SOHC和DOHC的區別和特點，SOHC Vs DOHC

SOHC是英文Single Overhead Camshaft的首字母縮寫 直接翻譯過來就是單頭頂上的塗輪軸 也就是咱們所說的單頂制塗輪軸了 DOHC就是把Single改成了Double 也就是雙頂制塗輪軸的意思 說白了其實就是塗輪軸給你一根和給你兩根的區別 有的人說廠家給你雙塗輪軸那就是良心 也有人說單塗輪軸其實低扭反而更好 那麼到底應該聽誰的呢? 大家好,我是十一磅小老虎 今天就和大家從頭聊起 說說SOHC和DOHC它們之間的區別和各自的優缺點 爲了照顧剛剛入門的朋友 咱們簡單的介紹一下這一根塗輪軸它是幹什麼的 發動機它的內部要燃燒要工作 那麼就需要我在適當的時機進氣 然後在適當的時機要排氣 那麼這就需要進氣氣門和排氣氣門 在適當的時候打開 比如說現在我需要進氣的話 大家來看這個放大的部分 我用手指把這個進氣氣門頂下去 那麼進氣的通道就被打開了 我手指再一放開 氣門上的這一部分彈簧 就會自己把自己重新給頂上去關上了 那麼這樣的話 我的手指就完成了一次這個氣門的開關 以市面上最常見的四缸發動機爲例 每一缸現在基本都是配備有兩個進氣氣門 和兩個排氣氣門的 那麼四缸的話一共就會有16個氣門 隨時需要控制開關 那我的手指肯定是不會用了 於是就有了塗輪軸 也就是這張圖中所有大家能看到紅色的部分 它首先是一根軸 然後它上面還有很多像這樣凸出來的輪子 從側面看其實就是這個形狀 所以我們叫它塗輪軸 把它安裝在氣門的上方 再通過正式皮帶或者鏈條 把它和曲軸相連 這樣的話它就能和曲軸一起轉動了 當塗出來的這一個部分轉到和氣門要接觸的時候 它就會慢慢的把氣門給頂開 等到塗出來這部分又轉走了 像這樣的情況 那麼氣門就又會被彈簧彈回來 也就是關閉的狀態 好 那麼這樣的話氣門的開關問題就解決了 那麼怎麼解決在適當的時候開關呢? 這就需要把塗輪軸的位置和曲軸的位置匹配起來 這就得靠我們說的正式鏈條或者皮帶了 曲軸轉到了某一個特定的位置 就等於活塞運行到了某一個特定的位置 那麼我再通過正式皮帶或者鏈條 把塗輪軸也對應到這麼一個特定的位置 那麼這樣的話活塞走到哪 哪個氣門該打開就可以確定下來了 這樣的話塗輪軸大概是怎麼個運作方式 大家心裏就有數了 那這樣的話咱們就可以說一說單頂置塗輪軸的情況了 還是以四缸爲例 16個氣門我全部只靠這一根塗輪軸來開關 那麼一個塗輪頂一個氣門 那這根軸上豈不是要有16個小塗輪嘛 那麼非常的擁擠 但是在實際的設計當中 大部分的發動機都會通過類似於這樣的設計 把兩個氣門的開關總合到一起 這樣子的話就只需要一個塗輪就能管兩個氣門了 但是即使是這樣 這根軸上也少不了得有8個小塗輪 還是算比較擁擠 那麼正常的配氣功能當然是不受影響的 但是如果你想要在氣門上再做一點其他的功課 類似於比如說我想加一個VTEC可變證實生成的科技 那我就需要每兩個氣門給它配三個小塗輪 像這樣的時候你就根本沒有給你施展的空間了 不僅是可變氣門生成做不好 VVT可變氣門證實單塗輪軸也很難做到 因爲可變證實對進氣側和排氣側 你肯定需要分開來單獨處理 但是單塗輪軸的話只有這一根軸 我既控制進氣還要控制排氣 如果你要變證實的話 那就是進排氣一起變了 你分不開自然也就沒有辦法實現VVT 那麼在另一方面 因爲只有一根軸 大家想象一下 所以這種情況下 你開關氣門的時候就不可能像理想的情況那樣 軸直接放在氣門的上面這麼去開關它 你只有一根軸嘛 進排氣你得一起用 那我就必須把這根軸放在中間的這個地方 然後再通過這一個搖臂 讓塗輪來頂搖臂 再由這個搖臂通過類似於這樣 翹翹板的運動來打開和關閉氣門 當然也不是說雙塗輪軸就一定不會用搖臂 關於搖臂本身的特點 咱們在後面也會講到 好 這裏咱們再說一說雙頂制塗輪軸 它相當於多了一根軸 多了這一根軸很多東西就富裕起來了 進氣的話你有專門只管進氣的塗輪軸 想象VVT可變氣門陣時就不會和排氣側干涉了 在同樣的長度上大家看 這一根塗輪軸我要管的氣門的數量直接少了一半 每一個塗輪之間也就沒有那麼擁擠了 各種的可變氣門生成 可變氣門的時長等等黑科技 我就都有了地方來折騰 那麼有了這些在氣門上的可變的科技 我發動機的燃油經濟性和動力性 就都會上一個臺階 排氣側它的佈置其實也一樣 獨立的排氣側氣門控制和進氣側就有着同樣的優勢 那麼這兩根塗輪軸還是一樣 通過正式鏈條或者皮帶和曲軸相連 由曲軸驅動 那麼這就是雙頂置塗輪軸了 那一些雙塗輪軸的發動機 它是由塗輪軸就像這張圖中所示 直接驅動氣門 但是也有一部分發動機 它出於自身配氣設計的需要 它還是會過一遍搖臂 那麼大家最熟悉的本田VTEC 其實就是雙塗輪軸來走搖臂來驅動氣門的 因爲VTEC它有一個可變氣門生成 一定要藉助搖臂裏面的機關才能實現 那麼關於VTEC的具體原理 我也是之前講過 感興趣的朋友可以自己去複習一下 那接下來咱們就說說 這兩者之間它們各自都有哪些特點 順着剛剛咱們說到的搖臂往下說 倒不是說你帶搖臂的這一套機構就一定不好 因爲你搖臂它本身在實際的應用中 幾乎也不會自己主動產生什麼故障 但是有一點 就是一部分搖臂的設計 它就需要人爲的去調節氣門間隙 哪個間隙呢 說白了就是在凸輪 我這個凸出來的部分還沒有驅動氣門 還沒有壓到氣門的時候 氣門的頂上和搖臂之間 這一段之間的間隙 大家想一下 這個間隙如果要是太大了 那麼我現在這個凸輪頂上來 搖臂在往下壓這個氣門的過程中 它大部分往下壓的形成 其實就被這個比較大的間隙給佔用掉了 這就會導致我真正拿來打開 往下頂開這個氣門的形成會變短 從而導致氣門打開的程度減小 如果這個間隙要是太小太窄的話 那麼你熱脹冷縮的時候 可能在你熱車的時候 氣門就一直頂着這個搖臂 導致這一個氣門在應該完全關閉的時候 完全往上頂到頭關閉的時候 實際上也是被往下頂開了那麼一點點的狀態 也就是說這個缸我就不能完全密封住了 因爲你這個氣門在該完全關上的時候 關不嚴了 所以這一類帶搖臂的配氣機構 在保養的時候就會多了一項 需要調節氣門間隙的項目 這是大部分突輪軸直接驅動 不帶搖臂的發動機所不需要擔心的 當然了調節氣門間隙 這也不是一項經常需要做的項目 一般都是隻在大修發動機之後 或者可能是15-60,000公里往上的車才需要去做 所以大家也不用過分的在意 接着咱們再說說爲什麼有人說 單突輪軸它的低扭更好 其實他們所說的理由也很簡單 就是我這個曲軸在驅動突輪軸的時候 我只需要驅動一根就行了 這就比我需要驅動兩根突輪軸來的更加的省力 那麼這一部分從曲軸上省下來的這麼一點能量 就可以被用到驅動車輪上了 也就是說發動機內部消耗掉的能量更少了 發動機效率更高了 特別是在低轉速的工況下 曲軸輸出的馬力本來就不多 那麼這一部分由少一根突輪軸省下來的能量 相對就更加客觀了 其實這一套理論聽下來其實還是蠻合理的 但我總感覺有點不靠譜 那麼在這裏先聲明一下 對於這個問題我沒有標準答案 我只是說出我自己的看法 我的看法可能是錯的 但是我會告訴大家爲什麼我這樣認爲 如果有專業相關的從業者發現我說錯了 也歡迎你在評論區給我指出 我個人也是非常想知道 到底這個權威的標準答案是什麼 首先一根普通的突輪軸 其實我估一下也就是10來斤左右 再說是低扭的工況 既然是低扭 那麼發動機的轉速就比較低 那咱就假設它是在一秒鐘之內 從1000轉加速到2000轉這個區間 那麼大家知道突輪軸的轉速永遠是曲軸的一半 相當於就是突輪軸在一秒鐘之內 從每分鐘500轉加速到每分鐘1000轉 那這樣的話總結一下 就是一根5公斤的直徑大概是5公分左右 假設質量均勻分佈的這麼一根鐵棒 現在我要讓它在一秒鐘之內 從每分鐘500轉加速到1000轉 需要消耗多少的馬力 那麼計算其實也非常簡單 馬力其實也就是功率 功率等於公除以時間 那麼時間大家已經知道了 就等於一秒對不對 好 那麼從500轉提到1000轉需要用多少公 就是在1000轉的時候它的能量E2 減掉500轉時它的能量E1 如果把突輪軸近似的看作一個圓柱體的話 那麼圓柱體它旋轉的時候 能量公式就等於1 2乘以轉動慣量I 再乘以一個角速度ω的平方 其中轉動慣量的公式 它又等於1 2乘以質量再乘以半徑的平方 那麼大家知道質量公式中的m就是5 半徑公式中的r就是0.025 每分鐘1000轉的角速度 換算一下也很簡單 就是2π乘以1000除以60秒 那麼每分鐘500轉的時候的角速度 就等於2π乘以500除以60秒 那麼我們把所有的數值全都帶回公式 如果最後計算沒有錯的話 我得到的結果在低扭的時候 發動機從1000轉踩到2000轉 多出了一根圖棱中 需要額外消耗掉的功率就是6.43瓦 這是一個什麼概念呢 一般的車 你鹵素大燈開一個遠光 可能都得要30瓦 如果把單位從瓦特換算成馬力的話 大家知道1000瓦特等於1.34匹馬力 那麼這裏的6.43瓦特 其實就等於0.0086匹馬力了 這個數值是大還是小就不用我說了 那麼有的朋友他會說 你不僅是多出了一根圖棱軸 它本身要消耗馬力 那由圖棱軸驅動的這些搖臂彈簧 氣門什麼的也得消耗馬力啊 沒錯 但問題是不管你是像這樣只用一根圖棱軸 還是像這樣用兩根圖棱軸 這些搖臂彈簧和氣門的數量本身是不變的 變的只是它是由一根驅動 還是由兩根驅動 那不管是哪種情況 氣門和彈簧它們運動的時候 消耗的能量一直是沒有變的 所以咱們這一個用粗略數據 用理想化計算出來的數值 可能實際上並不準確 但至少可以說在數量級上 還是有一定參考價值的 那如果這樣看下來的話 你能夠省下來的所謂馬力非常的少 那麼除了結構複雜了一點點 導致成本高一點點之外 好像DOHC雙圖棱軸是全面佔優勢的 HOHC單圖棱軸 唯一可以說道說道的低扭好 好像也只是一個可以忽略不計的級別 那是不是說SOHC真的就是完敗呢 那麼在這裏我就要再提醒大家一種 可能現在比較少見的發動機類型 那就是V型發動機 沒錯 如果是V6或者是V8的發動機 除掉美系的那些OHV的設計之外 那就意味着這個V型發動機 它有兩套獨立的鋼頭和配器機構 那你想要用雙圖棱軸的話 就和直列發動機不太一樣了 那就不只是複雜一點點而已了 不是一個一根還是兩根的問題 現在直接從兩根變成了四根 而且正式鏈條的佈置也會更佔地方 更加的複雜 大家可以來對比看一下這張圖 HOHC它的V型發動機的正式佈置 那麼廠家的製造成本是一方面 車主的後期維護維修成本 你也要考慮進去 如果你做雙圖棱軸的V型發動機的話 它的零件更多 工時也一定會更貴 好 那說了這麼多 到底用幾根圖棱軸的發動機 纔是更好的發動機呢 有人說DOHC好 因爲它馬力大 有人說HOHC好 因爲它省油還便宜 這麼說是沒錯 但有沒有一種可能 大家想過沒有 就是人家想造一臺好的馬力大的發動機 所以才用的HOHC 但是有的廠家 他一開始就只是想造一臺省油的 可靠的家用車 所以他才用的SOHC呢 所以其實這個東西 它不是這麼比好壞的 你認爲好的東西 可能一開始 就不在人家定的這個指標裏面 再說DOHC有那個造的比較差的 它的動力還沒有同排量的SOHC來的強 你單圖棱軸 它也有造的比較爛的 它的油耗和保養的維修成本 可能一點都不比雙圖棱軸的便宜 所以汽車是一個整體 咱們不能關中窺豹 用某一個單獨的零部件 來判斷一整臺車 或者一整臺發動機的好壞 你說保時捷911還用前邁弗遜全掛 考韋特的大V8還用頂感汽車 還不如SOHC呢 那麼你是保時捷喪楊性 還是通用缺心眼呢 所以汽車只是一個妥協的產物 不是沒有完美的 油可能你我都買不起 所以與其糾結哪一個更好 倒不如看看哪一個更適合 必須要妥協的自己 好 我是希望小龍虎 今天就和大家聊到這裏 咱們下次再見 拜拜