Te silniki OHV ( „ overhead zaworów ” lub OHV angielski) stanowią alternatywę dla silników side-zaworowych . Można je znaleźć we wszystkich rodzajach architektur silników czterosuwowych ( w V , in-line itp.). Układ przy głowicy, czyli nad cylindrem , pozwala na lepszą cyrkulację gazu i lepszy stopień sprężania niż silniki z zaworami bocznymi. Silniki te od kilkudziesięciu lat są standardem w branży motoryzacyjnej .
Nie należy mylić napowietrznych zawory i wałek rozrządu w głowicy , ponieważ OHV może być „z boku wałka rozrządu” (rozrządu i wahacz ).
Pierwsze silniki spalinowe oparte były na silnikach parowych i wykorzystywały zawory ślizgowe. Tak było w przypadku pierwszego silnika Otto, który po raz pierwszy działał z powodzeniem w 1876 r. Ponieważ silniki spalinowe zaczęły rozwijać się niezależnie od silników parowych, silniki zaworowe stawały się coraz bardziej powszechne, przez większość czasu. Silniki do lat 50. XX wieku wykorzystywały konstrukcję z zaworami bocznymi (" flathead" w języku angielskim).
Począwszy od 1885 roku i Daimlera Reitwagen , kilka samochodów i motocykli używało próżniowych („atmosferycznych”) zaworów wlotowych głowicy cylindrów zamiast wałka rozrządu, jak w konwencjonalnych silnikach OHV. Zawory wydechowe były napędzane wałkiem rozrządu umieszczonym w bloku silnika, podobnie jak w silnikach z zaworami bocznymi.
Prototypowy silnik wysokoprężny z 1894 roku wykorzystywał górne zawory obsługiwane przez wałek rozrządu, popychacze i wahacze, stając się tym samym jednym z pierwszych silników OHV. W 1896 roku William F. Davis zarejestrował patent US 563140 dotyczący silnika OHV wykorzystującego chłodziwo do chłodzenia głowicy cylindrów. Jednak w tamtym czasie nie zbudowano żadnego silnika pracującego w tej technologii.
W 1898 roku w Stanach Zjednoczonych producent rowerów Walter Lorenzo Marr zbudował prototypowy trójkołowiec napędzany jednocylindrowym silnikiem OHV. Marr został zatrudniony przez Buick (wtedy Buick Auto-Vim and Power Company ) od 1899 do 1902, kiedy to udoskonalono konstrukcję silnika OHV. Silnik ten wykorzystywał wahacze obsługiwane popychaczami, które z kolei otwierały zawory równolegle do tłoków.
Marr powrócił do Buicka w 1904 roku (po zbudowaniu niewielkiej ilości Marr Auto-Car , z pierwszym znanym silnikiem wykorzystującym technologię górnego wałka rozrządu ), w tym samym roku Buick złożył patent na silnik. Pierwszy na świecie produkcyjny silnik OHV został zamontowany w modelu Buick B. Silnik był płaskim bliźniakiem z dwoma zaworami na cylinder. Silnik ten sprawił, że Buick odniósł duży sukces, a firma sprzedała 750 takich samochodów w 1905 roku.
Kilku innych producentów rozpoczęło produkcję silników OHV, takich jak pionowy 4-cylindrowy silnik braci Wright (1906-1912).
Jednak silniki zaworowe boczne pozostawały normą do końca lat 40., kiedy zaczęto je zastępować silnikami OHV.
Pierwszy silnik górnego wałka rozrządu (i górnozaworowy) powstał w 1902 roku, jednak zastosowanie tej drogiej konstrukcji przez wiele dziesięcioleci ograniczało się głównie do samochodów wyczynowych ( Rolls-Royce , Isotta Fraschini , Duesenberg , Mercedes-Benz , Hispano-Suiza , Bugatti pośród innych). Silniki górnozaworowe stopniowo stawały się coraz bardziej popularne od lat 50. do 90. XX wieku.
Dotyczy to w szczególności Alfa-Romeo, która bardzo wcześnie opracowała silniki z podwójnymi wałkami rozrządu i górnymi zaworami w swoich sportowych modelach ( Alfa Romeo 6C z 1927 r.), a następnie zdemokratyzowała ten system za pomocą 4-cylindrowego silnika z żeliwa. cm3 le14 stycznia 1950w Alfie Romeo 1900 .
W 1994 Indianapolis 500 Mile Auto Race , Penske Racing weszły samochód zasilany przez niestandardowym zbudowany Mercedes-Benz silnik OHV 500I . Ze względu na lukę w przepisach ten silnik OHV mógł wykorzystywać większą pojemność skokową i wyższe ciśnienie doładowania, co znacznie zwiększyło jego moc w porównaniu z silnikami zaworowymi stosowanymi przez inne zespoły . Zespół Penske zakwalifikował się z pole position i wygrał wyścig z wygodną przewagą. Na początku XXI th wieku, kilka silników V8 OHV General Motors i Chrysler używaliśmy zmiennej przemieszczenia w celu zmniejszenia zużycia paliwa i emisji spalin.
Na początku XXI th century większość silników samochodowych (z wyjątkiem niektórych silnikach North American V8) użyć napowietrznych konstrukcję zaworu. W 2008 roku w Dodge Viperze czwartej generacji wprowadzono pierwszy seryjny silnik OHV wykorzystujący zmienny rozrząd .
Silniki OHV mają kilka zalet w porównaniu z silnikami z zaworami bocznymi:
W porównaniu do silników z zaworami bocznymi silniki OHV mają jednak wady:
W silnikach górnozaworowych panika zaworowa (niezdolność zaworu do powrotu na swoje miejsce w odpowiednim czasie ) może spowodować awarię silnika, jeśli głowice zaworów poruszają się w obszarze omiatanym przez tłok.
Aby uniknąć paniki zaworowej, należy zmniejszyć liczbę ruchomych części i ich bezwładność.
Odpowiednim rozwiązaniem jest jeden wałek rozrządu w głowicy na rząd zaworów. Usuwa ciężkie części pośrednie między krzywką wałka rozrządu a trzonkiem zaworu, co umożliwia osiągnięcie wysokich prędkości obrotowych silnika. Desmodromic dystrybucja eliminuje sprężynę powrotną i osiąga nawet większe prędkości, bez ryzyka uszkodzenia silnika.
W silnikach z bębnem rozrządu wiele ruchomych części (zawory, wahacze, wahacze) ma znaczną bezwładność. Trudności, które należy pokonać, aby prawidłowo eksploatować rozbity silnik przy wysokich obrotach, ograniczają jego moc właściwą. Kompaktowy charakter oraz prostota konstrukcji i konserwacji tych silników od dawna uzasadnia ich stosowanie w pojazdach silnikowych. To zastosowanie utrzymuje się w silnikach o małej mocy, na przykład dużej pojemności amerykańskiej.
