного легким двигателем Crecy, – превратилась в самолет без назначения. После Второй мировой войны рукавные клапаны стали использоваться реже. Рой Федден, который был одним из первых исследователей в этой области, построил несколько оппозитных шестицилиндровых двигателей с одним рукавом, предназначенных для авиации общего назначения примерно в 1947 году; после этого только французская SNECMA производила двигатели SSV по лицензии Bristol, которые устанавливались на транспортный самолет Noratlas, а также на другой транспортный самолет Azor, построенный испанской CASA, который также устанавливал двигатели SSV Bristol после Второй мировой войны. Двигатели Bristol с рукавными клапанами, однако, широко использовались во время бума воздушных перевозок после войны на самолетах Vickers Viking и связанных с ними военных Varsity и Valetta, Airspeed Ambassador, использовавшихся на европейских маршрутах BEA, и Handley Page Hermes (и связанных с ними военных Hastings), а также на самолетах Short Solent и Bristol Freighter и Superfreighter. Centaurus также использовался на военных самолетах Hawker Sea Fury, Blackburn Firebrand, Bristol Brigand, Blackburn Beverly и Fairey Spearfish. Предыдущие проблемы с герметичностью и износом обычных клапанов были решены за счет использования лучших материалов, а инерционные проблемы, связанные с большими клапанами, были уменьшены за счет использования нескольких небольших клапанов, что обеспечивало увеличенную площадь потока и уменьшенную массу, а также устраняло перегрев выпускного клапана за счет использования клапанов с натриевым охлаждением. До этого момента однорукавный клапан выигрывал все соревнования с обычными клапанами по соотношению мощности к объему. Трудности с азотированием и последующей тонкой шлифовкой рукавного клапана для обеспечения его круглости, возможно, стали фактором, препятствующим его более широкому коммерческому применению.

The Burt McCollum sleeve valve, having its name from the surnames of the two engineers that patented the same concept with weeks of difference, Peter Burt and James Harry Keighly McCollum, patent applications are of August 6 and June 22, 1909, respectively, both engineers hired by the Scottish car maker Argyll, consisted of a single sleeve, which was given a combination of up and down and partial rotary motion. It was developed in about 1909 and was first used in the 1911 Argyll car. The initial 1900 investment in Argyll was £15,000 and building the magnificent Scotland plant cost £500,000 in 1920. It is reported that litigation by the owners of the Knight patents cost Argyll £50,000, perhaps one of the reasons for the temporary shutdown of their plant. Another car maker that used the Argyll SSV patents, and others of their own (patent GB118407), was Piccard Pictet (Pic Pic); Louis Chevrolet and others founded Frontenac Motors in 1923 with the aim of producing an 8 L SSV engined luxury car, but this never reached production for reasons connected to the time limits to the Argyll patents in the USA. The greatest success for single sleeve valves (SSV) was in Bristol's large aircraft engines, it was also used in the Napier Sabre and Rolls Royce Eagle engines. The SSV system also reduced the high oil consumption associated with the Knight double sleeve valve. Barr and Stroud Ltd of Anniesland, Glasgow, also licensed the SSV design, and made small versions of the engines that they marketed to motorcycle companies. In an advertisement in Motor Cycle magazine in 1922 Barr & Stroud promoted their 350cc sleeve valve engine and listed Beardmore Precision, Diamond, Edmund, and Royal Scot as motorcycle manufacturers offering it. This engine had been described in the March edition as the 'Burt' engine. Grindlay Peerless started producing a SSV Barr & Stroud engined 999cc V twin in 1923. and later added a 499cc single SSV as well as the 350cc. Vard Wallace, known for his aftermarket forks for motorcycles, presented in 1947 drawings of a Single Cylinder, Air Cooled, 250 cc SSV engine. Some small SSV auxiliary boat engines and electric generators were built in the UK, prepared for burning 'paraffin' from start, or after a bit of heat up with more complex fuels. A number of sleeve valve aircraft engines were developed following a seminal 1927 research paper from the RAE by Harry Ricardo. This paper outlined the advantages of the sleeve valve and suggested that poppet valve engines would not be able to offer power outputs much beyond 1500 hp (1,100 kW). Napier and Bristol began the development of sleeve valve engines that would eventually result in limited production of two of the most powerful piston engines in the world: the Napier Sabre and Bristol Centaurus. The Continental Motors Company, around the years of the Great Depression, developed prototypes of single sleeve valve engines for a range of applications, from cars to trains to airplanes, and thought that production would be easier, and costs would be lower, than its counterpart poppet valve engines. Due to the financial problems of Continental, this line of engines never entered production. ('Continental! Its motors and its people', William Wagner, Armed Forces Journal International and Aero Publishers, 1983, )

Potentially the most powerful of all sleeve valve engines (though it never reached production) was the Rolls Royce Crecy V 12 (oddly, using a 90 degree V angle), two stroke, direct injected, turbocharged (force scavenged) aero engine of 26.1 litres capacity. It achieved a very high specific output, and surprisingly good specific fuel consumption (SFC). In 1945 the single cylinder test engine (Ricardo E65) produced the equivalent of 5,000 HP (192 BHP/Litre) when water injected, although the full V12 would probably have been initially type rated at circa Sir Harry Ricardo, who specified the layout and design goals, felt that a reliable 4,000 HP military rating would be possible. Ricardo was constantly frustrated during the war with Rolls Royce's (RR) efforts. Hives & RR were very much focused on their Merlin, Griffon then Eagle and finally Whittle's jets, which all had a clearly defined production purpose. Ricardo and Tizard eventually realized that the Crecy would never get the development attention it deserved unless it was specified for installation in a particular aircraft but by 1945, their "Spitfire on steroids" concept of a rapidly climbing interceptor powered by the lightweight Crecy engine had become an aircraft without a purpose. Following World War II, the sleeve valve became utilised less, Roy Fedden, very early involved in the S V research, built some flat six single sleeve valve engines intended for general aviation around 1947; after this, just the French SNECMA produced some SSV engines under Bristol license that were installed in the Noratlas transport airplane, also another transport aircraft, the Azor built by the Spanish CASA installed SSV Bristol engines post WWII. Bristol sleeve valve engines were used however during the post war air transport boom, in the Vickers Viking and related military Varsity and Valetta, Airspeed Ambassador, used on BEA's European routes, and Handley Page Hermes (and related military Hastings), and Short Solent airliners and the Bristol Freighter and Superfreighter. The Centaurus was also used in the military Hawker Sea Fury, Blackburn Firebrand, Bristol Brigand, Blackburn Beverly and the Fairey Spearfish. The poppet valve's previous problems with sealing and wear had been remedied by the use of better materials and the inertia problems with the use of large valves were reduced by using several smaller valves instead, giving increased flow area and reduced mass, and the exhaust valve hot spot by Sodium cooled valves. Up to that point, the single sleeve valve had won every contest against the poppet valve in comparison of power to displacement. The difficulty of Nitride hardening, then finish grinding the sleeve valve for truing the circularity, may have been a factor in its lack of more commercial applications.

Дело о патенте Найта и Аргилла

Когда автомобиль Argyll был представлен в 1911 году, компания Knight and Kilbourne немедленно подала иск против Argyll за нарушение их первоначального патента 1905 года. В этом патенте описывался двигатель с одним подвижным цилиндром, в то время как двигатели Daimler, производившиеся в то время, основывались на патенте Knight 1908 года, в котором использовались двигатели с двумя подвижными цилиндрами. В ходе судебного разбирательства был построен двигатель по спецификации 1905 года, и он развил лишь незначительную часть заявленной RAC лошадиной силы. Этот факт, в сочетании с другими юридическими и техническими аргументами, привел к тому, что в конце июля 1912 года судья постановил, что первоначальные владельцы патента Knight не могут быть поддержаны в своем утверждении о том, что он предоставлял им исключительные права, охватывающие конструкцию Argyll. Судебные издержки, связанные с претензиями владельцев патента Knight, по всей видимости, существенно способствовали банкротству Argyll в Шотландии.

Современное использование

Рукавный клапан переживает некое возрождение благодаря современным материалам, значительно улучшенным инженерным допускам и современным технологиям изготовления, что позволяет создавать рукавные клапаны с минимальными утечками масла. Однако большинство передовых исследований двигателей сосредоточено на совершенствовании других типов конструкций двигателей внутреннего сгорания, таких как двигатель Ванкеля. Майк Хьюленд со своим помощником Джоном Логаном, а также независимо от них, Кит Дакворт экспериментировали с одноцилиндровым опытным двигателем с рукавным клапаном при поиске замены двигателю Cosworth DFV. Хьюленд утверждал, что получил от 500-кубового одноцилиндрового двигателя, с удельным расходом топлива 177–205 г/л.с./ч (0,39–0,45 фунта/л.с./ч), возможность работы на креозоте и отсутствие необходимости в специальной подаче смазки к рукаву. Необычной конструкцией четырехтактного двигателя, использующего по сути формат рукавного клапана, является британская серия RCV двигателей модели "SP", в которых используется вращающаяся цилиндровая втулка, приводимая в движение конической шестерней в нижней части втулки, которая фактически находится на заднем конце цилиндра; и, что еще более необычно, вал пропеллера – как цельнофрезерованная часть вращающейся цилиндровой втулки – выходит из того места, где обычно располагается головка цилиндра, которая в данной конструкции находится на переднем конце двигателя, обеспечивая передаточное отношение 2:1 по сравнению с частотой вращения вертикально расположенного коленчатого вала. В серии двигателей модели "CD" той же фирмы используется традиционный вертикальный одноцилиндровый двигатель с коленчатым валом, вращающим пропеллер напрямую, а также используется вращающийся цилиндровый клапан. В качестве параллели с более ранними автомобильными силовыми установками с рукавными клапанами, разработанными Чарльзом Найтом, любой двигатель RCV с рукавными клапанами, работающий на топливе для модельных двигателей с содержанием касторового масла (около 2–4% от максимального содержания смазки в топливе – 15%), позволяет "лаку", образующемуся в процессе работы двигателя, обеспечивать лучшее пневматическое уплотнение между вращающимся цилиндровым клапаном и отливками блока цилиндра/головки блока, которые формируются в процессе обкатки двигателя. Разработана и другая концепция – двигатель с вращающейся втулкой, в которой преимущества рукавного клапана в отношении износа и трения используются в традиционной компоновке двигателя. Для тяжелого дизельного двигателя заявлено снижение трения на 40%. Та же компания также может поставлять двигатели несколько большего размера для использования в военных беспилотных летательных аппаратах, портативных генераторах и оборудовании, таком как газонокосилки.

The sleeve valve has begun to make something of a comeback, thanks to modern materials, dramatically better engineering tolerances and modern construction techniques, which produce a sleeve valve that leaks very little oil. However, most advanced engine research is concentrated on improving other types of internal combustion engine designs, such as the Wankel. Mike Hewland with his assistant John Logan, and also independently Keith Duckworth, experimented with a single cylinder sleeve valve test engine when looking at Cosworth DFV replacements. Hewland claimed to have obtained from a 500 cc single cylinder engine, with a specific fuel consumption of 177–205 g/HP/hr (0.39–0.45 lb/HP/hr), the engine being able to work on creosote, and with no specific lubrication supply for the sleeve. An unusual form of four stroke model engine that uses what is essentially a sleeve valve format, is the British RCV series of "SP" model engines, which use a rotating cylinder liner driven through a bevel gear at the cylinder liner's "bottom", which is actually at the aft end of the cylinder; and, even more unusually, have the propeller shaft—as an integrally machined part of the rotating cylinder liner—emerging from what would normally be the cylinder head, which in this design is placed at the extreme front of the engine, achieving a 2:1 gear reduction ratio compared to the vertically oriented crankshaft's rotational speed. The same firm's "CD" series of model engines use a conventional upright single cylinder with the crankshaft used to spin the propeller directly and also use the rotating cylinder valve. As a parallel with the earlier Charles Knight designed sleeve valved automotive powerplants, any RCV sleeve valved model engine that is run on model glow engine fuel using castor oil (about 2% to 4% content) of the maximum 15% content lubricant in the fuel allows the "varnish" created through engine operation to provide a better pneumatic seal between the rotating cylinder valve and the unitized engine cylinder/head castings, initially formed while the engine is being broken in. Another concept, the Rotating Liner Engine, has been developed, where the wear and friction benefit of the sleeve valve is exploited in a conventional engine layout. A friction reduction of the order of 40% has been reported for a heavy duty diesel. The same company can also supply somewhat larger engines for use in military drones, portable generators and equipment such as lawn mowers.

Паровой двигатель

Рукавные клапаны эпизодически, но без успеха, применялись в паровых двигателях, например, в локомотивах класса SR Leader.