Motor de válvula suspensa - Overhead valve engine

Componentes de um trem de válvula de motor OHV

Uma válvula de sobrecarga ( OHV ) do motor é um motor de pistão cujas válvulas estão localizados na cabeça do cilindro acima da câmara de combustão. Isso contrasta com os motores de cabeça chata anteriores , onde as válvulas estavam localizadas abaixo da câmara de combustão no bloco do motor.

O eixo de comando em um motor OHV tradicional está localizado no bloco do motor. O movimento do eixo de comando é transferido usando hastes e balancins para operar as válvulas na parte superior do motor.

Um motor com árvore de cames à cabeça (OHC) também tem válvulas à cabeça; no entanto, para evitar confusão, os motores de válvula suspensa que usam hastes são frequentemente chamados de "motores pushrod". Alguns dos primeiros motores de " admissão sobre escape " usaram um design híbrido combinando elementos de válvulas laterais e válvulas aéreas.

História

Protótipo de motor a diesel com válvula suspensa 1894
Patente de 1904 para motor Buick de válvula suspensa

Predecessores

Os primeiros motores de combustão interna eram baseados em motores a vapor e, portanto, usavam válvulas de slide . Esse foi o caso do primeiro motor Otto , que foi executado com sucesso pela primeira vez em 1876. À medida que os motores de combustão interna começaram a se desenvolver separadamente para os motores a vapor, as válvulas de gatilho tornaram-se cada vez mais comuns, com a maioria dos motores até os anos 1950 usando uma válvula lateral (cabeça chata) Projeto.

Começando com o Daimler Reitwagen de 1885 , vários carros e motocicletas usaram válvula (s) de admissão localizadas na cabeça do cilindro, no entanto, essas válvulas eram acionadas a vácuo ("atmosféricas") em vez de acionadas por um eixo de comando como nos motores OHV típicos. As válvulas de escape eram acionadas por um eixo de comando, mas estavam localizadas no bloco do motor como nos motores de válvula lateral.

O protótipo de motor Diesel de 1894 usava válvulas de gatilho suspensas acionadas por uma árvore de cames, hastes e balancins, tornando-se, portanto, um dos primeiros motores OHV. Em 1896, a patente americana 563.140 foi obtida por William F. Davis para um motor OHV com líquido refrigerante usado para resfriar a cabeça do cilindro, mas nenhum modelo funcional foi construído.

Motores OHV de produção

Em 1898, o fabricante de bicicletas Walter Lorenzo Marr nos Estados Unidos construiu um triciclo motorizado movido por um motor OHV monocilíndrico. Marr foi contratado pela Buick (então denominada Buick Auto-Vim and Power Company ) de 1899 a 1902, onde o projeto do motor com válvula suspensa foi ainda mais refinado. Este motor empregava balancins acionados por vareta, que por sua vez abriam as válvulas paralelas aos pistões. Marr voltou para Buick em 1904 (tendo construído uma pequena quantidade do Marr Auto-Car , com o primeiro motor conhecido a usar um projeto de eixo de comando de válvulas no cabeçote), no mesmo ano em que Buick recebeu uma patente para um projeto de motor com válvula no cabeçote. Em 1904, o primeiro motor OHV produção do mundo foi lançado no Buick Modelo B . O motor era um projeto duplo plano com duas válvulas por cilindro. O motor fez muito sucesso para a Buick, com a empresa vendendo 750 desses carros em 1905.

Vários outros fabricantes começaram a produzir motores OHV, como o motor vertical de 4 cilindros Wright Brothers de 1906–1912 . No entanto, os motores de válvula lateral permaneceram comuns até o final dos anos 1940, quando começaram a ser eliminados para os motores OHV.

Motores de câmera suspensa

O primeiro motor com árvore de cames à cabeça (OHC) remonta a 1902; no entanto, a utilização deste design foi principalmente limitada a carros de alto desempenho durante muitas décadas. Os motores OHC lentamente se tornaram mais comuns entre os anos 1950 e 1990 e, no início do século 21, a maioria dos motores automotivos (exceto alguns motores V8 norte-americanos) usava um design OHC.

Na corrida motorizada de Indianápolis 500 de 1994 , a Equipe Penske entrou em um carro movido pelo motor Mercedes-Benz 500I pushrod feito sob encomenda . Devido a uma lacuna nas regras, o motor pushrod foi autorizado a usar um deslocamento maior e maior pressão de alimentação, aumentando significativamente sua potência em comparação com os motores OHC usados ​​por outras equipes. A equipe Penske se classificou na pole position e venceu a corrida por uma grande margem.

No início do século 21, vários motores V8 pushrod da General Motors e da Chrysler usavam cilindrada variável para reduzir o consumo de combustível e as emissões de escapamento. Em 2008, o primeiro motor pushrod de produção a usar o tempo de válvula variável foi introduzido no Dodge Viper (quarta geração) .

Projeto

Motor V8 (com coletor de admissão removido), mostrando a árvore de cames, hastes e balancins

Os motores OHV têm várias vantagens em comparação aos motores OHC:

  • Embalagem geral menor : O design cam-in-block de um motor OHV resulta em um tamanho geral menor, em comparação com um motor OHC equivalente.
  • Uso da mesma peça fundida da cabeça do cilindro para ambos os bancos de cilindros: Um motor OHC requer que as cabeças dos cilindros sejam (mais ou menos) imagens espelhadas uma da outra, devido ao sistema de acionamento do eixo de comando (por exemplo, correia dentada / corrente) na frente de cada banco de cilindros. Um motor OHV pode usar a mesma fundição de cabeça de cilindro para ambas as margens, simplesmente virando-a para a segunda margem.
  • Sistema de transmissão da árvore de cames mais simples : os motores OHV têm um sistema de transmissão menos complexo para a árvore de cames em comparação com os motores OHC . A maioria dos motores OHC aciona o eixo de comando ou eixos de comando usando uma correia dentada , uma corrente ou várias correntes. Esses sistemas requerem o uso de tensores , o que aumenta a complexidade. Em contraste, um motor OHV tem o eixo de comando posicionado próximo ao virabrequim, que pode ser acionado por uma corrente muito mais curta ou mesmo por uma conexão direta de engrenagem. No entanto, isso é um tanto negado por um valvetrain mais complexo que requer hastes.
  • Sistema de lubrificação mais simples : Os requisitos de lubrificação para cabeçotes OHV são muito menores, devido à falta de um eixo de comando e rolamentos relacionados para lubrificar. As cabeças OHV só precisam de lubrificação para os balancins na extremidade da haste, munhão e ponta do balancim. Essa lubrificação é normalmente fornecida através das próprias hastes, em vez de um sistema de lubrificação dedicado no cabeçote. Os requisitos de lubrificação reduzidos também podem significar o uso de uma bomba de óleo menor e de menor capacidade.

Em comparação com os motores OHC, os motores OHV têm as seguintes desvantagens:

  • Rotações do motor limitadas : embora os motores OHV tenham sistemas de acionamento mais simples para o eixo de comando, há um número maior de peças móveis no eixo de válvula (ou seja, os elevadores, hastes e balancins). A inércia dessas peças do conjunto de válvulas torna os motores OHV mais suscetíveis à flutuação da válvula em altas velocidades do motor (RPM).
  • Restrições na quantidade e localização das válvulas : os motores OHC geralmente têm quatro válvulas por cilindro, enquanto é raro um motor OHV ter mais de duas válvulas por cilindro. Nos motores OHV, o tamanho e a forma das portas de admissão, bem como a posição das válvulas são limitados pelas hastes e pela necessidade de acomodá-las na carcaça do cabeçote.

Referências