ระบบลิ้นเหนือสูบ

[Baek]

ลิ้นเหนือสูบ (Overhead valve, OHV) หรือวาล์วเหนือสูบ คือกลไกการทำงานแบบหนึ่งของเครื่องยนต์สันดาปภายใน ทำหน้าที่เปิดและปิดลิ้นไอดีและลิ้นไอเสีย โดยอาศัยแรงขับจากเพลาลูกเบี้ยวที่รับแรงขับมาจากเพลาข้อเหวี่ยงอีกทอดหนึ่ง เครื่องยนต์ที่ใช้ลิ้นเหนือสูบมีชื่อเล่นในวงการยานยนตร์ว่า เครื่องตะเกียบ



ลักษณะของเพลาลูกเบี้ยว
เพลาลูกเบี้ยวมีลักษณะเป็นแท่งเหล็กกลม ยาวประมาณเกือบเท่าความยาวของเครื่องยนต์ เรียกว่าแกนเพลา และมีโลหะยื่นออกมาตามจุดต่างๆ คล้ายทรงรูปไข่บริเวณนี้เรียกว่าลูกเบี้ยวหรือลูกกระทุ้ง (camfollower)

การทำงาน
ระบบลิ้นเหนือสูบอาศัยแรงขับจากเพลาข้อเหวี่ยงอาจใช้เฟืองหรือโซ่ในการส่งแรงขับไปสู่เพลาลูกเบี้ยว ที่ติดตั้งไว้ด้านข้างของเสื้อสูบเครื่องยนต์จากนั้นเพลาลูกเบี้ยวจะดันก้านกระทุ้ง (push arm) แล้วปลายอีกด้านของก้านกระทุ้งส่งแรงผลักไปดันกระเดื่องลิ้น หรือกระเดื่องวาล์ว (rocker arm)บริเวณเหนือลูกสูบเพื่อกดลิ้นให้เปิดมีผลทำให้เกิดการไหลเข้าของอากาศและเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้และปิด จากนั้นลูกเบี้ยวตัวอื่นจะทำการกดเพื่อเปิดลิ้นไอเสียให้อากาศเสียไหลออกสู่ท่อไอเสีย

เครื่องยนต์ที่ใช้ระบบนี้ส่วนใหญ่เป็นรุ่นเก่า ปัจจุบันเครื่องยนต์ที่ยังใช้ระบบนี้อยู่ เช่น เครื่องยนต์ Y ของโตโยต้า รวมไปถึงเครื่องยนต์แปดสูบหลายๆรุ่นที่ผลิตในสหรัฐอเมริกา เช่น เครื่องยนต์ Hemi ของไครสเลอร์

จุดแข็งของระบบลิ้นเหนือสูบ
- ถ้าเครื่องยนต์มีการจัดวางลูกสูบเป็นรูปตัววี ลิ้นเหนือสูบจะมีชิ้นส่วนน้อยกว่า เพราะในเครื่องยนต์รูปตัววีที่ใช้แคมเหนือสูบ จะมีแคมชาฟต์อย่างน้อยสองอัน และชุดโซ่ขับสองชุด ในขณะที่เครื่องลิ้นเหนือสูบจะมีแคมชาฟต์แคมเดียว และมีชุดโซ่ขับชุดเดียว ลดการสูญเสียกำลังขับได้มาก
- เครื่องมีความสูงน้อยหว่าเครื่องแบบแคมเหนือสูบ เพราะไม่มีส่วนประกอบอะไรอยู่เหนือฝาสูบ

จุดอ่อนของระบบลิ้นเหนือสูบ
- รองรับจำนวนลิ้นต่อสูบได้น้อย เครื่องยนต์ลิ้นเหนือสูบส่วนใหญ่มีสองลิ้นต่อสูบ ในขณะที่เครื่องแคมเหนือสูงทั่วไปจะมีสี่ลิ้นต่อสูบ เนื่องจากก้านกระทุ้งค่อนข้างเทอะทะ อาจทำให้การสร้างเครื่องลิ้นเหนือสูงที่รอบรับลิ้นมากกว่าสองลิ้นต่อสูบเป็นการลดประสิทธิภาพของเครื่องลงเนื่องจากมีความซับซ้อนมากเกินไป
- รอบรับความเร็วรอบต่อนาทีของเครื่องได้น้อย เนื่องจากกลไกมีน้ำหนักมากกว่าและซับซ้อน จึงทำให้มีความเสี่ยงลิ้นลอยถ้าเครื่องทำงานในรอบสูง