La Harley

Le Knucklehead a été l'un des premiers moteurs de moto modernes jamais produits et a fourni une base sur laquelle Harley-Davidson peut s'appuyer.

En 1936, les soupapes en tête étaient devenues la configuration par défaut pour les motos britanniques et européennes, tandis que les constructeurs américains Harley-Davidson et Indian produisaient encore des moteurs à soupapes latérales, ou à tête plate. Ce n'était pas nécessairement une mauvaise chose car les moteurs à soupapes latérales étaient généralement plus simples dans la mesure où ils comportaient moins de pièces mobiles, ce qui les rendait moins chers à produire, plus faciles à entretenir et beaucoup plus fiables, même s'ils étaient moins puissants et avaient tendance à chauffer, ce qui apportait questions alternatives. Cependant, même si le moteur à tête plate a duré jusqu'en 1973, dans la Servi-Car, en 1936, l'avenir s'est présenté chez Harley-Davidson lorsque le moteur Knucklehead est apparu, avec des soupapes en tête et des tiges de poussée montées à l'intérieur de deux tubes externes s'étendant sur le côté de chaque cylindre. . Le moteur Knucklehead a été le pionnier de la configuration du moteur qui existe encore aujourd'hui dans le moteur Harley-Davidson Milwaukee 8 moderne.

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Au début des années 1930, les limites de la conception des culasses à tête plate ou à soupapes latérales devenaient de plus en plus évidentes, d'autant plus que de plus en plus de puissance était extraite du moteur. Le problème résidait dans les soupapes fonctionnant dans le moulage du cylindre principal, où elles étaient sujettes à une accumulation excessive de chaleur, en partie due à l'utilisation de fonte pour le moulage, qui n'est pas un bon dissipateur de chaleur. La chaleur excessive déformerait le cylindre, y compris l'engrenage des soupapes, entraînant une mauvaise étanchéité de la combustion et un mauvais contrôle de l'huile. Le déplacement des soupapes vers la culasse éliminait une grande source de chaleur - les gaz d'échappement - des cylindres. Les soupapes en tête n'étaient pas la solution ultime, car la lubrification des soupapes et des culbuteurs nécessitait de repenser la circulation de l'huile sans fuite excessive.

Pour résoudre le problème de lubrification, Harley-Davidson a développé un système d'huile à recirculation et pompage, avec un réservoir distant contenant l'huile. Auparavant, les moteurs étaient lubrifiés par un système à perte totale, dans lequel l'huile était introduite goutte à goutte dans le carter, projetée par le vilebrequin sur les pièces mobiles et perdue en étant brûlée dans le cylindre ou en s'échappant à travers les tiges de soupape. Avec des moteurs de faible puissance et sous-sollicités, ce système était à peu près suffisant mais, à mesure que la puissance augmentait, il n'y avait plus suffisamment d'huile dans le carter, ce qui le conduisait à devenir beaucoup trop chaud et à perdre une grande partie de ses propriétés lubrifiantes. Le modèle E Harley-Davidson, dans lequel le moteur Knucklehead est apparu pour la première fois, avait une lubrification par carter sec, l'huile circulant vers les pièces mobiles et l'excédent étant renvoyé au réservoir d'huile. Entre autres avantages, cela réduisait la température dans le moteur.

Même si la fonte présente de mauvaises qualités de dissipation thermique, comme mentionné ci-dessus, ce problème a été largement surmonté grâce à une attention particulière portée à la conception des ailettes de refroidissement sur la culasse et les barillets. La fonte n'était pas si mauvaise : les fonderies avaient beaucoup d'expérience avec ce matériau et pouvaient lui donner des formes complexes. De plus, il était suffisamment dur pour que les soupapes puissent s'y asseoir directement, sans qu'il soit nécessaire d'insérer des sièges de soupape, et il était suffisamment dur pour former une surface intérieure de cylindre résistante à l'usure. Si la fonte ajoutait du poids, ce n'était pas un gros problème, car le nouveau moteur Knucklehead développait environ deux fois la puissance de la tête plate.

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Le modèle 61E équipé du moteur Knucklehead a constitué un énorme pas en avant pour Harley-Davidson. L'augmentation de la puissance était l'avantage le plus évident, mais la boîte de vitesses était désormais une unité à prise constante, infiniment plus douce que la boîte de vitesses crash de l'Indian. Les bielles fourche-lame, qui placent les deux axes des cylindres sur le même plan, ont été conservées. Cependant, comme c'est le cas pour de nombreux nouveaux modèles introduits, le modèle E a été lancé avant que le moteur n'ait été entièrement testé et ne soit prêt. Les fuites d'huile en particulier constituaient un problème, principalement au niveau des culbuteurs, provoquées par la forme trop complexe des surfaces à sceller, entraînant une défaillance des joints après de nombreux cycles de chauffage et de refroidissement. Au début, les ressorts et les tiges de soupape étaient exposés, mais ils sont devenus entièrement fermés pour l'année modèle 1938.