OHV (Over Head Valves) to rozrząd górnozaworowy, w którym zawory znajdują się w głowicy, ale wałek rozrządu jest umieszczony w bloku silnika. Ruch z wałka na zawory przekazują popychacze i dźwigienki zaworowe. Taka konstrukcja jest zwarta i trwała, lecz przez większą bezwładność układu zwykle gorzej nadaje się do bardzo wysokich obrotów.
Co oznacza skrót OHV?
Nazwa OHV pochodzi od angielskiego Over Head Valves, czyli „zawory nad głowicą”. Określenie opisuje położenie zaworów, a nie wałka rozrządu. W silniku OHV zawory znajdują się w głowicy, natomiast wałek rozrządu znajduje się niżej, w kadłubie, czyli bloku silnika.
To najważniejsza różnica względem układu OHC, którego nazwa oznacza Overhead Camshaft. W OHC wałek rozrządu jest umieszczony bezpośrednio w głowicy. W odmianie SOHC znajduje się tam jeden wałek, a w DOHC – dwa wałki, zwykle osobne dla zaworów ssących i wydechowych.
Położenie wałka w bloku pozwala zastosować krótki napęd rozrządu, ponieważ wał korbowy i wałek znajdują się blisko siebie. Zawory w głowicy muszą jednak być sterowane za pomocą dodatkowych elementów.
Jak działa silnik OHV?
W układzie OHV wałek rozrządu nie naciska bezpośrednio na zawory. Krzywki obracającego się wałka poruszają popychaczami, nazywanymi też laskami popychaczy. Te przekazują ruch do dźwigienek zaworowych, które otwierają zawory w głowicy. Cały proces przebiega w następującej kolejności:
- Wał korbowy napędza wałek rozrządu – połączenie realizuje zwykle krótki łańcuch, pasek albo przekładnia zębata.
- Krzywka na wałku naciska na popychacz – jej profil określa moment i zakres ruchu elementu.
- Popychacz przekazuje siłę do dźwigienki zaworowej – długa laska biegnie z bloku silnika do głowicy.
- Dźwigienka otwiera zawór – nacisk powoduje pokonanie siły sprężyny i odsunięcie zaworu od gniazda.
Po przejściu krzywki sprężyna zaworowa zamyka zawór, a elementy układu wracają do położenia wyjściowego. Długość popychaczy zwiększa masę części poruszających się wraz z pracą rozrządu. Przy wysokich obrotach ich bezwładność utrudnia precyzyjne podążanie za profilem krzywek. Z tego powodu silniki OHV zwykle mają niższy zakres maksymalnych obrotów niż porównywalne konstrukcje z wałkiem w głowicy.
OHV a OHC i DOHC – czym różnią się te układy?
Najprościej rozróżnić je po miejscu zamontowania wałka. W OHV wałek znajduje się w bloku, a w OHC i DOHC – w głowicy. Ta różnica wpływa na długość napędu, masę elementów poruszających zaworami, możliwą liczbę zaworów oraz zakres obrotów.
| Cecha | OHV | OHC/DOHC |
|---|---|---|
| Lokalizacja wałka | W bloku silnika | W głowicy |
| Napęd rozrządu | Zwykle krótki łańcuch, pasek lub przekładnia | Dłuższy pasek albo łańcuch prowadzący do głowicy |
| Maksymalne obroty | Zwykle ograniczone przez bezwładność popychaczy | Zwykle wyższe dzięki mniejszej masie układu zaworowego |
| Wymiary zewnętrzne | Zwarta konstrukcja, szczególnie na wysokość | Większa i wyższa głowica, lecz brak długich popychaczy |
OHC i DOHC ułatwiają precyzyjne sterowanie zaworami przy wysokich obrotach. DOHC może też obsługiwać cztery zawory na cylinder i zapewniać korzystniejsze warunki przepływu ładunku przez głowicę. Nie oznacza to jednak, że OHV jest z zasady gorszy. Każda konstrukcja wynika z określonego kompromisu między rozmiarem, kosztem, masą, zakresem obrotów i sposobem wykorzystania silnika.
Zalety i wady konstrukcji OHV
Najważniejsze korzyści wynikają z umieszczenia wałka blisko wału korbowego. Na ocenę układu wpływa także jego zastosowanie. Silnik przeznaczony do pracy przy umiarkowanych obrotach może dobrze wykorzystywać zwartą budowę OHV, nawet jeśli nie oferuje ono takiego potencjału obrotowego jak DOHC.
Do najważniejszych zalet należą:
- Zwartość – silnik może mieć mniejszą wysokość i zajmować mniej miejsca w komorze.
- Niski koszt produkcji – krótki napęd wałka i prostsza głowica ograniczają liczbę części.
- Trwałość napędu – krótki łańcuch lub przekładnia zębata mają mniej elementów prowadzących niż długi napęd wałków w głowicy.
- Dobry charakter przy niskich obrotach – konstrukcja może sprzyjać uzyskiwaniu dużego momentu obrotowego w dolnym zakresie pracy.
Ograniczenia tego rozwiązania obejmują:
- Większą bezwładność – długie popychacze zwiększają masę elementów, które muszą szybko przyspieszać i hamować.
- Niższy potencjał wysokich obrotów – przy zbyt szybkiej pracy zawory mogą nie podążać precyzyjnie za ruchem wałka.
- Mniejszą swobodę projektowania głowicy – układ jest mniej wygodny przy dużej liczbie zaworów na cylinder.
- Ograniczone możliwości rozbudowanego sterowania – zastosowanie nowoczesnych systemów zmiennych faz lub wzniosu zaworów jest trudniejsze niż w wielu układach OHC i DOHC.
OHV nie oznacza więc automatycznie konstrukcji przestarzałej ani niesprawnej. To konkretny sposób rozmieszczenia elementów rozrządu. Sprawdza się tam, gdzie liczą się kompaktowe wymiary, prosty napęd i praca przy umiarkowanych obrotach. OHC i DOHC mają przewagę w silnikach, w których ważne są wysokie obroty, duża liczba zaworów oraz precyzyjne sterowanie ich pracą.
Najkrócej: OHV to zawory w głowicy i wałek rozrządu w bloku. Popychacze łączą oba miejsca, zapewniając prostą i zwartą konstrukcję, ale zwiększając bezwładność układu.
