La valvola a manicotto era un’alternativa popolare alle valvole a fungo nei motori a combustione interna all’inizio della metà del 1900. Il sistema utilizzava un manicotto mobile, attaccato situato tra il pistone e la parete del cilindro e ruotato o spostato su e giù da un ingranaggio o attuatori azionati da alberi a camme. Le porte tagliate nel manicotto corrispondevano alle porte di entrata e uscita nella parete del cilindro. Il movimento del manicotto ha allineato gli attacchi del manicotto e del cilindro per consentire il flusso di gas o carburante o li ha bloccati per sigillare il cilindro per la compressione e la combustione. Nonostante la tendenza di questo sistema di valvole a consumare grandi quantità di olio motore, offriva numerosi vantaggi notevoli rispetto ai sistemi di valvole a fungo di quell’epoca.
La valvola a manicotto nacque nel 1904 dall’insoddisfazione da parte di un cavaliere Charles Yale con i rumorosi motori delle valvole a fungo del giorno. Ha iniziato a inventare un motore a combustione interna che presentava una coppia di manicotti scorrevoli all’interno del cilindro che conteneva il pistone. Le maniche erano guidate da bielle azionate da alberi a camme e scorrevano su e giù per allineare o chiudere le porte delle maniche e dei cilindri. I gas di scarico e di carburante sono stati aspirati ed espulsi dal motore attraverso queste porte nei punti appropriati del ciclo di combustione. Il motore “Silent Knight” si è rivelato silenzioso ed efficiente anche se era un prodigioso consumatore di olio motore.
Altri ingegneri in poco tempo hanno iniziato a copiare e migliorare il design della valvola a manicotto. Il design di Burt McCollum si discostava dall’originale in quanto presentava una manica singola che combinava l’azione su e giù con una rotazione parziale della manica. Questo design si basava su una camma eccentrica a ingranaggi per fornire il movimento della manica. La configurazione a manica singola non solo ha migliorato le prestazioni del progetto nel suo insieme, ma ha anche risolto in gran parte l’eccessivo problema del consumo di olio. La valvola a manicotto singolo è stata ampiamente utilizzata nei grandi motori aeronautici radiali fino all’introduzione dei motori a reazione negli anni ‘1950.
Il sistema di valvole a manicotto offriva diversi vantaggi distinti rispetto ai motori dotati di valvole a fungo dell’epoca. L’efficienza volumetrica è stata di gran lunga superiore a causa delle grandi aperture delle valvole che hanno portato a una migliore resa ed efficienza complessive. Le dimensioni delle aperture delle porte combinate erano anche abbastanza facili da controllare a diverse velocità del motore, il che rendeva il motore più efficiente su una gamma di giri al minuto (RPM) più ampia. Anche le caratteristiche aerodinamiche dei percorsi di entrata carburante / aria e di uscita dei gas di scarico sono state migliorate, con conseguente ulteriore miglioramento delle prestazioni. La mancanza di punterie aeree e gruppi di camme ha inoltre semplificato il design della testa del motore, rendendo l’intero gruppo più leggero e compatto.