در موتورهای احتراق داخلی، نوع طراحی سیستم سوپاپ نقش مهمی در عملکرد و بازدهی موتور دارد. دو طراحی رایج در این زمینه، موتورهای Overhead Valve یا به اختصار OHV و Overhead Camshaft یا OHC هستند که تفاوت آن‌ها در محل قرارگیری میل‌بادامک و نحوه انتقال حرکت به سوپاپ‌ها است. موتورهای OHV ساختاری ساده‌تر دارند و معمولاً در موتور دیزلی و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شوند، در حالی که موتورهای OHC با طراحی مدرن‌تر، توان و راندمان بالاتری ارائه می‌دهند. در این مقاله، به‌صورت فنی به بررسی تفاوت موتورهای OHV و OHC و مزایا و معایب هر کدام خواهیم پرداخت.
موتور OHV چیست؟
موتور OHV که در فارسی به «موتور سوپاپ‌رو» نیز شناخته می‌شود، یکی از قدیمی‌ترین و ساده‌ترین طراحی‌های سیستم سوپاپ در موتورهای احتراق داخلی است. در این نوع موتور، میل بادامک در داخل بلوک سیلندر قرار دارد و حرکت آن از طریق میله‌های رابطی به نام پوش‌راد (Pushrod) به باز و بسته شدن سوپاپ‌ها در سرسیلندر منتقل می‌شود.
این طراحی باعث می‌شود موتورهای OHV ساختاری فشرده و مقاوم داشته باشند و به همین دلیل، در موتورهای دیزلی، ماشین‌آلات صنعتی، تراکتورها و خودروهای سنگین به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. از مهم‌ترین مزایای این نوع موتور، می‌توان به گشتاور بالا در دورهای پایین، دوام زیاد و سادگی در نگهداری اشاره کرد. با این حال، به دلیل محدودیت در کارکرد دور بالا و طراحی نسبتاً قدیمی، موتورهای OHC در بسیاری از خودروهای مدرن جایگزین آن‌ها شده‌اند.
موتور OHC چیست؟
موتور OHC به معنی میل‌بادامک سرسیلندر بوده و یکی از طراحی‌های مدرن در سیستم سوپاپ موتورهای درون‌سوز است. در این نوع موتور، میل‌بادامک مستقیماً در قسمت بالای سرسیلندر و در مجاورت سوپاپ‌ها قرار دارد و بنابراین، نیازی به میله‌های رابط مانند موتورهای OHV نیست. این ویژگی باعث کاهش اصطکاک مکانیکی، افزایش دقت زمانبندی سوپاپ‌ها و عملکرد بهتر در دورهای بالا می‌شود.
موتورهای OHC معمولاً در دو نوع SOHC و DOHC طراحی می‌شوند؛ نوع اول دارای یک میل‌بادامک و نوع دوم دارای دو میل‌بادامک مجزا برای کنترل دقیق‌تر سوپاپ‌های ورودی و خروجی است. این ساختار امکان استفاده از فناوری‌هایی مانند زمانبندی متغیر سوپاپ‌ها (VVT) و چند سوپاپه شدن را فراهم می‌کند که موجب بهبود راندمان سوخت، قدرت خروجی و کاهش آلایندگی می‌شود.
در نتیجه، موتورهای OHC نسبت به موتورهای OHV از نظر کارایی، توان بالا و مصرف سوخت بهینه‌تر برتری دارند، هرچند ساخت و نگهداری آن‌ها پیچیده‌تر و پرهزینه‌تر است. همین تفاوت‌های طراحی و عملکردی، اساس موضوع تفاوت موتورهای OHV و OHC را تشکیل می‌دهد.
تفاوت موتورهای OHV و OHC
تفاوت موتورهای OHV و OHC در محل قرارگیری میل‌بادامک، نحوه کنترل سوپاپ‌ها و بازدهی در دورهای مختلف است و بنابراین، هر کدام در نوع خاصی از وسایل نقلیه و موتورهای صنعتی به‌کار می‌روند.
تفاوت‌های ساختاری
- در موتور OHV میل‌بادامک داخل بلوک سیلندر قرار دارد.
- در موتور OHC میل‌بادامک در بالای سرسیلندر نصب شده است.
- موتور OHV برای انتقال حرکت از پوش‌راد استفاده می‌کند.
- موتور OHC مستقیماً میل بادامک را به سوپاپ‌ها متصل می‌کند و واسطه‌ای ندارد.
تفاوت‌های عملکردی
- موتور OHV گشتاور بالایی در دورهای پایین دارد.
- در دورهای بالا، موتور OHC توان و بازدهی بهتری دارد.
- اصطکاک مکانیکی در موتور OHV به دلیل وجود میله‌های رابط بیشتر است.
- در موتور OHC، اصطکاک کمتر بوده و زمانبندی سوپاپ‌ها دقیق‌تر است.
- موتور OHV امکان استفاده از فناوری‌هایی مانند VVT را دارد.
تفاوت در نگهداری و هزینه
- موتور OHV طراحی ساده‌تر، تعمیر و نگهداری آسان‌تر و هزینه کمتری دارد.
- موتور OHC دارای طراحی پیچیده‌تر، نیازمند نگهداری دقیق‌تر و هزینه ساخت و تعمیرات بالاتر است.
تفاوت در کاربرد
- موتور OHV مناسب برای موتورهای دیزلی، ماشین‌آلات سنگین و موتورهای کوچک صنعتی است.
- موتور OHC در خودروهای مدرن، موتورسیکلت‌ها و خودروهای اسپرت رایج است.
مزایا و معایب موتور OHV
درک مزایا و معایب موتور OHV کمک می‌کند تا بهتر بتوان تفاوت آن را با موتورهای OHC تحلیل کرد و انتخاب مناسبی برای کاربردهای مختلف داشت. در ادامه، ویژگی‌های مثبت و منفی این نوع موتور را توضیح می‌دهیم.
مزایای موتور OHV عبارتند از:
- ساختار ساده و فشرده: طراحی موتور OHV به دلیل قرارگیری میل‌بادامک در بلوک سیلندر، جمع‌وجورتر است و فضای کمتری اشغال می‌کند.
- دوام و استحکام بالا: به دلیل سادگی مکانیکی و قطعات کمتر، این موتورها عمر طولانی‌تری دارند.
- گشتاور قوی در دورهای پایین: موتورهای OHV معمولاً در سرعت‌های پایین قدرت کششی بیشتری تولید می‌کنند که برای وسایل نقلیه سنگین یا دیزلی ایده‌آل است.
- هزینه تولید و تعمیر کمتر: قطعات کمتر و طراحی ساده‌تر باعث کاهش هزینه نگهداری می‌شود.
- مناسب برای موتورهای دیزلی و صنعتی: این نوع طراحی برای کاربردهای سنگین و پایدار بسیار کارآمد است.
معایب موتور OHV عبارتند از:
- محدودیت در دورهای بالا: به دلیل وزن بیشتر قطعات متحرک، موتور در دورهای بالا دچار ناپایداری می‌شود.
- اصطکاک و استهلاک بیشتر: وجود قطعات واسطه بین میل‌بادامک و سوپاپ‌ها باعث افزایش اصطکاک و کاهش بازدهی می‌گردد.
- کنترل دشوارتر زمانبندی سوپاپ‌ها: دقت کمتر در زمانبندی نسبت به موتورهای OHC.
- امکان کمتر برای استفاده از فناوری‌های مدرن: مانند VVT یا سیستم‌های چند سوپاپه.
- بازدهی و مصرف سوخت پایین‌تر: در مقایسه با موتورهای OHC، راندمان سوخت پایین‌تر و آلایندگی بیشتری دارند.
مزایا و معایب موتور OHC
موتور OHC یکی از طراحی‌های مدرن در موتورهای احتراق داخلی است که به دلیل قرارگیری میل‌بادامک در بالای سرسیلندر، عملکرد و بازدهی بهتری نسبت به موتورهای OHV ارائه می‌دهد. در ادامه، مزایا و معایب این نوع موتور آمده است.
مزایای موتور OHC عبارتند از:
- عملکرد بهتر در دورهای بالا: میل‌بادامک مستقیماً سوپاپ‌ها را کنترل می‌کند، بنابراین موتور توانایی کارکرد در RPM بالا را دارد.
- راندمان سوخت بهتر و آلایندگی کمتر: کاهش اصطکاک و کنترل دقیق زمانبندی سوپاپ‌ها موجب بهبود مصرف سوخت و کاهش آلایندگی می‌شود.
- قابلیت استفاده از فناوری‌های پیشرفته: امکان بهره‌گیری از سیستم‌هایی مانند VVT و طراحی‌های چند سوپاپه فراهم است.
- دقت بالاتر در زمانبندی سوپاپ‌ها: حرکت مستقیم میل‌بادامک به سوپاپ‌ها، دقت بیشتری در عملکرد موتور ایجاد می‌کند.
- توان خروجی بیشتر: طراحی سبک‌تر قطعات متحرک باعث افزایش قدرت و شتاب موتور می‌شود.
معایب موتور OHC عبارتند از:
- پیچیدگی طراحی: طراحی بالاتر سرسیلندر و سیستم میل‌بادامک پیچیده‌تر است.
- هزینه تولید و تعمیر بالاتر: قطعات بیشتر و حساسیت بالاتر، نگهداری و تعمیر این موتورها را گران‌تر می‌کند.
- فضای بزرگ‌تر سرسیلندر: به دلیل قرارگیری میل‌بادامک و اجزای اضافی، سرسیلندر حجیم‌تر است و ممکن است نصب آن در برخی موتورهای کوچک محدود شود.
- دوام کمتر در شرایط صنعتی سنگین: نسبت به موتورهای OHV، این موتورها در کاربری‌های بسیار سنگین و طولانی‌مدت، استهلاک بیشتری دارند.
جمع‌بندی
تفاوت موتورهای OHV و OHC در طراحی، عملکرد و کاربرد آن‌ها به وضوح دیده می‌شود. موتورهای OHV با ساختار ساده و فشرده، گشتاور بالای دور پایین و دوام زیاد، گزینه‌ای مناسب برای موتورهای دیزلی و ماشین‌آلات سنگین هستند، اما محدودیت در دورهای بالا و بازدهی کمتر دارند. در مقابل، موتورهای OHC با میل‌بادامک بالای سرسیلندر، توان و راندمان بالاتر، دقت بیشتر در زمانبندی سوپاپ‌ها و امکان استفاده از فناوری‌های مدرن مانند VVT را فراهم می‌کنند، هرچند هزینه تولید و نگهداری آن‌ها بالاتر است. به این ترتیب، انتخاب هر نوع موتور بستگی به نیاز به قدرت، دوام، پیچیدگی و کاربرد صنعتی دارد.