ओवरहेड वाल्व इंजन

ओवरहेड वाल्व (ओएचवी) इंजन, जिसे कभी-कभी पुशरॉड इंजन कहा जाता है, यह पिस्टन इंजन है, जिसके वाल्व दहन कक्ष के ऊपर सिलेंडर हेड में स्थित होते हैं। यह पहले के फ्लैटहेड इंजन के विपरीत है, जहां वाल्व इंजन ब्लॉक में दहन कक्ष के नीचे स्थित थे।

चूंकि ओवरहेड कैमशॉफ़्ट (ओएचसी) इंजन में ओवरहेड वाल्व भी होते हैं, ओवरहेड वाल्व इंजन शब्द का सामान्य उपयोग उन इंजनों तक सीमित होता है, जहाँ कैंषफ़्ट इंजन ब्लॉक में स्थित होता है। इन पारंपरिक ओएचवी इंजनों में, कैंषफ़्ट की गति को स्थानांतरित करने के लिए इंजन के शीर्ष पर वाल्वों को संचालित करने के लिए पुशरॉड्स (इसलिए शब्द "पुशरॉड इंजन") और रॉकर आर्म्स का उपयोग किया जाता है। चूँकि कुछ डिज़ाइनों में सिलेंडर हेड में कैंषफ़्ट होता है लेकिन फिर भी वाल्व के नीचे या साथ में बैठता है (फोर्ड सीवीएच इंजन और ओपल कैम-इन-हेड इंजन अच्छे उदाहरण हैं), इसलिए कड़ाई से ओवरहेड वाल्व डिज़ाइन बोल रहे हैं।

कुछ आरंभिक इनटेक-ओवर-एग्ज़ॉस्ट इंजनों में साइड-वाल्व और ओवरहेड वाल्व दोनों के तत्वों के संयोजन वाले हाइब्रिड डिज़ाइन का उपयोग किया गया था।

पूर्ववर्ती
पहले आंतरिक दहन इंजन भाप इंजन पर आधारित थे और इसलिए स्लाइड वाल्व का उपयोग किया जाता था। यह पहले ओटो इंजन की स्थिति थी, जिसे पहली बार 1876 में सफलतापूर्वक चलाया गया था। जैसे ही आंतरिक दहन इंजन भाप इंजनों के लिए अलग से विकसित होने लगे, पॉपपेट वॉल्व तीव्रता से सामान्य हो गए।

1885 डेमलर रीटवेगन के साथ प्रारंभ करते हुए, कई कारों और मोटरसाइकिलों ने सिलेंडर हेड में स्थित इनलेट वाल्व का उपयोग किया, चूंकि ये वाल्व विशिष्ट ओएचवी इंजनों के साथ कैंषफ़्ट द्वारा संचालित होने के अतिरिक्त वैक्यूम-एक्ट्यूएटेड ("वायुमंडलीय") थे। निकास वाल्व कैंषफ़्ट द्वारा संचालित थे, लेकिन साइड-वाल्व इंजन के साथ इंजन ब्लॉक में स्थित थे।

1894 के डीजल प्रोटोटाइप इंजन में कैंषफ़्ट, पुशरॉड्स और रॉकर आर्म्स द्वारा संचालित ओवरहेड पॉपपेट वाल्व का उपयोग किया गया था, इसलिए यह पहले ओएचवी इंजनों में से एक बन गया है। 1896 में, अमेरिकी पेटेंट 563,140 विलियम एफ. डेविस द्वारा ओएचवी इंजन के लिए निकाला गया था, जिसमें सिलेंडर हेड को ठंडा करने के लिए तरल शीतलक का उपयोग किया गया था, लेकिन कोई कामकाजी मॉडल नहीं बनाया गया था।

ओएचवी इंजन का उत्पादन
1898 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में साइकिल निर्माता वाल्टर लोरेंजो मार्र ने एकल-सिलेंडर ओएचवी इंजन द्वारा संचालित मोटर चालित ट्राइसाइकिल का निर्माण किया था। मार्र को 1899-1902 तक ब्यूक (तब नामित ब्यूक ऑटो-विम और पावर कंपनी) द्वारा किराए पर लिया गया था, जहां ओवरहेड वाल्व इंजन डिजाइन को और परिष्कृत किया गया था। इस इंजन ने पुशरॉड-एक्टीवेटेड रॉकर आर्म्स को नियोजित किया, जो बदले में पिस्टन के समानांतर पॉपपेट वाल्व खोल देता था। मार्र 1904 में ब्यूक लौट आया (मार्र की छोटी मात्रा का निर्माण करके, पहले ज्ञात इंजन के साथ ओवरहेड कैंषफ़्ट डिज़ाइन का उपयोग करने के लिए), उसी वर्ष ब्यूक को ओवरहेड वाल्व इंजन डिज़ाइन के लिए पेटेंट प्राप्त हुआ। 1904 में, विश्व का पहला उत्पादन ओएचवी इंजन ब्यूक मॉडल बी में प्रचलित किया गया था। इंजन फ्लैट-ट्विन इंजन था, जिसमें प्रति सिलेंडर दो वाल्व थे। ब्यूक के लिए इंजन बहुत सफल रहा, कंपनी ने 1905 में ऐसी 750 कारों की बिक्री की थी।

कई अन्य निर्माताओं ने ओएचवी इंजन का उत्पादन प्रारंभ किया, जैसे कि 1906-1912 राइट ब्रदर्स वर्टिकल 4-सिलेंडर इंजन। 1911 में, शेवरले ओएचवी इंजनों के लगभग अनन्य उपयोग में ब्यूक में सम्मिलित हो गई। चूंकि, 1960 के दशक के मध्य से अंत तक साइड-वाल्व इंजन सामान्य बने रहे, जब उन्हें ओएचवी इंजनों के लिए चरणबद्ध रूप से बंद किया जाने लगा।

ओवरहेड कैंषफ़्ट इंजन
पहला ओवरहेड कैंषफ़्ट (ओएचसी) इंजन 1902 का है, चूंकि कई दशकों तक इस डिजाइन का उपयोग अधिकतर उच्च प्रदर्शन वाली कारों तक ही सीमित था। 1950 के दशक से 1990 के दशक तक ओएचसी इंजन धीरे-धीरे अधिक सामान्य होते गए, और 21 वीं सदी के प्रारंभ तक, अधिकांश ऑटोमोटिव इंजन (कुछ उत्तरी अमेरिकी वी8 इंजनों को छोड़कर) ने ओएचसी डिज़ाइन का उपयोग किया था।

1994 इंडियानापोलिस 500 मोटर दौड़ में, टीम पेंसके ने कस्टम-निर्मित मर्सिडीज-बेंज 500I पुशरॉड इंजन द्वारा संचालित कार में प्रवेश किया था। नियमों में कमियों के कारण, पुशरॉड इंजन को बड़े विस्थापन और उच्च बूस्ट प्रेशर का उपयोग करने की अनुमति दी गई थी, जिससे अन्य टीमों द्वारा उपयोग किए जाने वाले ओएचसी इंजनों की तुलना में इसके विद्युत् उत्पादन में अत्यधिक वृद्धि हुई थी। टीम पेंसके ने पोल स्थिति में योग्यता प्राप्त की और बड़े अंतर से रेस जीत ली थी।

21 वीं सदी के प्रारंभ में, जनरल मोटर्स और क्रिसलर के कई पुशरॉड वी8 इंजनों ने ईंधन के उपभोग और निकास उत्सर्जन को कम करने के लिए चर विस्थापन का उपयोग किया था। 2008 में, डॉज वाइपर (चौथी पीढ़ी) में वेरिएबल वाल्व टाइमिंग का उपयोग करने वाला पहला उत्पादित पुशरॉड इंजन प्रस्तुत किया गया था।

डिजाइन
ओएचसी इंजनों की तुलना में ओएचवी इंजनों के कई लाभ हैं:
 * छोटी समग्र पैकेजिंग: ओएचवी इंजन के कैम-इन-ब्लॉक डिज़ाइन के परिणामस्वरूप एक समान ओएचसी इंजन की तुलना में छोटा समग्र आकार होता है।
 * दोनों सिलेंडर बैंकों के लिए एक ही सिलेंडर हेड कास्टिंग का उपयोग करना: वी-टाइप इंजन डिज़ाइन दोनों सिलेंडर हेड को प्रत्येक सिलेंडर बैंक के सामने एक दूसरे की दर्पण छवि बनाने की अनुमति देता है। वी-टाइप ओएचवी इंजन डिज़ाइन में दोनों बैंकों के लिए एक ही सिलेंडर हेड कास्टिंग का उपयोग केवल इसे दूसरे बैंक के लिए फ़्लिप करके संभव है। जनरल मोटर्स एलएस-आधारित छोटा-ब्लॉक इंजन इस प्रकार के ओएचवी वी-इंजनों का लोकप्रिय उदाहरण है।
 * सरल कैंषफ़्ट ड्राइव प्रणाली: ओएचसी इंजनों की तुलना में ओएचवी इंजनों में कैंषफ़्ट के लिए कम जटिल ड्राइव प्रणाली होती है। अधिकांश ओएचसी इंजन कैंषफ़्ट को समय बेल्ट (कैंषफ़्ट), रोलर चेन या कई अन्य चेन का उपयोग करके चलाते हैं। इन प्रणालियों को टेंशनर के उपयोग की आवश्यकता होती है, जो जटिलता को बढ़ाते हैं। इसके विपरीत, ओएचवी इंजन में कैंषफ़्ट क्रैंकशाफ्ट के निकट स्थित होता है, जिसे बहुत छोटी श्रृंखला या सीधे गियर कनेक्शन द्वारा संचालित किया जा सकता है। चूंकि, यह कुछ सीमा तक अधिक जटिल वाल्वट्रेन द्वारा नकारा जाता है, जिसमें पुशड्र्स की आवश्यकता होती है।
 * सरल स्नेहन प्रणाली: ओएचवी सिलेंडर हेड्स के लिए स्नेहन की आवश्यकता लुब्रिकेट करने के लिए कैंषफ़्ट और संबंधित ओएचवी इंजन का उत्पादन की कमी के कारण बहुत कम होती है। ओएचवी हेड्स को पुशरॉड एंड, ट्रूनियन और रॉकर टिप पर रॉकर आर्म्स के लिए केवल स्नेहन की आवश्यकता होती है। यह स्नेहन सामान्यतः हेड में समर्पित स्नेहन प्रणाली के अतिरिक्त खोखले पुशरॉड्स के माध्यम से प्रदान किया जाता है। कम स्नेहन आवश्यकताओं का अर्थ यह भी हो सकता है कि छोटे, कम क्षमता वाले तेल पंप का उपयोग किया जाता है।

ओएचसी इंजनों की तुलना में, ओएचवी इंजनों की निम्नलिखित हानि हैं:
 * सीमित इंजन गति: चूंकि ओएचवी इंजनों में कैंषफ़्ट के लिए सरल ड्राइव प्रणाली होती हैं, वाल्वट्रेन (अर्थात लिफ्टर्स, पुशरॉड्स और रॉकर्स) में चलने वाले पुर्जों की संख्या अधिक होती है। इन वाल्वट्रेन भागों से जड़ता ओएचवी इंजनों को उच्च इंजन गति (आरपीएम) पर वाल्व फ्लोट के लिए अतिसंवेदनशील बनाती है।
 * वाल्व मात्रा और स्थान पर प्रतिबंध: ओएचसी इंजन में अधिकांशतः प्रति सिलेंडर चार वाल्व होते हैं, जबकि ओएचवी इंजन के लिए प्रति सिलेंडर दो से अधिक वाल्व होना दुर्लभ है। ओएचवी इंजनों में, इनटेक पोर्ट के आकार और आकार के साथ-साथ वाल्वों की स्थिति पुशरॉड्स द्वारा सीमित होती है और उन्हें हेड कास्टिंग में समायोजित करने की आवश्यकता होती है।