เครื่องยนต์วาล์วเหนือลูกสูบ ( OHV ) หรือบางครั้งเรียกว่าเครื่องยนต์ก้านกระทุ้งเป็นเครื่องยนต์ลูกสูบที่มีวาล์วอยู่ภายในฝาสูบเหนือห้องเผาไหม้ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์แบบฝาสูบแบน (หรือ "วาล์วข้าง")ที่วาล์วอยู่ใต้ห้องเผาไหม้ในบล็อกเครื่องยนต์

แม้ว่า เครื่องยนต์ แบบเพลาลูกเบี้ยวเหนือฝาสูบ (OHC) จะมีวาล์วเหนือฝาสูบเช่นกัน แต่โดยทั่วไปแล้วคำว่า "เครื่องยนต์วาล์วเหนือฝาสูบ" มักใช้เฉพาะกับเครื่องยนต์ที่เพลาลูกเบี้ยวอยู่ภายในบล็อกเครื่องยนต์เท่านั้น ในเครื่องยนต์ OHV แบบดั้งเดิมเหล่านี้ การเคลื่อนที่ของเพลาลูกเบี้ยวจะถูกส่งผ่านโดยใช้ก้านดัน (จึงเป็นที่มาของคำว่า "เครื่องยนต์ก้านดัน") และแขนโยกเพื่อควบคุมวาล์วที่อยู่ด้านบนของเครื่องยนต์ อย่างไรก็ตาม บางแบบมีเพลาลูกเบี้ยวอยู่ในฝาสูบ แต่ยังคงอยู่ด้านล่างหรือข้างๆ วาล์ว (เช่นFord CVHและOpel CIH ) ดังนั้นจึงสามารถจัดว่าเป็นเครื่องยนต์วาล์วเหนือฝาสูบได้เช่นกัน

เครื่องยนต์ ดูดอากาศเหนือไอเสียรุ่นแรกๆ บางรุ่นใช้การออกแบบแบบไฮบริดที่ผสมผสานองค์ประกอบของทั้งวาล์วด้านข้างและวาล์วเหนือศีรษะ^{[ 1 ]}

เครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรกๆ นั้นใช้พื้นฐานมาจากเครื่องยนต์ไอน้ำ ดังนั้นจึงใช้ลิ้นเลื่อน [ ^{2 ] นี่}เป็นกรณีของเครื่องยนต์ออตโตเครื่อง แรก ซึ่งใช้งานได้สำเร็จเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2319 เมื่อเครื่องยนต์สันดาปภายในเริ่มพัฒนาแยกจากเครื่องยนต์ไอน้ำลิ้นป๊อปเป็ตจึงเป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ

เริ่มตั้งแต่รถยนต์Daimler Reitwagen ปี 1885 รถยนต์และรถจักรยานยนต์หลายรุ่นใช้ลิ้นไอดีที่อยู่ในฝาสูบ แต่ว่าลิ้นเหล่านี้ทำงานด้วยระบบสุญญากาศ ("แบบบรรยากาศ") แทนที่จะใช้เพลาลูกเบี้ยวขับเคลื่อนเหมือนเครื่องยนต์ OHV ทั่วไป ส่วนลิ้นไอเสียนั้นใช้เพลาลูกเบี้ยวขับเคลื่อน แต่ตั้งอยู่ในบล็อกเครื่องยนต์เหมือนเครื่องยนต์แบบลิ้นข้าง

เครื่องยนต์ดีเซลต้นแบบปี 1894 ใช้ลิ้นป๊อปเป็ตเหนือหัวที่ควบคุมโดยเพลาลูกเบี้ยวก้านดันและแขนโยก [ ^{3 ] [ 4 ] จึง}กลายเป็นเครื่องยนต์ OHV เครื่องแรก ในปี 1896 วิลเลียม เอฟ. เดวิส ได้จดสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาหมายเลข 563,140 สำหรับเครื่องยนต์ OHV ที่ใช้สารหล่อเย็นเหลวในการระบายความร้อนฝาสูบ^{[ 5 ] [ 6 ]}แต่ไม่มีการสร้างแบบจำลองที่ใช้งานได้จริง

ในปี ค.ศ. 1898 วอลเตอร์ ลอเรนโซ มาร์ ผู้ผลิตจักรยาน ในสหรัฐอเมริกา ได้สร้างรถสามล้อเครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ OHV แบบสูบเดียว^{[ 7 ]}มาร์ได้รับการว่าจ้างจากBuick (ซึ่งในขณะนั้นมีชื่อว่าBuick Auto-Vim and Power Company ) ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1899 ถึง ค.ศ. 1902 ซึ่งการออกแบบเครื่องยนต์วาล์วเหนือลูกสูบได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม^{[ 8 ]}เครื่องยนต์นี้ใช้แขนโยกที่ขับเคลื่อนด้วยก้านดัน ซึ่งจะเปิดวาล์วป๊อปเป็ตขนานกับลูกสูบ มาร์กลับมาทำงานที่ Buick อีกครั้งในปี ค.ศ. 1904 (หลังจากสร้างMarr Auto-Car จำนวนเล็กน้อย ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องยนต์รุ่นแรกๆ ที่ใช้การออกแบบเพลาลูกเบี้ยวเหนือลูกสูบ) ซึ่งเป็นปีเดียวกับที่ Buick ได้รับสิทธิบัตรสำหรับการออกแบบเครื่องยนต์วาล์วเหนือลูกสูบ ในปี ค.ศ. 1904 เครื่องยนต์ OHV ที่ผลิตเพื่อจำหน่ายเครื่องแรกของโลกได้ถูกปล่อยออกมาในBuick Model Bเครื่องยนต์นี้เป็น แบบ สองสูบเรียงแนวนอนที่มีสองวาล์วต่อสูบ เครื่องยนต์รุ่นนี้ประสบความสำเร็จอย่างมากสำหรับบิวอิค โดยบริษัทขายรถยนต์รุ่นนี้ได้ 750 คันในปี 1905 และเครื่องยนต์ OHV ก็ถูกนำมาใช้ในรถยนต์บิวอิคเกือบทุกคันนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

ผู้ผลิตรายอื่น ๆ อีกหลายรายเริ่มผลิตเครื่องยนต์ OHV เช่น เครื่องยนต์ 4 สูบแนวตั้งของพี่น้องไรท์ในช่วงปี 1906–1912 [ 9 ] ^{[ 10 ] ในปี1911}เชฟโรเลตได้เข้าร่วมกับบิวอิคในการใช้เครื่องยนต์ OHV เกือบทั้งหมด^{[ 11 ]}อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์ แบบหัวแบน "วาล์วข้าง" ยังคงเป็นที่นิยมในสหรัฐอเมริกาจนถึงช่วงกลางถึงปลายทศวรรษ 1950 ^{[ 12 ]}เมื่อเริ่มมีการทยอยเลิกใช้และหันมาใช้เครื่องยนต์ OHV แทน

เครื่องยนต์เพลาลูกเบี้ยวเหนือฝาสูบ (OHC) เครื่องแรกมีมาตั้งแต่ปี 1902 ในรถMarr [ ^{13 ] อย่างไรก็ตาม}การใช้การออกแบบนี้ส่วนใหญ่จำกัดอยู่เฉพาะรถยนต์สมรรถนะสูงเป็นเวลาหลายทศวรรษ เครื่องยนต์ OHC ค่อยๆ แพร่หลายมากขึ้นตั้งแต่ช่วงปี 1950 ถึง 1990 และเมื่อถึงต้นศตวรรษที่ 21 เครื่องยนต์รถยนต์ส่วนใหญ่ (ยกเว้นเครื่องยนต์ V8 บางรุ่นในอเมริกาเหนือ) ใช้การออกแบบ OHC ^{[ 14 ]}

ใน การแข่งขันรถยนต์ Indianapolis 500 ปี 1994ทีม Penske ได้ส่งรถที่ใช้ เครื่องยนต์ Mercedes-Benz 500Iแบบก้านกระทุ้งที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษเข้าร่วมการแข่งขัน เนื่องจากช่องโหว่ในกฎกติกา ทำให้เครื่องยนต์แบบก้านกระทุ้งสามารถใช้ปริมาตรกระบอกสูบที่ใหญ่กว่าและแรงดันบูสต์ที่สูงกว่า ซึ่งช่วยเพิ่มกำลังขับอย่างมากเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ OHC ที่ทีมอื่นใช้ ทีม Penske คว้าตำแหน่งโพลโพซิชั่นและชนะการแข่งขันด้วยระยะห่างที่มาก

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 เครื่องยนต์ V8 แบบก้านกระทุ้งหลายเครื่องจาก General Motors และ Chrysler ใช้การปิดใช้งานกระบอกสูบเพื่อลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงและการปล่อยไอเสีย ในปี 2008 เครื่องยนต์แบบก้านกระทุ้งเครื่องแรกที่ใช้การปรับจังหวะวาล์วแบบแปรผันได้ถูกนำมาใช้ในDodge Viper (รุ่นที่สี่ ) ^{[ 15 ]}

เครื่องยนต์ OHV มีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ OHC:

• บรรจุภัณฑ์โดยรวมที่เล็กกว่า:การ ออกแบบ แคมในบล็อกของเครื่องยนต์ OHV ส่งผลให้ขนาดโดยรวมเล็กกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ OHC ที่เทียบเท่ากัน ซึ่งอาจมีข้อดีบางประการในเรื่องจุดศูนย์ถ่วงและความสูงของฝากระโปรงในเครื่องยนต์แบบ V ^{[ 16 ]}
• ระบบขับเคลื่อนเพลาลูกเบี้ยวที่ง่ายกว่า:เครื่องยนต์ OHV มีระบบขับเคลื่อนเพลาลูกเบี้ยวที่ซับซ้อนน้อยกว่าเครื่องยนต์OHC ^{[ 16 ]}เครื่องยนต์ OHC ส่วนใหญ่ขับเคลื่อนเพลาลูกเบี้ยวโดยใช้สายพานไทม์มิ่งโซ่ หรือโซ่หลาย เส้นระบบเหล่านี้ต้องใช้ตัวปรับความตึงซึ่งเพิ่มความซับซ้อน ในทางตรงกันข้าม เครื่องยนต์ OHV มีเพลาลูกเบี้ยวอยู่ใกล้กับเพลาข้อเหวี่ยง ซึ่งอาจขับเคลื่อนด้วยโซ่ที่สั้นกว่ามาก หรือแม้แต่การเชื่อมต่อเฟืองโดยตรง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ถูกหักล้างไปบ้างด้วยระบบวาล์วที่ซับซ้อนกว่าซึ่งต้องใช้ก้านดัน
• ระบบหล่อลื่นที่ง่ายกว่า:ความต้องการการหล่อลื่นสำหรับฝาสูบ OHV นั้นต่ำกว่ามาก เนื่องจากโดยทั่วไปจะมีเพลาลูกเบี้ยวเพียงตัวเดียวภายในบล็อก ในขณะที่เครื่องยนต์ OHC อาจมีสองตัวต่อฝั่งของกระบอกสูบ ซึ่งจำเป็นต้องมีทางเดินน้ำมันผ่านฝาสูบ ฝาสูบ OHV ต้องการการหล่อลื่นเฉพาะที่แขนโยกตรงปลายก้านดัน ปลายแกนหมุนและปลายแขนโยกเท่านั้น การหล่อลื่นนี้มักจะมาจากก้านดันกลวงเอง แทนที่จะใช้ระบบหล่อลื่นเฉพาะในฝาสูบ ความต้องการการหล่อลื่นที่ลดลงยังหมายความว่าสามารถใช้ปั๊มน้ำมันขนาดเล็กกว่าและมีความจุต่ำกว่าได้

เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ OHC แล้ว เครื่องยนต์ OHV มีข้อเสียดังต่อไปนี้:

• ความเร็วรอบเครื่องยนต์ที่จำกัด:แม้ว่าเครื่องยนต์ OHV จะมีระบบขับเคลื่อนเพลาลูกเบี้ยวที่ง่ายกว่า แต่ก็มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ในระบบวาล์ว มากกว่า (เช่น ตัวยกวาล์ว ก้านดันวาล์ว และกระเดื่องวาล์ว) แรงเฉื่อยจากชิ้นส่วนระบบวาล์วเหล่านี้ทำให้เครื่องยนต์ OHV มีแนวโน้มที่จะเกิดอาการวาล์วลอยตัวที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์สูง (RPM) มากขึ้น ^{[ 1 ]}
• ข้อจำกัดเกี่ยวกับปริมาณและตำแหน่งของวาล์ว:ในเครื่องยนต์ OHV ขนาดและรูปร่างของพอร์ตไอดี รวมถึงตำแหน่งของวาล์วถูกจำกัดโดยก้านดันและความจำเป็นในการรองรับในฝาสูบหล่อ ส่งผลให้เครื่องยนต์ OHV มักจะมีวาล์วไม่เกินสองตัวต่อกระบอกสูบ ในขณะที่เครื่องยนต์ OHC มักจะมีสี่ตัว ทำให้สามารถเผาไหม้และระบายไอเสียได้ในอัตราที่สูงขึ้น^{[ 17 ]}