Motore Knight: come funzionavano le valvole a fodero

20 Ottobre 2026 Osservatorio Tecnico 9 min read

Due foderi concentrici regolavano aspirazione e scarico: componenti, funzionamento e storia del motore Knight, con il caso Mercedes e i compromessi di lubrificazione e calore.

Il motore Knight a valvole a fodero affrontava un problema che ai primi automobilisti era molto familiare: il rumore e la complessità del comando delle valvole. La soluzione cambiava radicalmente il modo in cui il motore respirava. Al posto delle tradizionali valvole a fungo, due manicotti mobili circondavano il pistone e aprivano o chiudevano i passaggi dell’aspirazione e dello scarico.

Non era un motore privo di distribuzione, né una variante del due tempi. Nelle automobili qui considerate restava un quattro tempi con pistoni, bielle, albero motore e accensione comandata. L’originalità stava nelle pareti mobili fra pistone e cilindro. Un’idea capace di trovare applicazioni reali, ma vincolata a un equilibrio delicato fra scorrimento, tenuta, lubrificazione e calore.

Perché cercare un’alternativa alla valvola a fungo

La valvola a fungo prende il nome dalla forma: una testa allargata chiude un’apertura e uno stelo la collega al meccanismo di comando. Quando si solleva dalla sede permette il passaggio dei gas; tornando sulla sede deve chiudere con precisione. Camme, punterie, bilancieri e molle, secondo l’architettura, devono guidare il movimento in modo coordinato.

All’inizio del Novecento rendere il motore più silenzioso significava intervenire anche su urti e giochi di questo comando. Eliminare il continuo appoggio della valvola sulla sede offriva una strada diversa dal semplice perfezionamento di molle e camme. Restavano naturalmente i rumori della combustione e delle altre parti meccaniche: “silenzioso” non voleva dire privo di suono.

La distribuzione Knight controllava i passaggi mediante lo scorrimento di superfici cilindriche. La differenza con la distribuzione desmodromica è netta: quest’ultima conserva valvole a fungo e ne guida meccanicamente anche la chiusura. Knight sostituiva invece il tipo di organo che apre e chiude il condotto.

I componenti: due foderi concentrici intorno al pistone

Per immaginare il sistema conviene partire dall’esterno. Il corpo del cilindro contiene i passaggi collegati ai condotti. Al suo interno sono sistemati due foderi tubolari concentrici, uno dentro l’altro. Il pistone di lavoro scorre nel fodero interno. Nella parte superiore una testa fissa chiude la camera, con superfici di tenuta che devono permettere il movimento dei manicotti senza perdere i gas compressi.

I foderi presentano luci, cioè aperture nelle loro pareti. Quando le aperture dei due elementi e il passaggio del cilindro si allineano, si forma una via per i gas. Quando uno dei foderi interpone una parte piena, il passaggio viene interrotto. È come sovrapporre due finestre scorrevoli, purché si ricordi che qui le superfici devono anche contenere gas caldi e in pressione.

I due foderi non seguono semplicemente il pistone insieme e nella stessa posizione. Il loro movimento relativo è comandato da un meccanismo collegato all’albero motore. Nel brevetto US 1.090.991 gli eccentrici di comando compiono un giro ogni due giri dell’albero principale: il legame temporale necessario per il quattro tempi. La forma e la posizione delle luci, insieme alla fase dei comandi, determinano gli intervalli di apertura.

Come funziona, dall’aspirazione allo scarico

Aspirazione. Il movimento relativo dei foderi mette in comunicazione il condotto d’aspirazione con il cilindro. Scendendo, il pistone aumenta il volume della camera e consente l’ingresso della carica nelle condizioni stabilite dall’alimentazione e dai flussi. La luce prende il posto del passaggio normalmente controllato dalla valvola a fungo.

Compressione. Le superfici piene dei foderi interrompono la comunicazione con i condotti. La risalita del pistone comprime la carica rimasta nel volume racchiuso fra pistone e testa. Per funzionare non basta che la luce appaia chiusa in un disegno: i giochi e le tenute devono limitare le perdite durante questa fase.

Combustione ed espansione. L’accensione della carica avviene nella camera e i gas spingono il pistone verso il basso. Le luci restano chiuse per l’intervallo previsto. I foderi continuano il proprio movimento comandato; il loro compito non è trasformare direttamente la pressione in coppia, che passa soprattutto attraverso pistone, biella e albero motore.

Scarico. L’allineamento delle aperture rende disponibile la via verso il condotto di scarico. I gas possono uscire e la successiva risalita del pistone ne favorisce l’espulsione. Il ciclo ricomincia con la nuova apertura d’aspirazione. Le fasature esatte cambiano fra progetti: una sequenza qualitativa non autorizza a fissare gradi d’albero validi per tutti i Knight.

La figura mostra soltanto il principio della sovrapposizione delle luci. Spessori, distanze e posizioni sono didattici e non in scala; non riproducono la sezione costruttiva di una particolare Mercedes o Daimler.

La differenza rispetto a un due tempi e a un cilindro normale

La presenza di luci sulle pareti può ricordare un motore a due tempi, ma la somiglianza non basta a identificare il ciclo. Nel Knight automobilistico quattro tempi le aperture sono controllate dal moto relativo dei foderi, coordinato con una sequenza che richiede due giri dell’albero motore. Non basta osservare un foro laterale per concludere che il pistone lo comandi come in un semplice due tempi.

Neppure un normale cilindro con una canna riportata è un Knight. La canna tradizionale costituisce una superficie di scorrimento, generalmente fissa rispetto al basamento; nel sistema Knight i foderi sono elementi mobili della distribuzione. Anche il pistone mantiene un moto relativo rispetto alla superficie interna in cui scorre.

Infine, “senza valvole” è una formula storica da interpretare. Significa senza le usuali valvole a fungo, non senza organi che regolano l’ammissione e lo scarico. I foderi svolgono proprio quella funzione e richiedono un comando meccanico dedicato.

Un brevetto non è la scheda di tutte le automobili

Il brevetto US 1.090.991 di Charles Y. Knight fu depositato il 4 giugno 1906 e pubblicato il 24 marzo 1914. Descrive foderi telescopici, comando e soluzioni per portare il lubrificante alle superfici. Le date distinguono la richiesta di tutela dalla pubblicazione del documento; non indicano che tutte le vetture Knight siano nate nel 1914.

È un riferimento prezioso per leggere il principio, ma comprende configurazioni e dettagli propri dell’invenzione. Non tutti i passaggi o i sistemi di lubrificazione rappresentati possono essere attribuiti a ogni motore prodotto in licenza. Per dati e applicazioni concrete occorre passare ai documenti dei costruttori.

Lo stesso vale per i brevetti successivi sul controllo dell’olio. Dimostrano che una determinata soluzione fu proposta e spiegano come avrebbe dovuto funzionare; non dimostrano da soli che tutti i costruttori l’abbiano adottata o che abbia ottenuto i risultati dichiarati dall’inventore.

Il caso Mercedes-Knight e il problema delle denominazioni

L’archivio Mercedes-Benz documenta la famiglia Mercedes-Knight 16/40, poi indicata come 16/45 e infine 16/50, nell’arco 1910–1924. La scheda descrive un quattro cilindri in linea, disposti in coppie, con alesaggio e corsa 100 × 130 mm e cilindrata di 4.080 cm³. Il comando è affidato a un albero laterale e a due foderi Knight.

La stessa scheda riporta un intervallo di potenza di 45–50 hp a 1.750 giri/min e un rapporto di compressione indicato come 4, poi 5 dal 1916. È una scheda che riunisce un’evoluzione storica: l’intervallo non va assegnato a ogni esemplare e non va trasformato in una curva di potenza. Si conserva la dicitura hp dell’archivio inglese senza una conversione in kW e senza inventare una norma di misura moderna.

La Daimler britannica e la Daimler-Motoren-Gesellschaft che produceva le Mercedes vanno inoltre tenute distinte. Il lavoro di A. H. R. Fedden del 1939 ricorda l’attività della Daimler britannica sui doppi foderi e la successiva diffusione continentale. La parentela della soluzione non rende identiche aziende, versioni e cronologie.

Lubrificazione e calore: il prezzo delle superfici mobili

Due foderi concentrici aggiungono superfici che devono scorrere l’una rispetto all’altra e rispetto al corpo del cilindro. L’olio separa le superfici, riduce il contatto diretto e contribuisce al loro funzionamento regolare. Se il film viene meno possono comparire attrito e danneggiamento; se il lubrificante raggiunge la combustione aumenta il problema del suo consumo e del fumo.

Il brevetto US 1.759.198, pubblicato nel 1930, propone espressamente un sistema di lubrificazione per motori della classe Knight, con alimentazione e rimozione dell’olio nelle zone dei foderi. È una testimonianza primaria della necessità di controllare il percorso del lubrificante, non un valore misurato di consumo per tutte le vetture.

Il calore deve attraversare anche le interfacce fra gli elementi concentrici. Materiali, giochi e dilatazioni diventano quindi parte dello stesso problema: una superficie abbastanza vicina per tenere e trasferire calore deve continuare a muoversi senza bloccarsi. Non si può dedurre un difetto inevitabile di ogni esemplare, ma neppure considerare il fodero come una sostituzione priva di conseguenze della valvola tradizionale.

Doppio fodero Knight e singolo fodero Burt-McCollum

Le valvole a fodero non costituiscono una famiglia uniforme. Il Knight qui descritto impiega due elementi con movimento alternativo. Il sistema Burt-McCollum utilizza invece un singolo fodero con una componente di traslazione e una di rotazione. Questa differenza modifica il modo di controllare le aperture e di distribuire il lubrificante.

Fedden, progettista della Bristol Aeroplane Company, sottolineava già nel 1939 che i due schemi non andavano confusi. Il suo lavoro riguarda soprattutto lo sviluppo del singolo fodero aeronautico: successi e limiti di quelle applicazioni non possono essere trasferiti automaticamente alle automobili Knight. Per questo non basta citare un celebre motore d’aereo per dimostrare la superiorità della distribuzione a doppio fodero sulle automobili.

Perché la soluzione perse terreno

Il confronto storico non oppone un sistema perfetto a uno sbagliato. Il Knight cercava di risolvere problemi reali del comando valvole dell’epoca; in cambio richiedeva lavorazioni, tenute e lubrificazione di superfici mobili aggiuntive. Intanto la valvola a fungo continuava a evolvere insieme ai materiali, alle sedi e ai meccanismi di azionamento.

L’abbandono automobilistico va letto come una perdita di convenienza del compromesso, non come un singolo guasto o una data uguale per tutti i marchi. Non sono qui disponibili contabilità industriali omogenee o prove di durata comparabili che permettano di assegnare un peso numerico a costo, attrito e consumo d’olio. Nemmeno il silenzio dichiarato equivale a una misura in decibel eseguita con procedure moderne.

Il valore del Knight resta chiaro: mostra che la distribuzione può essere ripensata a partire dalla parete del cilindro, oltre che dal movimento delle valvole. La sua storia aiuta a capire perché una soluzione possa essere ingegnosa e funzionante, trovare applicazioni importanti e tuttavia cedere il passo quando migliora l’alternativa con cui deve confrontarsi.

Fonti e documentazione tecnica

gommeblog.live è stato selezionato dal nuovo servizio di Google News.

Se vuoi essere sempre aggiornato sulle nostre notizie: RESTA AGGIORNATO/A QUI