DOHC、SOHC是什么意思它们对发动机性能有何影响
- DOHC、SOHC是什么意思它们对发动机性能有何影响
- 汽车的OHV、OHC、SOHC、DOHC分别代表什么
- DOHC与SOHC有什么区别
SOHC(Single Overhead Camshaft)的中文含义是“单顶置凸轮轴”,DOHC(Double Overhead Camshaft)的中文含义则是“双顶置凸轮轴”。它们是发动机配气机构中凸轮轴的不同布置形式。
根据对发动机进气门和排气门控制方式的不同,又分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)。
单顶置凸轮轴(SOHC)
单顶置凸轮轴在气缸盖上用一根凸根轴,直接驱动进、排气门。在早期的轿车发动机上,普遍采用单顶置凸轮轴。
优点:
结构简单,维修容易,经济省油,使用耐久性较好,成本较低,低转速扭力较大
缺点:
因为进排气都只由一条凸轮轴控制,高转速的时候会导致发动机吸气不足,排气不完全。无法与现在的可变气门正时系统配合工作,发动机只能在某一个转速区域内实现性能最优,或者照顾低速,或者照顾高速,无法兼顾。当驱动多气门时,传动件较多,结构变复杂。
双顶置凸轮轴(DOHC)
双顶置凸轮轴在气缸盖上用二根凸根轴,分别驱动进、排气门。现在的轿车发动机普遍使用双顶置凸轮轴配合VVT或VTEC系统,使发动机的充气效率大幅度提高,同时由于可变气门正时系统的应用,发动机在低速和高速都有比较好的性能。
优点:
进、排气门分别驱动,控制比较精准;可以与可变气门正时系统配合工作,使发动机的低速和高速性能都比较好;直接驱动气门,省去了传动件。可以调校出更大的功率。
缺点:
结构复杂,维修困难;驱动机构复杂;制造工艺复杂,成本高。
SOHC与DOHC比较
从理论上来说,DOHC是优于SOHC的,并且现在的轿车发动机普遍使用可变气门正时系统,DOHC可以很容易的与之配合。所以,现在的DOHC在使用量上是大于SOHC的。
但是,SOHC与DOHC产生性能差别的转速一般都在4000转以上,对于我们日常驾驶来说,差别不大,只有在发动机转速提高到极致时,它们之间的差别才能显现。所以,我们大可不必纠结于此。不过,可变气门正时系统是一个趋势,所以在将来,DOHC必将一统江湖。
OHV是指顶置气门底置凸轮轴,就是凸轮轴布置在气缸底部,气门布置气缸顶部。OHC是指顶置凸轮轴,也就是凸轮轴布置在气缸的顶部。如果气缸顶部只有一根凸轮轴同时负责进、排气门的开、关,称为单顶置凸轮轴(SOHC)。气缸顶部如果有两根凸轮轴分别负责进、排气门的开关,则称为双顶置凸轮轴(DOHC)。
底置凸轮轴的凸轮与气门摇臂间需要采用一根金属连杆连接,凸轮顶起连杆从而推动摇臂来实现气门的开合。但过高的转速容易导致顶杆折断,因此这种设计多应用于大排量、低转速、追求大扭矩输出的发动机。而凸轮轴顶置可省略顶杆简化了凸轮轴到气门的传动机构,更适合发动机高速时的动力表现,顶置凸轮轴应用比较广泛。
?OHC(顶置凸轮轴),历经发展现在被分成SOHC(单顶置凸轮轴)和DOHC(双顶置凸轮轴)。单顶置凸轮轴就是依靠一根凸轮轴来控制进、排气门的开合。通常来说单顶是配合两气门发动机的设计,由于两气门发动机在进、排气效率比多气门要低,气门间角布置局限性大。而双顶置凸轮轴就能把这些问题优化,因为一根凸轮轴只控制一组气门(进气门或排气门),因此省略了气门的摇臂,简化了凸轮轴到气门之间的传动机构。总的说来,双顶置凸轮轴由于传动部件少,进、排气效率高,更适合发动机高速时的动力表现。对于追求高功率的日本、欧洲厂商,凸轮轴顶置设计当然是最合适不过了。
底置凸轮轴这种设计的发动机一般都是大排量、低转速、追求大扭矩输出,因为底置凸轮轴,是依靠曲轴带动,然后凸轮与气门摇臂采用一根金属杆来连接,是凸轮顶起连杆,连杆推动摇臂来实现发动机气门的开合,所以过高的转速会使顶杆承压过大以致折断。但是这种用顶杆的设计,也有它的优点,结构简单,可靠性高、发动机重心底、成本低等。因为发动机转速低,强调的是扭矩表现,所以底置凸轮轴设计是足够满足这种需求的。
DOHC是指顶置双凸轮轴.
SOHC是指顶置单凸轮轴.
DOHC(Double Overhead Camshaft, 顶置双凸轮轴)与SOHC(Single Overhead Camshaft, 顶置单凸轮轴)
SOHC的中文含义是“顶置单凸轮轴”,DOHC的中文含义则是“顶置双凸轮轴”。仅仅翻译成中文,读者朋友肯定还是一头雾水,下面我们就简单解释一下。要说SOHC和DOHC,我们还得先从发动机的气门谈起。
气门(Value)的作用是专门负责向发动机内输入燃料并排出废气,传统发动机每个汽缸只有一个进气门和一个排气门,这种设计结构相对简单,成本较低,维修方便,低速性能较好,缺点是功率很难提高,尤其是高转速时充气效率低、性能较弱。为了提高进排气效率,现在多采用多气门技术,常见的是每个汽缸布置有4个气门(也有单缸3或5个气门的设计,原理一样,如奥迪A6的发动机),4汽缸一共就是16个气门,我们在汽车资料上经常看到的“16V”就表示发动机共16个气门。这种多气门结构容易形成紧凑型燃烧室,喷油器布置在中央,这样可以令油气混合气燃烧更迅速、更均匀,各气门的重量和开度适当地减小,使气门开启或闭合的速度更快。
了解了有关气门的知识,下面我们切入正题。凸轮轴是发动机配气机构的一部分,专门负责驱动气门按时开启和关闭,作用是保证发动机在工作中定时为汽缸吸入新鲜的可燃混合气,并及时将燃烧后的废气排出汽缸。凸轮轴直接通过摇臂驱动气门,很适用于高转速的轿车发动机,由于转速较高,为保证进排气和传动效率、简化传动机构、降低高转速的振动和噪音,多采用顶置式气门和顶置式凸轮轴,这样,发动机的结构也比较紧凑。但任何事物都有两面性,顶置式凸轮轴的缺点是由于部件的布置设计比较复杂,维修起来也比较麻烦。但衡量利弊,它还是比较适合于轿车。
轿车发动机按照顶置凸轮轴的数目,分为顶置单凸轮轴和顶置双凸轮轴。当每缸采用两个以上气门时,气门排列形式一般有两种:一是进气门和排气门混合排列在一根凸轮轴上,即顶置单凸轮轴(SOHC),另一种是进气门与排气门分列在两根凸轮轴上。前者的所有气门由一根凸轮轴通过顶杆驱动,但因气门在进气道中所处位置不同,所以不能保持动作的精确性,效果要稍差一些,而后者则无此缺点,可以获得更好的性能,但需多配备一根凸轮轴,这就是顶置式双凸轮轴(DOHC),近年来推出的新型发动机多采用这种形式。一般来说,SOHC的运动性比较高,F1赛车应用较多,但是由于制造工艺复杂,成本较高;DOHC的相对配置较简易、使用耐久性较好,既可以适应一般客户的动力性要求,也可以适应其对经济性的要求。
目前市面常见的国产轿车中采用SOHC发动机的轿车有:奥拓、羚羊、欧蓝德、派力奥、中华等;采用DOHC发动机的轿车有:吉利美日、捷达、宝来、富康、POLO、君威、奥迪A6等。
看到这儿,也许车友会认为DOHC就比SOHC好,所以就说LS的发动机不好。其实这是错误的,虽然单从技术上看SOHC是没DOHC先进,但事实上基本情况大致一样的。(压缩比、排量、空燃比。。。。)
DOHC和SOHC两个原厂设定发动机放在一起对比的话,无论哪个方面都绝对是SOHC占优的,但若要疯狂改装高转渣马力的话,SOHC就不用比了。另外从发明时间来说2者是同一时期的。只是从名字上解释2个凸轮轴好象比较先进,但是DOHC工艺复杂,维护成本高这些可能大家没注意到,而SOHC在这方面是占优势的。
SOHU与DOHC的优缺点比较:
单凸轮轴机械结构简单,问题比较少,低转速扭力较大。单凸轮轴的进排气门开启时间是固定的,但是机械结构简单,维修容易,经济省油都是单凸的优势。
双凸轮轴因为可以改变汽门重迭角,所以可以发挥出比较大的马力,但是低转速的扭力比较不足 而且也因为机械结构的复杂会造成维修上一定的困难。双凸轮轴的技术来自于赛车,主要是可以控制进气门跟排气门的时间差。
单凸双凸没有所谓的好坏,只是结构不同。
由上可以看出SOHC在扭力和油耗上有优势,所以比较适合市区行车,DOHC在马力上有优势所以比较适合高速行驶。
通过以上的对比,我想大家应该对1.3和1.5TT的优劣已经有了一个折中的看法。其实并不存在谁好谁坏,还是看你的个人应用。所以每个厂商在推出他的新车的时候,多种型号的存在目的就是为了考虑不同的用户群体,拿华晨刚刚上市的骏捷来说,有三款发动机型号1.6L,1.8L,2.0L,它们的应用特点是:
经常城市道路行驶的朋友:1.6升——扭力爆发早,适合走走停停的城市道路
偏重高架环路和高速的朋友:1.8升——DOHC和4气门结构适合高转速巡航
追求综合性能:2.0升——SOHC和4气门配合,全面性能更平衡,适合综合道路使用+B52
所以最后,告诉在这里的各位DX,如果你买TT主要还是在城市里跑,建议1.5的,如果经常走高速,那1.3绝对是首选。大家在买车的时候,也不要被JS那些所谓的发动机技术参数所蒙蔽,那不过是唬人的把戏。
汽车气门驱动的设计时,首先谈气门驱动的演变过程。
汽车的气门驱动方式,在60年代以前盛行的是OHV,什么是OHV呢?OHV是英文Over Head Valve的缩写,中文意义是顶置气门。最早以前的汽车驱动气门的方式,是由凸轮轴透过气门挺杆驱动气门的,因此增加了一个气门挺杆的传动损耗。60年代后新一代的OHC引擎大行其道,OHC是英文Over Head Cam的缩写,中文意义是顶置凸轮轴。OHV和OHC有何不同呢?OHV是气门的位置在凸轮轴上方,凸轮轴利用气门挺杆驱动气门。OHC则是凸轮轴的位置在气门上方,引擎飞轮透过皮带或链条连接到凸轮轴齿轮,带动凸轮轴直接驱动气门。因此,OHC比OHV少掉了气门挺杆的传动损耗,同样排气量下,OHC比OHV动力大,油耗小,易修护。现代的汽车基本上都已经是OHC的设计。
在多气门科技之前,OHC的设计就已经衍生出顶置单凸轮轴SOHC和顶置双凸轮轴DOHC的设计。顾名思义,SOHC就是在气门上面只有一支凸轮轴驱动进排气门,DOHC就是在气门上面有两支凸轮轴,一支驱动进气门,另一支驱动排气门。早期70年代和80年代 WRC 的常胜盟主是菲亚特集团的LANCIA DELTA,当时的菲亚特集团生产的车型就已经大部分都用上了DOHC。由于是分别用一支凸轮轴驱动进气门和排气门,所以,DOHC会比SOHC在物理作用方面“省功”,因此理论上同一个系列的发动机,DOHC比SOHC马力大。到了多气门科技成熟的时候,DOHC比SOHC就更加盛行了。因为同样在16气门的发动机中,DOHC的每一个凸轮轴只要驱动8个气门,而SOHC的凸轮轴却要驱动16个气门,因此,DOHC省功的能力就更被凸现,同样的多气门发动机DOHC比SOHC马力就更大了。例如三菱的4G92发动机,SOHC的马力是100PS,而DOHC的则有125PS。
但是DOHC是否就完全没缺点了呢?答案是否定的,由于分别要用一支凸轮轴驱动进气门和排气门,因此,凸轮轴的设计就要更注意协调性。另外,DOHC的噪音要比SOHC大,维修也比SOHC复杂,发动机的体积也比SOHC大。所以,敏感的朋友应该有注意到,不是所有的车厂在家用轿车上面都支持DOHC。以日本车而言,丰田、日产、马自达是支持DOHC的,本田和三菱则比较支持SOHC。本田和三菱都是比较技术导向的公司,本田早年(80年代)在F1赛事上曾经连拿好几年的冠军,而三菱则是在90年代的WRC上大有斩获(当然红头4G63是DOHC的)。本田和三菱在家用轿车方面不是靠DOHC增大马力的,本田的重心在可变气门,而三菱则是利用特殊的Y型摇臂提升马力并降低噪音。但本田和三菱都仍然有各自的DOHC的车型。
有朋友提到V型气缸和直列气缸的问题,我承认V型气缸比直列气缸更适合用DOHC。但发挥马力的大小我觉得关键还是要看车厂设计发动机的能力,不是所有的V型DOHC一定都优于V型SOHC。例如三菱新款的6G72发动机,虽然是V6 SOHC设计,但马力却不输给NISSAN和TOYOTA的同排量V6 DOHC发动机。
同样的1.6升直列四缸发动机,三菱4G92和本田B16发动机都是SOHC,马力都能达到100PS,不输给马自达、丰田、日产的DOHC发动机。但三菱4G92DOHC和本田早期生产过的一款DOHC发动机,马力至少都达到120PS以上远高于另外三个日本对手,甚至所有的欧洲车厂(宝来的20气门DOHC马力比三菱4G92DOHC还要小10PS)。从以上的比较当中,大家可以发现三菱和本田在发动机的设计能力上有其相当独到的技术。
最后,给一个观念给大家。从8气门进化到16气门,由于进气和排气的呼吸面积提升了15%以上,所以动力性会有飞跃的进步。但是从16气门进化到20气门虽然每缸增加了一个进气门,但必须使得每缸三个进气门的呼吸面积不得大于另两个排气门呼吸面积的总和(如果进气总面积超过排气总面积会造成排气不顺产生燃烧不完全现象),在这种限制下总呼吸面积的增加不容易超过5%,对马力的增加是相当有限的,但却使机械结构更加复杂,事实上每缸多一个进气门有可能增加引擎的呼吸量,但进排气门的动作就要更加精密不可,而且每缸多一个进气门对凸轮轴而言也多了一点传动的损耗。这也是为什么有些人觉得宝来提速有点肉的原因。而且20气门的发动机一般普遍反映质量不稳的原因也在于此。
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