DOHC發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展過程

早期的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)是OHV（OverheadValve）也就是頂上氣門的意思，以前的發(fā)動(dòng)機(jī)是由凸輪軸驅(qū)動(dòng)氣門挺桿和搖臂，然后再驅(qū)動(dòng)氣門的，所以氣門在上凸輪軸在下就叫做OHV。到了1970年代汽車科技的進(jìn)步開始采用了OHC。OHC是OverheadCam的縮寫。

SOHC的中文含義是“頂置單凸輪軸”DOHC的中文含義是“頂置雙凸輪軸”

前者的所有氣門由一根凸輪軸通過頂桿驅(qū)動(dòng)，但因氣門在進(jìn)氣道中所處位置不同，所以不能保持動(dòng)作的精確性，效果要稍差一些，而后者則無此缺點(diǎn)，可以獲得更好的性能，但需多配備一根凸輪軸，這就是頂置式雙凸輪軸（DOHC），推出的新型發(fā)動(dòng)機(jī)多采用這種形式。一般來說，DOHC的運(yùn)動(dòng)性比較高，F(xiàn)1賽車應(yīng)用較多，但是由于制造工藝復(fù)雜，成本較高；SOHC 的相對(duì)配置較簡(jiǎn)易、使用耐久性較好，既可以適應(yīng)一般客戶的動(dòng)力性要求，也可以適應(yīng)其對(duì)經(jīng)濟(jì)性的要求。

DOHC發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)區(qū)別

通常同一品牌的發(fā)動(dòng)機(jī)，在缸體上面是一致的，最主要的差別在缸蓋，在結(jié)構(gòu)上兩者區(qū)分如下：

SOHC DOHC

凸輪軸 1支 2支

氣門挺桿 有 無

搖臂 有 無

氣門重疊角 固定角度 可改變角度

液壓氣門 無 可

氣門間隙 要調(diào) 免調(diào)

火花塞位置 燃燒室進(jìn)氣門側(cè) 燃燒室中央

從上面的結(jié)構(gòu)里面可以發(fā)現(xiàn)，DOHC由于少了氣門挺桿和搖臂，所以功率的損耗會(huì)比較小，而使得馬力比較大。另外由于氣門重疊角度可以變化，所以輸出功率會(huì)比較大。加上氣門可以油壓控制，所以免調(diào)氣門間隙，行駛里程增加之后也不用擔(dān)心因?yàn)闅忾T間隙變化而使得動(dòng)力輸出遞減的情況發(fā)生。但是SOHC也并非一無可取，如果是同樣馬力輸出的情況下，SOHC的低速扭力會(huì)比較有優(yōu)勢(shì)，油耗也會(huì)比較省，真正最大的優(yōu)點(diǎn)還是機(jī)械構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，使得制造廠的成本可以比較低廉。但如果是同樣排氣量的情況下，則SOHC可能不具備成本以外的其它優(yōu)勢(shì)，這也是TOYOTA、NISSAN、MAZDA等大廠堅(jiān)持全系列L4發(fā)動(dòng)機(jī)一律是DOHC的主要原因。

DOHC發(fā)動(dòng)機(jī)性能比較

要說SOHC和DOHC，還得先從發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門談起。

氣門（Valve）的作用是專門負(fù)責(zé)向發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)輸入燃料并排出廢氣，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)汽缸只有一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門，這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，維修方便，低速性能較好，缺點(diǎn)是功率很難提高，尤其是高轉(zhuǎn)速時(shí)充氣效率低、性能較弱。為了提高進(jìn)排氣效率，多采用多氣門技術(shù)，常見的是每個(gè)汽缸布置有4個(gè)氣門（也有單缸3或5個(gè)氣門的設(shè)計(jì)，原理一樣，如奧迪A6的發(fā)動(dòng)機(jī)），4汽缸一共就是16個(gè)氣門，在汽車資料上經(jīng)常看到的“16V”就表示發(fā)動(dòng)機(jī)共16個(gè)氣門。這種多氣門結(jié)構(gòu)容易形成緊湊型燃燒室，噴油器布置在中央，這樣可以令油氣混合氣燃燒更迅速、更均勻，各氣門的重量和開度適當(dāng)?shù)販p小，使氣門開啟或閉合的速度更快。

凸輪軸是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的一部分，專門負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)氣門按時(shí)開啟和關(guān)閉，作用是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中定時(shí)為汽缸吸入新鮮的可燃混合氣，并及時(shí)將燃燒后的廢氣排出汽缸。凸輪軸直接通過搖臂驅(qū)動(dòng)氣門，很適用于高轉(zhuǎn)速的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)，由于轉(zhuǎn)速較高，為保證進(jìn)排氣和傳動(dòng)效率、簡(jiǎn)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、降低高轉(zhuǎn)速的振動(dòng)和噪音，多采用頂置式氣門和頂置式凸輪軸，這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也比較緊湊。但任何事物都有兩面性，頂置式凸輪軸的缺點(diǎn)是由于部件的布置設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，維修起來也比較麻煩。但衡量利弊，它還是比較適合于轎車。

轎車發(fā)動(dòng)機(jī)按照頂置凸輪軸的數(shù)目，分為頂置單凸輪軸和頂置雙凸輪軸。當(dāng)每缸采用兩個(gè)以上氣門時(shí)，氣門排列形式一般有兩種：一是進(jìn)氣門和排氣門混合排列在一根凸輪軸上，即頂置單凸輪軸（SOHC），另一種是進(jìn)氣門與排氣門分列在兩根凸輪軸上。

市面常見的國(guó)產(chǎn)轎車中采用SOHC發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車有：奧拓、羚羊、歐藍(lán)德、派力奧、中華等；采用DOHC發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車有：吉利美日、捷達(dá)、寶來、富康、POLO、君威、奧迪A6等。

看到這兒，也許車友會(huì)認(rèn)為DOHC就比SOHC好，所以就說LS的發(fā)動(dòng)機(jī)不好。其實(shí)這是錯(cuò)誤的，雖然單從技術(shù)上看SOHC是沒DOHC先進(jìn)，但事實(shí)上基本情況大致一樣的。（壓縮比、排量、空燃比。。。。）

DOHC和SOHC兩個(gè)原廠設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)放在一起對(duì)比的話，無論哪個(gè)方面都絕對(duì)是DOHC占優(yōu)的，但若要瘋狂改裝高轉(zhuǎn)渣馬力的話，SOHC就不用比了。另外從發(fā)明時(shí)間來說2者是同一時(shí)期的。只是從名字上解釋2個(gè)凸輪軸好象比較先進(jìn)，但是DOHC工藝復(fù)雜，維護(hù)成本高這些可能大家沒注意到，而SOHC在這方面是占優(yōu)勢(shì)的。

DOHC發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)比較

單凸輪軸機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，問題比較少，低轉(zhuǎn)速扭力較大。單凸輪軸的進(jìn)排氣門開啟時(shí)間是固定的，但是機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修容易，經(jīng)濟(jì)省油都是單凸的優(yōu)勢(shì)。

雙凸輪軸因?yàn)榭梢愿淖兤T重疊角，所以可以發(fā)揮出比較大的馬力，但是低轉(zhuǎn)速的扭力比較不足 而且也因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜會(huì)造成維修上一定的困難。雙凸輪軸的技術(shù)來自于賽車，主要是可以控制進(jìn)氣門跟排氣門的時(shí)間差。

單凸雙凸沒有所謂的好壞，只是結(jié)構(gòu)不同。

SOHC在扭力和油耗上有優(yōu)勢(shì)，所以比較適合市區(qū)行車，DOHC在馬力上有優(yōu)勢(shì)所以比較適合高速行駛。

經(jīng)常城市道路行駛的朋友：1.6升——扭力爆發(fā)早，適合走走停停的城市道路

偏重高架環(huán)路和高速的朋友：1.8升——DOHC和4氣門結(jié)構(gòu)適合高轉(zhuǎn)速巡航

追求綜合性能：2.0升——SOHC和4氣門配合，全面性能更平衡，適合綜合道路使用 B52

早期的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)是OHV（Over head Valve）也就是頂上氣門的意思。

再后來OHC又進(jìn)化到使用兩支凸輪軸各自控制進(jìn)氣門和排氣門，就變成了DOHC（Double Overhead Cam），而為了與DOHC有區(qū)別，就把傳統(tǒng)上只有一個(gè)凸輪軸的引擎稱做SOHC（Single Overhead Cam）。

SOHC：single overhead camshaft，表示單頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，即一個(gè)進(jìn)氣門一個(gè)排氣門。低轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩較同排量DOHC發(fā)動(dòng)機(jī)大，爆發(fā)力更好。

DOHC: double overhead camshaft （Twin-cam）,表示雙頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，一般每缸有多個(gè)氣門，普遍是4氣門（即2個(gè)進(jìn)氣門2個(gè)排氣門），多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒更充分，能讓更多新鮮空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，排放效率更好 （結(jié)構(gòu)較SOHC復(fù)雜）。通常DOHC有較強(qiáng)的高轉(zhuǎn)速功率是不假,但是其燃油經(jīng)濟(jì)性與低轉(zhuǎn)速扭距與同排量的SOHC發(fā)動(dòng)機(jī)相差太遠(yuǎn)。

相比較DOHC動(dòng)力一般在4000-4500轉(zhuǎn)或者以上爆發(fā)不同的是，SOHC的動(dòng)力爆發(fā)點(diǎn)則要早一些，基本上都處于2500-3500轉(zhuǎn)左右，這樣的動(dòng)力輸出對(duì)于在城市道路常常走走停停的家用轎車而言是極為有益的，在低轉(zhuǎn)速將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩發(fā)揮出來，大大的提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也就為各位車主節(jié)省下了一大筆不需要的燃油費(fèi)。

很多人往往認(rèn)為SOHC的設(shè)計(jì)是落伍的，其實(shí)不然，其也有可圈可點(diǎn)之處。

SOHC 和 DOHC 的比較如下：

單凸輪軸機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，問題比較少，低轉(zhuǎn)速扭力較大。單凸輪軸的進(jìn)排氣門開啟時(shí)間是固定的，但是機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修容易，經(jīng)濟(jì)省油都是單凸的優(yōu)勢(shì)。

雙凸輪軸因?yàn)榭梢愿淖儦忾T重疊角，所以可以發(fā)揮出比較大的馬力，但是低轉(zhuǎn)速的扭力比較不足 而且也因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜會(huì)造成維修上一定的困難。雙凸輪軸的技術(shù)來自于賽車，主要是可以控制進(jìn)氣門跟排氣門的時(shí)間差。

由上可以看出，SOHC在扭力和油耗上有優(yōu)勢(shì)，所以比較適合市區(qū)行車， DOHC在馬力上有優(yōu)勢(shì)，所以比較適合高速行駛。 2100433B

凸輪軸是屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中定時(shí)將新鮮的可燃混合氣充入氣缸，并及時(shí)將燃燒后的廢氣排出氣缸的機(jī)構(gòu)。它由進(jìn)氣門，排氣門，氣門推桿，挺柱，搖臂，凸輪軸等組成，其中凸輪軸因其橫截面形狀近似桃子，又稱桃子軸或偏心軸，是配氣機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)件，專門驅(qū)動(dòng)氣門按時(shí)開啟和關(guān)閉。各種車型發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸的結(jié)構(gòu)大同小異，主要差別在于安裝的位置，凸輪的數(shù)目和形狀尺寸不盡相同，特別是凸輪軸的安裝位置，被列為區(qū)別發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和性能的重要標(biāo)志。發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪安裝位置分為下置，中置，頂置三種形式。

轎車發(fā)動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)速較快，每分鐘轉(zhuǎn)速可達(dá)5000轉(zhuǎn)以上，為保證進(jìn)排氣效率，都采用進(jìn)氣門和排氣門倒掛的形式，即頂置式氣門裝置，這種裝置（頂置式）都適合用凸輪軸的三種（下置，中置，頂置）安裝形式。但是，如果采用下置式或者中置式的凸輪軸，由于氣門與凸輪軸的距離較遠(yuǎn)需要?dú)忾T推桿和挺柱等輔助零件，造成氣門傳動(dòng)機(jī)件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)動(dòng)機(jī)體積大，而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下還容易產(chǎn)生噪聲，而采用頂置式凸輪軸則可以改變這種現(xiàn)象。所以，現(xiàn)代轎車發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用了頂置式凸輪軸，將凸輪軸配置在發(fā)動(dòng)機(jī)的上方，縮短了凸輪軸與氣門之間的距離，省略了氣門的挺桿和挺柱，簡(jiǎn)化了凸輪軸到氣門之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)變得更加緊湊。更重要的是，這種安裝方式可以減少整個(gè)系統(tǒng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量，提高了傳動(dòng)效率。

當(dāng)然，任何事物都有其兩面性，頂置凸輪軸一方面縮短了與氣門的距離，另一方面卻拉大了凸輪軸與曲軸之間的距離。由于凸輪軸是由曲軸帶動(dòng)的，因此兩者之間一拉開距離就必須要用鏈條及鏈輪做轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)比下置式凸輪軸的齒輪嚙合傳動(dòng)復(fù)雜得多。盡管如此，人們衡量利弊還是喜歡采用頂置式凸輪軸。

頂置式凸輪軸有多種驅(qū)動(dòng)氣門的形式，有用搖臂過渡驅(qū)動(dòng)式，也有直接驅(qū)動(dòng)式，其中直接驅(qū)動(dòng)式對(duì)凸輪軸和氣門彈簧的設(shè)計(jì)要求相對(duì)較低，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣量最少，特別適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上。另外，近年在高速轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上還廣泛采用齒形皮帶來代替?zhèn)鲃?dòng)鏈，這種皮帶是用氯丁橡膠制作，混有玻璃纖維和尼龍織物以增加強(qiáng)度。采用齒形皮帶代替?zhèn)鲃?dòng)鏈，可以減少噪聲，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量的降低成本。

轎車發(fā)動(dòng)機(jī)按照頂置凸輪軸的數(shù)目，分為單頂置凸輪軸(SOHC)和雙頂置凸輪軸(DOHC)，由于中高檔轎車發(fā)動(dòng)機(jī)一般是多氣門及V型氣缸排列，需采用雙凸輪軸分別控制進(jìn)排氣門，因此雙頂置凸輪軸被不少名牌發(fā)動(dòng)機(jī)所采用。由于凸輪軸的安裝方式直接涉及到整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和性能，因此，頂置凸輪軸也和多氣門一樣，被視為衡量轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)重要的標(biāo)志，列入了轎車技術(shù)規(guī)格表中。