फ्लैटहेड इंजन

फ्लैटहेड इंजन, जिसे साइडवेल्व इंजन के रूप में भी जाना जाता है या वाल्व-इन-ब्लॉक इंजन आंतरिक दहन इंजन है जिसमें पॉपपेट वॉल्व  सिलेंडर हैड  के बजाय वाल्व-इन-ब्लॉक के भीतर होते हैं, जैसा कि एक ओवरहेड वाल्व इंजन में होता है।

1890 के दशक के अंत से 1960 के दशक के मध्य तक ऑटोमोबाइल निर्माताओं द्वारा अंतरराष्ट्रीय स्तर पर फ्लैटहेड्स का व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। लेकिन उन्हें अधिक कुशल ओवरहेड वाल्व और ओवरहेड कैंषफ़्ट इंजन द्वारा प्रतिस्थापित किया गया। वे वर्तमान में डी-इंजन जैसे कम-गति वाले एयरो-इंजनों में पुनरुद्धार का अनुभव कर रहे हैं।

साइड-वाल्व डिजाइन
वाल्व गियर में सिलेंडर ब्लॉक में कम स्थित कैंषफ़्ट शामिल होता है जो पॉपपेट वाल्व को टैपटि और शॉर्ट पुशरोड्स (या कभी-कभी बिना पुशरोड्स के) के माध्यम से संचालित करता है। फ्लैटहेड प्रणाली आगे के कपाट रेल घटकों जैसे कि लंबे पुशरोड्स, रॉकर आर्म, ओवरहेड वाल्व या ओवरहेड कैमशॉफ़्ट  की आवश्यकता को कम करता है। साइडवाल्व प्रायः आसन्न होते हैं, सिलेंडर के तरफ बैठे होते हैं, यद्यपि कुछ फ्लैटहेड्स कम सामान्य "क्रॉसफ्लो" "टी-हेड" संस्करण को नियोजित करते हैं। टी-हेड इंजन में, निकास गैसें सेवन वाल्व से सिलेंडर के विपरीत दिशा में निकलती हैं।

साइडवेल्व इंजन का दहन कक्ष पिस्टन के ऊपर नहीं है (जैसा कि ओएचवी (ओवरहेड वाल्व) इंजन में होता है) बल्कि वाल्व के ऊपर की तरफ होता है। स्पार्क प्लग को पिस्टन के ऊपर (जैसे ओएचवी इंजन में) या वॉल्व के ऊपर बैठाया जा सकता है, परंतु दो प्लग प्रति सिलेंडर के दोहरे प्रज्वलन वाले विमान डिजाइन या तो दोनों स्थितियों का उपयोग किया जा सकता है।

संपीड़न अनुपात को बढ़ाने और इंजन को खटखटाने से रोकने के लिए दहन कक्ष के आकार में सुधार करने के लिए "पॉप-अप पिस्टन" का उपयोग संगत शीर्षों के साथ किया जा सकता है। "पॉप-अप" पिस्टन को इसलिए कहा जाता है, क्योंकि शीर्ष मृत केंद्र पर, वे सिलेंडर ब्लॉक के शीर्ष से ऊपर निकलते हैं।

लाभ
साइडवाल्व इंजन के फायदों में शामिल हैं सादगी, विश्वसनीयता, कम पार्ट काउंट, कम लागत, कम वजन, सघनता, अनुक्रियाशील लो-स्पीड पावर, कम मैकेनिकल इंजन शोर, और लो-ऑक्टेन ईंधन के प्रति असंवेदनशीलता। जटिल वाल्वट्रेन की अनुपस्थिति एक कॉम्पैक्ट इंजन की अनुमति देती है जो निर्माण के लिए सस्ता है, क्योंकि सिलेंडर सिर साधारण धातु की ढलाई से थोड़ा अधिक हो सकता है। ये फायदे बताते हैं कि साइड वाल्व इंजन का उपयोग कई सालों तक कार के लिए क्यों किया गया था, जबकि ओएचवी डिजाइन केवल उच्च प्रदर्शन वाले अनुप्रयोगों जैसे कि विमान, लक्जरी कारों, स्पोर्ट्स कारों और कुछ खेल मोटरसाइकिल के लिए निर्दिष्ट किया गया था।

शीर्ष मृत केंद्र पर, पिस्टन ऊपर सिलेंडर सिर के फ्लैट हिस्से के बहुत करीब हो जाता है, और परिणामी स्क्विश (पिस्टन इंजन) अशांति उत्कृष्ट ईंधन/वायु मिश्रण पैदा करती है। साइडवाल्व डिज़ाइन (विशेष रूप से एयरो-इंजन के लिए फायदेमंद) की एक विशेषता यह है कि यदि वाल्व अपने गाइड में बंद हो जाता है और आंशिक रूप से खुला रहता है, तो पिस्टन क्षतिग्रस्त नहीं होगा, और इंजन अपने अन्य सिलेंडरों पर सुरक्षित रूप से काम करना जारी रखेगा।

नुकसान
साइडवाल्व इंजन के मुख्य नुकसान खराब गैस प्रवाह, खराब दहन कक्ष आकार, और कम संपीड़न अनुपात हैं, जिनमें से सभी का परिणाम कम बिजली उत्पादन और कम दक्षता के साथ कम-घूमने वाला इंजन होता है।। क्योंकि साइडवाल्व इंजन ईंधन को कुशलता से नहीं जलाते हैं, वे उच्च हाइड्रोकार्बन उत्सर्जन से ग्रस्त होते हैं।

साइडवेल्व इंजन का उपयोग केवल ओटो सिद्धांत पर चलने वाले इंजनों के लिए किया जा सकता है। दहन कक्ष का आकार डीजल इंजनों के लिए अनुपयुक्त है।

एक पार्श्व वाल्व इंजन में, अंतर्ग्रहण और निकास गैसें एक घुमावदार मार्ग का अनुसरण करती हैं, जिसमें कम आयतन क्षमता होती है, या "खराब श्वास", कम से कम नहीं क्योंकि निकास गैसें आने वाले चार्ज में हस्तक्षेप करती हैं।क्योंकि निकास इंजन छोड़ने के लिए एक लंबा रास्ता तय करता है, इंजन के ज़्यादा गरम होने की प्रवृत्ति होती है। (ध्यान दें: यह वी-टाइप फ्लैथहेड इंजनों के लिए सही है, लेकिन इनलाइन इंजनों के लिए कम समस्या है, जिसमें प्रायः इंजन ब्लॉक के एक ही तरफ सेवन और निकास बंदरगाह होते हैं।) हालांकि साइडवाल्व इंजन उच्च गति पर सुरक्षित रूप से काम कर सकता है, इसकी वॉल्यूमेट्रिक दक्षता तेजी से बिगड़ती है, ताकि उच्च शक्ति आउटपुट गति पर संभव न हो। शुरुआती कारों के लिए उच्च वॉल्यूमेट्रिक दक्षता कम महत्वपूर्ण थी क्योंकि उनके इंजन शायद ही कभी उच्च गति को बनाए रखते थे, लेकिन उच्च शक्ति आउटपुट चाहने वाले डिजाइनरों को साइडवाल्व को छोड़ना पड़ा। 1950 के दशक में विलीज जीप, रोवर, लैंडरोवर और रोल्स-रॉयस द्वारा इस्तेमाल किया गया समझौता "एफ-हेड" (या "इनटेक-ओवर-एग्जॉस्ट" वाल्विंग) था, जिसमें एक साइडवेल्व और प्रति सिलेंडर एक ओवरहेड वाल्व होता है।

यदि संपीड़न अनुपात में वृद्धि हो जाती है, तो चपटे सिर के बढ़े हुए दहन कक्ष में प्रज्वलन (या "दस्तक") होने का खतरा होता है, और माइक्रोवेव-संवर्धित प्रज्वलन जैसे सुधार दस्तक को रोकने में मदद कर सकते हैं। अशांति खांचे दहन कक्ष को बढ़ा सकते हैं दहन कक्ष के अंदर घूमता है, इस प्रकार टोक़ में वृद्धि होती है, विशेष रूप से कम आरपीएम पर ईंधन/वायु आवेश के बेहतर मिश्रण से दहन में सुधार होता है और खटखटाने से रोकने में मदद मिलती है।

सर हैरी रिकार्डो द्वारा 1920 के दशक में किए गए प्रयोग के परिणामस्वरूप फ्लैटहेड प्रौद्योगिकी में प्रगति हुई, जिन्होंने साइडवेल्व इंजनों के गैस-प्रवाह विशेषताओं का अध्ययन करने के बाद अपनी दक्षता में सुधार किया।

उच्च-संपीड़न-अनुपात फ्लैटहेड को डिजाइन करने में कठिनाई का मतलब है कि ज्यादातर स्पार्क-इग्निशन डिजाइन होते हैं, और फ्लैथेड डीजल वास्तव में अज्ञात होते हैं।

इतिहास और अनुप्रयोग
साइडवाल्व व्यवस्था विशेष रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका में सामान्य थी और मोटर वाहन इंजनों के लिए उपयोग की जाती थी, यहां तक ​​कि उच्च विशिष्ट बिजली उत्पादन वाले इंजनों के लिए भी। कई छोटे सिंगल-सिलेंडर या ट्विन-सिलेंडर इंजनों के लिए साइडवेल्व डिज़ाइन अभी भी सामान्य हैं, जैसे कि लॉनमॉवर, रोटावेटर, दो-पहिया ट्रैक्टर और अन्य बुनियादी कृषि मशीनरी।

फ्लैटहेड कारें
फोर्ड मॉडल टी और फोर्ड मॉडल ए (1927-31), फोर्ड फ्लैटहेड वी8 इंजन और फोर्ड साइडवेल्व इंजन जैसी कारों के लिए मल्टीसिलेंडर फ्लैटहेड इंजन का इस्तेमाल किया गया था। कैडिलैक ने 1938-1940 तक अपनी श्रृंखला 90 लक्ज़री कारों के लिए V-16 फ्लैटहेड इंजन का उत्पादन किया। द्वितीय विश्व युद्ध के बाद, ओएचवी (ओवरहेड वाल्व) डिजाइनों द्वारा फ्लैटहेड डिजाइनों का स्थान लिया जाने लगा। फ्लैटहेड्स अब ऑटोमोबाइल में सामान्य नहीं थे, लेकिन वे ऑफ-रोड वाहनों जैसे अधिक अल्पविकसित वाहनों में जारी रहे। यूएस कस्टम कार और हॉट रॉड सर्किल में, शुरुआती फोर्ड फ्लैथहेड वी8 के पुनर्स्थापित उदाहरण अभी भी देखे जा सकते हैं।

फ्लैथहेड एयरो-इंजन
सरलता, हल्कापन, सघनता और विश्वसनीयता वायुयान इंजन एयरो-इंजन के लिए आदर्श प्रतीत हो सकती है, लेकिन उनकी कम दक्षता के कारण, शुरुआती फ्लैटहेड इंजनों को अनुपयुक्त समझा गया। दो उल्लेखनीय अपवाद 1930 का अमेरिकी एरोनका ई-107 विरोधी जुड़वां एयरो इंजन और 1931 का महाद्वीपीय A40 फ्लैट चार थे, जो 1930 के दशक के सबसे लोकप्रिय हल्के विमान इंजनों में से एक बन गया। बेल्जियम डी-मोटर फ्लैट-फोर और फ्लैट-छह दो आधुनिक फ्लैटहेड हैं। ये प्रोपेलर के सीधे ड्राइव के साथ बेहद बड़े और कॉम्पैक्ट एयरो-इंजन हैं।

फ्लैटहेड मोटरसाइकिलें
फ्लैटहेड डिजाइनों का उपयोग युद्ध-पूर्व कई मोटरसाइकिलों पर किया गया है, विशेष रूप से यूएस वी-ट्विन्स जैसे हार्ले डेविडसन और इंडियन मोटोसायकल मैन्युफैक्चरिंग कंपनी, कुछ ब्रिटिश एकल, बीएमडब्ल्यू फ्लैट ट्विन्स और उनकी रूसी प्रतियां। क्लीवलैंड मोटरसाइकिल निर्माण कंपनी ने 1920 के दशक में टी-हेड फोर-सिलेंडर इन-लाइन मोटरसाइकिल इंजन का उत्पादन किया।

यह भी देखें

 * बगुला सिलेंडर सिर

बाहरी संबंध

 * Ford Flathead Engine
 * Images of each style of Harley-Davidson engine
 * Harley-Davidson K-model motorcycles