サイドバルブ方式からOHVへ
4ストロークエンジンが開発された当初は「SV（サイドバルブ方式）」といわれる方式が一般的でした。
この方式では燃焼室の横に取り付けられたバルブを、カムシャフトで開けて空気を取り込んでいました。また閉める時には、バルブスプリングの力を使っていました。
OHVとは
当初は一般的だったサイドバルブ方式ですが、燃焼室がシリンダーヘッドから大きくはみ出しているため、燃焼効率が悪く、さらに効率の良い方式へと徐々に移行して行きます。
その新しい方式が「OHV（オーバーヘッドバルブ）」と呼ばれる方式で、「頭上弁方式」とも言われていました。
OHVでは、シリンダーヘッド側へ取り付けられたカムシャフトを、ロッカーアームを介してプッシュロッドで押し上げ、吸排気バルブを開閉して空気を吸気したり、排気ガスを排出したりします。
このことから、北米では「プッシュロッド方式」とも呼ばれていました。
OHVのメリット
OHVがSVに比べて有利な点は、吸排気バルブが燃焼室の真上に設置されているため、燃焼室を小さくできることです。
これにより燃焼室の表面積が小さくなり、シリンダーヘッドへ逃げる熱を減らすことができます。
また、燃焼室の設計に自由度が増すため、ノッキングの起こりにくい形状の燃焼室を作ることもできます。
さらに圧縮比を高くすることも可能になるので、結果的にSVより燃焼効率が高くなるのです。
OHVのデメリット
OHVのデメリットとしては、長いプッシュロッドを介してバルブを開閉しているため、ロッドがたわみやすく、正確なタイミングでバルブの開閉が行えないということがあります。
これは、低速回転ではそれほど問題にはなりませんが、高回転になるほどたわみやタイミングのずれが大きくなります。
つまりこのOHVは、高回転、高出力エンジンをつくるには向かないエンジン形式なのです。
またOHVではシリンダーヘッドの同じ側に、吸排気ポートが一列に並んで配置されています。
つまり吸気が入って来た方向へ、排気も出て行くことになります。これを同じ方向に帰るという意味で「ターンフロー」といいます。
このため、吸排気バルブの開口部を大きくしようとしても、隣の開口部と干渉してしまい、ある程度以上には大きくできないというデメリットもあります。
また、効率よく燃焼させようとして温度管理を行っても、吸気パイプと排気パイプが近すぎて、排気の熱が吸気される空気に伝わってしまうという欠点もあります。
この欠点を改善しよとして生まれたのが、「クロスフロー」と呼ばれる方式です。
これは、吸気バルブと排気バルブを向かい合う様に設置することで、互いに熱の干渉が起きないように設計されています。
