ओवरहेड कैंषफ़्ट इंजन

ओवरहेड कैंषफ़्ट (OHC) इंजन एक प्रकार का पिस्टन इंजन है जिसमें कैंषफ़्ट दहन कक्ष के ऊपर सिलेंडर हैड  में स्थित होता है।  यह पहले के ओवरहेड वाल्व इंजन (OHV) के विपरीत है, जहां कैंषफ़्ट एंजिन ब्लॉक में दहन कक्ष के नीचे स्थित होता है। सिंगल ओवरहेड कैंषफ़्ट (SOHC) इंजन में प्रति सिलेंडर बैंक में एक कैंषफ़्ट होता है। डुअल ओवरहेड कैंषफ़्ट (DOHC, जिसे ट्विन-कैम के नाम से भी जाना जाता है ) इंजन में प्रति बैंक दो कैंषफ़्ट होते हैं। DOHC इंजन का उपयोग करने वाली पहली उत्पादन कार 1910 में बनाई गई थी। DOHC इंजनों का उपयोग धीरे-धीरे 1940 के दशक से बढ़ा, जिससे 2000 के दशक की शुरुआत में DOHC इंजनों का उपयोग करने वाले कई ऑटोमोबाइल बन गए।

डिजाइन
एक OHC इंजन में, कैंषफ़्ट दहन कक्ष के ऊपर, इंजन के शीर्ष पर स्थित होता है। यह पहले के ओवरहेड वाल्व इंजन (ओएचवी) और चपटा इंजन कॉन्फ़िगरेशन के विपरीत है, जहां कैंषफ़्ट इंजन ब्लॉक में स्थित है। OHC और OHV दोनों इंजनों में वाल्व दहन कक्ष के ऊपर स्थित होते हैं; हालांकि एक ओएचवी इंजन को कैंषफ़्ट से वाल्व तक गति को स्थानांतरित करने के लिए पुशरोड्स और घुमती बाजु ्स की आवश्यकता होती है, जबकि एक ओएचसी इंजन में वाल्व सीधे कैंषफ़्ट द्वारा क्रियान्वित होते हैं।

वाल्वों की समान संख्या वाले OHV इंजनों की तुलना में, OHC इंजन में कम पारस्परिक घटक और कम वाल्वट्रेन जड़ता होती है। ओएचसी इंजनों में यह कम जड़ता के परिणामस्वरूप उच्च इंजन गति (आरपीएम) पर कम वाल्व फ्लोट होता है। एक नकारात्मक पक्ष यह है कि कैंषफ़्ट (आमतौर पर आधुनिक इंजनों में एक समय श्रृंखला) को चलाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली प्रणाली ओएचसी इंजन में अधिक जटिल होती है। ओएचसी इंजनों का एक नुकसान यह है कि इंजन की मरम्मत के दौरान सिलेंडर हेड को हटाने की आवश्यकता होती है, कैंषफ़्ट इंजन समय को रीसेट करने की आवश्यकता होती है।

ओएचसी इंजनों का अन्य मुख्य लाभ यह है कि सेवन और निकास बंदरगाहों के आकार, स्थान और आकार को अनुकूलित करने के लिए अधिक लचीलापन है, क्योंकि इसमें कोई पुशरोड्स नहीं हैं जिनसे बचने की आवश्यकता है। यह इंजन के माध्यम से गैस प्रवाह में सुधार करता है, बिजली उत्पादन और ईंधन दक्षता में वृद्धि करता है।

सिंगल ओवरहेड कैंषफ़्ट (SOHC)
ओवरहेड कैंषफ़्ट इंजन का सबसे पुराना कॉन्फ़िगरेशन सिंगल ओवरहेड कैंषफ़्ट (SOHC) डिज़ाइन है। एक SOHC इंजन में सिलेंडरों के प्रति बैंक में एक कैंषफ़्ट होता है, इसलिए एक सीधे इंजन में कुल एक कैंषफ़्ट होता है और एक वी इंजन या फ्लैट इंजन में कुल दो कैमशाफ़्ट होते हैं (प्रत्येक सिलेंडर बैंक के लिए एक)।

अधिकांश SOHC इंजनों में प्रति सिलेंडर दो वाल्व होते हैं। कैंषफ़्ट की गति को आमतौर पर या तो सीधे (टैपेट का उपयोग करके) या परोक्ष रूप से रॉकर आर्म के माध्यम से वाल्वों में स्थानांतरित किया जाता है।

डबल ओवरहेड कैंषफ़्ट (डीओएचसी)
एक डबल ओवरहेड कैम, डुअल ओवरहेड कैम, या ट्विन-कैम इंजन में सिलेंडर हेड के प्रति बैंक में दो कैमशाफ्ट होते हैं, एक सेवन वाल्व के लिए और दूसरा निकास वाल्व के लिए। इसलिए एक सीधे इंजन के लिए दो कैंषफ़्ट होते हैं और V इंजन या एक फ्लैट इंजन के लिए कुल चार कैमशाफ़्ट होते हैं।

एक वी इंजन या फ्लैट इंजन को डीओएचसी इंजन के रूप में काम करने के लिए चार कैंषफ़्ट की आवश्यकता होती है, क्योंकि कुल मिलाकर दो कैंषफ़्ट होने से इन इंजन लेआउट के लिए प्रति सिलेंडर बैंक में केवल एक कैंषफ़्ट होगा। चार कैंषफ़्ट वाले कुछ वी इंजनों को क्वाड-कैम इंजन के रूप में विपणन किया गया है, हालांकि तकनीकी रूप से क्वाड-कैम के लिए चार कैमशाफ्ट प्रति सिलेंडर बैंक (यानी कुल आठ कैमशाफ्ट) की आवश्यकता होगी, इसलिए ये इंजन केवल डबल ओवरहेड कैमशाफ्ट इंजन हैं।

अधिकांश डीओएचसी इंजनों में प्रति सिलेंडर चार वाल्व होते हैं। कैंषफ़्ट आमतौर पर सीधे बकेट टैपटि के माध्यम से वाल्वों को संचालित करता है। डीओएचसी डिजाइन एसओएचसी इंजनों की तुलना में सेवन और निकास वाल्वों के बीच एक व्यापक कोण की अनुमति देता है, जो इंजन के माध्यम से वायु-ईंधन मिश्रण के प्रवाह में सुधार करता है। एक और लाभ यह है कि स्पार्क प्लग को इष्टतम स्थान पर रखा जा सकता है, जिससे दहन दक्षता में सुधार होता है।

टाइमिंग बेल्ट / टाइमिंग चेन
कैंषफ़्ट का रोटेशन क्रैंकशाफ्ट द्वारा संचालित होता है। 21वीं सदी के कई इंजन कैंषफ़्ट को चलाने के लिए रबर और केवलर से बने दांतेदार टाइमिंग बेल्ट का उपयोग करते हैं। टाइमिंग बेल्ट सस्ती हैं, न्यूनतम शोर पैदा करती हैं और स्नेहन की कोई आवश्यकता नहीं होती है। टाइमिंग बेल्ट का एक नुकसान बेल्ट के नियमित प्रतिस्थापन की आवश्यकता है;  अनुशंसित बेल्ट जीवन आमतौर पर लगभग के बीच भिन्न होता है 50000 - 100000 km.   यदि टाइमिंग बेल्ट को समय पर नहीं बदला जाता है और विफल हो जाता है और इंजन एक हस्तक्षेप इंजन है, तो इंजन की बड़ी क्षति संभव है।

ओवरहेड कैंषफ़्ट को चलाने के लिए टाइमिंग बेल्ट का पहला ज्ञात ऑटोमोटिव अनुप्रयोग 1953 Bill_Devin#Devin_Enterprise|Devin-Panhard रेसिंग स्पेशल था जिसे संयुक्त राज्य अमेरिका में SCCA H-संशोधित रेसिंग श्रृंखला के लिए बनाया गया था। ये इंजन पैनहार्ड ओएचवी फ्लैट-ट्विन इंजनों पर आधारित थे, जिन्हें नॉर्टन मोटरसाइकिल इंजनों के घटकों का उपयोग करके एसओएचसी इंजनों में परिवर्तित किया गया था। {{refpage|page=62}टाइमिंग बेल्ट का उपयोग करने वाली पहली प्रोडक्शन कार 1962 ग्लास 1004 कॉम्पैक्ट कूप थी। आधुनिक इंजनों में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली एक अन्य कैंषफ़्ट ड्राइव विधि एक समय श्रृंखला है, जो धातु रोलर श्रृंखलाओं की एक या दो पंक्तियों से निर्मित होती है। 1960 के दशक के प्रारंभ तक अधिकांश उत्पादन ऑटोमोबाइल ओवरहेड कैंषफ़्ट डिज़ाइनों ने कैंषफ़्ट (ओं) को चलाने के लिए जंजीरों का उपयोग किया। टाइमिंग चेन को आमतौर पर नियमित अंतराल पर बदलने की आवश्यकता नहीं होती है, हालांकि नुकसान यह है कि वे टाइमिंग बेल्ट की तुलना में ज्यादा शोर करती हैं।

गियर ट्रेन
क्रैंकशाफ्ट और कैंषफ़्ट के बीच एक गियर ट्रेन प्रणाली का उपयोग आमतौर पर भारी ट्रकों में इस्तेमाल होने वाले डीजल ओवरहेड कैंषफ़्ट इंजनों में किया जाता है। हल्के ट्रकों या ऑटोमोबाइल के इंजनों में आमतौर पर गियर ट्रेनों का उपयोग नहीं किया जाता है।

अन्य कैंषफ़्ट ड्राइव सिस्टम
1950 के दशक तक कई OHC इंजन कैंषफ़्ट को चलाने के लिए बेवल गियर वाले शाफ्ट का उपयोग करते थे। उदाहरणों में शामिल हैं 1908-1911 मौडस्ले मोटर कंपनी|मौडस्ले 25/30, बेंटले 3 लीटर, 1917-? लिबर्टी एल -12, 1929-1932 एमजी एम-प्रकार, 1925-1948 वेलोकेट#वेलोसिट 'के' सीरीज़, 1931-1957 नॉर्टन इंटरनेशनल और 1947-1962 नॉर्टन मैनक्स। हाल के दिनों में, 1950-1974 डुकाटी एकल, 1973-1980 डुकाटी एल-ट्विन इंजन, 1999-2007 कावासाकी W650 और 2011-2016 कावासाकी W800 मोटरसाइकिल इंजन में बेवेल शाफ्ट का इस्तेमाल किया गया है।  क्रॉसली चार सिलेंडर 1946 से 1952 तक कैंषफ़्ट को चलाने के लिए शाफ्ट टॉवर डिज़ाइन का उपयोग करने वाला अंतिम ऑटोमोटिव इंजन था; क्रॉस्ले इंजन प्रारूप के अधिकार कुछ अलग कंपनियों द्वारा खरीदे गए थे, जिनमें 1952 में जनरल टायर, इसके बाद 1955 में फेजोल, 1959 में क्रॉफ्टन, 1961 में होमलाइट और 1966 में फिशर पियर्स शामिल थे, जब क्रॉस्ले ने ऑटोमोटिव कारखाने के दरवाजे बंद कर दिए थे, और वे कई और वर्षों तक उसी इंजन का उत्पादन करते रहे।

यूनाइटेड किंगडम में निर्मित 1920-1923 लीलैंड आठ लक्ज़री कार में समानांतर में क्रैंक और रॉड के तीन सेटों का उपयोग करते हुए एक कैंषफ़्ट ड्राइव का उपयोग किया गया था। इसी तरह की प्रणाली का उपयोग 1926-1930 बेंटले स्पीड सिक्स और 1930-1932 बेंटले 8 लीटर में किया गया था। 1958-1973 NSU प्रिंज़ के कई मॉडलों द्वारा दोनों सिरों पर काउंटरवेट के साथ एक दो-रॉड प्रणाली का उपयोग किया गया था।

1900-1914
पहले ओवरहेड कैंषफ़्ट इंजनों में यूनाइटेड किंगडम में निर्मित 1902 मौडस्ले मोटर कंपनी SOHC इंजन थे  और संयुक्त राज्य अमेरिका में निर्मित 1903 Marr (ऑटोमोबाइल) SOHC इंजन।  पहला डीओएचसी इंजन एक प्यूज़ो इनलाइन-फोर रेसिंग इंजन था जिसने [[1913 फ्रेंच ग्रैंड प्रिक्स]] जीतने वाली कार को संचालित किया। डीओएचसी इंजन के साथ एक अन्य प्यूज़ो ने 1913 फ्रेंच ग्रांड प्रिक्स जीता, उसके बाद एसओएचसी इंजन के साथ मर्सिडीज-बेंज 18/100 जीपी ने 1914 फ्रेंच ग्रैंड प्रिक्स जीता।

1910-1914 में इटली में निर्मित आइसोटा फ्रासचिनी प्रकार के.एम एसओएचसी इंजन का उपयोग करने वाली पहली उत्पादन कारों में से एक थी।

प्रथम विश्व युद्ध
प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, प्रथम विश्व युद्ध के सहयोगी और केंद्रीय शक्तियाँ; विशेष रूप से जर्मन साम्राज्य की लूफ़्टस्ट्रेइटक्राफ़्टे वायु सेना, ने सैन्य विमान इंजनों के लिए मोटर रेसिंग इंजनों की ओवरहेड कैंषफ़्ट तकनीक को जल्दी से लागू करने की मांग की। मर्सिडीज 18/100 जीपी कार (जिसने 1914 फ्रेंच ग्रैंड प्रिक्स जीता) से एसओएचसी इंजन मर्सिडीज और रोल्स-रॉयस के विमान इंजन दोनों के लिए शुरुआती बिंदु बन गया। मर्सिडीज ने छह-सिलेंडर इंजनों की एक श्रृंखला बनाई, जिसका समापन मर्सिडीज डी.III में हुआ। रोल्स-रॉयस ने युद्ध की शुरुआत में इंग्लैंड में छोड़ी गई रेसिंग कार के आधार पर मर्सिडीज सिलेंडर हेड डिज़ाइन को उल्टा-इंजीनियर किया, जिससे रोल्स-रॉयस ईगल V12 इंजन का निर्माण हुआ। अन्य SOHC डिज़ाइनों में स्पैनिश हिस्पानो-स्विट्जरलैंड V8 इंजन (पूरी तरह से संलग्न-ड्राइवट्रेन के साथ), अमेरिकन लिबर्टी L-12 V12 इंजन शामिल था, जो बाद में मर्सिडीज D.IIIa डिज़ाइन के आंशिक रूप से उजागर SOHC वाल्वट्रेन डिज़ाइन का अनुसरण करता था; और मैक्स फ्रीज़ ़-डिज़ाइन किया गया; जर्मन बीएमडब्ल्यू IIIa स्ट्रेट-सिक्स इंजन। DOHC नेपियर लायन W12 इंजन ग्रेट ब्रिटेन में 1918 में बनाया गया था।

इनमें से अधिकांश इंजन इंजन के शीर्ष पर क्रैंकशाफ्ट से कैंषफ़्ट तक ड्राइव को स्थानांतरित करने के लिए एक शाफ्ट का उपयोग करते थे। बड़े विमान इंजन- विशेष रूप से एयर-कूल्ड इंजन- ने काफी थर्मल विस्तार का अनुभव किया, जिससे सिलेंडर ब्लॉक की ऊंचाई परिचालन स्थितियों के दौरान भिन्न हो गई। इस विस्तार ने पुशरॉड इंजनों के लिए कठिनाइयों का कारण बना, इसलिए एक ओवरहेड कैमशाफ्ट इंजन इस विस्तार की अनुमति देने के लिए स्लाइडिंग स्पलाइन के साथ शाफ्ट ड्राइव का उपयोग करना सबसे आसान तरीका था। ये बेवल शाफ्ट आमतौर पर ब्लॉक के बाहर एक बाहरी ट्यूब में होते थे, और टॉवर शाफ्ट के रूप में जाने जाते थे।  Hispano Suiza 8 A Brussel.jpg |1914-1918 हिस्पानो-सुइज़ा 8|हिसपैनो-सुइज़ा 8ए एसओएचसी विमान का इंजन Hispano-suiza-V8 220PS.jpg |1914-1918 हिस्पानो-सुइज़ा 8|हिस्पानो-सुइज़ा 8Be SOHC विमान इंजन प्रत्येक सिलेंडर बैंक के पीछे टॉवर शाफ्ट के साथ Later Mercedes D III Valvetrain.jpg |बाद में उत्पादन (1917-18) मर्सिडीज डी.III ऊपरी वाल्वट्रेन विवरण स्केच, इसकी डिजाइन सुविधाओं को बीएमडब्ल्यू III और एलाइड लिबर्टी एल-12 इंजन द्वारा कॉपी किया गया Liberty L-12-2.jpg |लिबर्टी L-12 के ऊपरी वाल्वट्रेन का विस्तृत क्लोज़अप, बाद के उत्पादन मर्सिडीज डिज़ाइन की समानता दिखा रहा है 

1919–1944
एक प्रारंभिक अमेरिकी ओवरहेड कैंषफ़्ट उत्पादन इंजन SOHC स्ट्रेट-आठ इंजन था जिसका उपयोग 1921-1926 के ड्यूसेनबर्ग मॉडल ए लक्ज़री कार में किया गया था। 1926 में, सनबीम 3 लीटर सुपर स्पोर्ट्स DOHC इंजन का उपयोग करने वाली पहली उत्पादन कार बन गई। संयुक्त राज्य अमेरिका में, ड्यूसेनबर्ग ने 1928 में ड्यूसेनबर्ग मॉडल जे के रिलीज के साथ डीओएचसी इंजन (अपने मौजूदा एसओएचसी इंजन के साथ) जोड़ा, जो डीओएचसी सीधे-आठ इंजन द्वारा संचालित था। 1931–1935 Stutz_Motor_Company#Stutz_Motor_Car_Company_of_America,_Inc. DOHC इंजन का उपयोग करने वाली एक और शुरुआती अमेरिकी लग्जरी कार थी। इसके अलावा संयुक्त राज्य अमेरिका में, DOHC ऑफ़ेनहॉज़र रेसिंग इंजन को 1933 में पेश किया गया था। यह इनलाइन-चार इंजन 1934 से 1970 के दशक तक उत्तरी अमेरिकी ओपन-व्हील रेसिंग पर हावी रहा।

अन्य शुरुआती SOHC ऑटोमोटिव इंजन 1920-1923 लिस्ट_ऑफ_वोल्सले_ऑटोमोबाइल्स#इंटर-वॉर_कार्स_1920_से_1940, 1928-1931 MG 18/80, 1926-1935 सिंगर_मोटर्स#मॉडल्स और 1928-1929 Alfa_Romeo_6C#6C_1500_(19) थे 27-1929)। प्रारंभिक ओवरहेड कैंषफ़्ट मोटरसाइकिलों में 1925-1949 वेलोकेट#वेलोकेट_'के'_सीरीज़ और 1927-1939 नॉर्टन CS1 शामिल थे।

1945-वर्तमान
1946-1948 Crosley#Crosley_CC_Four_(1946-1948) यकीनन SOHC इंजन का उपयोग करने वाली पहली अमेरिकी बड़े पैमाने पर उत्पादित कार थी। इस छोटे से बड़े पैमाने पर उत्पादन इंजन ने 1950 के 12 घंटे की सेबिंग # समग्र विजेताओं के विजेता को शक्ति प्रदान की।

द्वितीय विश्व युद्ध के बाद स्पोर्ट्स कारों से शुरुआत करते हुए DOHC कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग धीरे-धीरे बढ़ा। इस अवधि के प्रतिष्ठित डीओएचसी इंजनों में 1948-1959 लागोंडा स्ट्रेट -6 इंजन| लैगोंडा स्ट्रेट-सिक्स इंजन, 1949-1992 जगुआर एक्सके इंजन स्ट्रेट-सिक्स इंजन और 1954-1994 अल्फा रोमियो ट्विन कैम इंजन इनलाइन-चार इंजन शामिल हैं। 1966-2000 फिएट ट्विन कैम इंजन इनलाइन-फोर इंजन टाइमिंग चेन के बजाय दांतेदार टाइमिंग बेल्ट का उपयोग करने वाले पहले डीओएचसी इंजनों में से एक था। 1980 के दशक में, जापानी निर्माताओं के साथ शुरुआत करते हुए, मुख्यधारा के वाहनों में ईंधन की खपत और निकास उत्सर्जन को कम करते हुए बढ़े हुए प्रदर्शन की आवश्यकता ने DOHC इंजनों के बढ़ते उपयोग को देखा। 2000 के दशक के मध्य तक, अधिकांश ऑटोमोटिव इंजनों ने DOHC लेआउट का उपयोग किया।

यह भी देखें

 * कैम-इन-ब्लॉक
 * कैमलेस
 * ओवरहेड वाल्व इंजन
 * चर वाल्व समय