所謂“DOHC，SOHC”是指凸輪軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中的布置。DOHC是英文雙頂置凸輪軸的縮寫，中文意思是“雙頂置凸輪軸”；SOHC是英文single overhead camel的縮寫，中文意思是“單頂置凸輪軸”。目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本采用DOHC(雙頂置凸輪軸)布局，SOHC(單頂置凸輪軸)使用越來(lái)越少。今天就這個(gè)話題，我們來(lái)談?wù)劙l(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸布置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，以及為什么DOHC(雙頂置凸輪軸)布置在當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)上越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。凸輪軸是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的一個(gè)部件。眾所周知，配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)中極其重要的機(jī)構(gòu)。它的主要作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)和點(diǎn)火順序的要求，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)排氣門，向氣缸供給新鮮可燃混合氣(汽油機(jī))或空氣(柴油機(jī))，及時(shí)排出廢氣。對(duì)于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說，讓更多的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，與燃油混合形成可燃混合氣，充分燃燒，是提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的最重要手段。因此，配氣機(jī)構(gòu)的性能直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。目前采用各種先進(jìn)技術(shù)來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)，如頂置凸輪軸、可變氣門正時(shí)、單缸多氣門、諧振進(jìn)氣、可變長(zhǎng)度進(jìn)氣管、進(jìn)氣增壓等。這幾年發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步主要是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步。同時(shí)，配氣機(jī)構(gòu)也是發(fā)動(dòng)機(jī)中最復(fù)雜、技術(shù)最先進(jìn)的機(jī)構(gòu)。凸輪軸是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中最重要的部件。其作用是控制各缸氣門的開啟和關(guān)閉，使其滿足發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序、氣門正時(shí)和氣門開度變化的要求。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有很大的影響，所以凸輪軸的形狀和布置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能也有很大的影響。凸輪軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，就是在一根軸上加工幾個(gè)偏心凸輪來(lái)帶動(dòng)氣門的運(yùn)動(dòng)。每個(gè)凸輪可分為三段，即基圓段、緩沖段和工作段，其中工作段是決定氣門升程和開啟曲線的主要因素。由于凸輪軸在工作時(shí)會(huì)受到氣門彈簧的拉力和傳動(dòng)部分的慣性力的影響，而且工作時(shí)與氣門挺桿的接觸面積很小，單位壓力很大，因此要求凸輪軸應(yīng)具有較高的耐磨性和剛度。凸輪軸一般由優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼鍛造而成，表面經(jīng)過高頻淬火或滲碳處理。根據(jù)凸輪軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中的位置，可分為下凸輪軸、中凸輪軸和頂置凸輪軸。下凸輪軸意味著凸輪軸和曲軸都安裝在曲軸箱中。曲軸通過正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)凸輪軸，然后凸輪軸通過氣門挺桿和氣門推桿驅(qū)動(dòng)氣門。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是凸輪軸傳動(dòng)相對(duì)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要?dú)忾T挺桿、氣門推桿、氣門搖臂等零件來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。由于氣門推桿較長(zhǎng)，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，所以這種結(jié)構(gòu)不適合高速運(yùn)行。一般用在一些低速柴油機(jī)和老式汽油機(jī)上，現(xiàn)在有被淘汰的趨勢(shì)。中央凸輪軸實(shí)際上是下凸輪軸的變體。它的凸輪軸安裝在氣缸體的中上部，仍然由曲軸通過正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)。與下凸輪軸相比，省略或縮短了推桿，降低了配氣機(jī)構(gòu)的往復(fù)質(zhì)量，增加了機(jī)構(gòu)的剛性，更適用于轉(zhuǎn)速較高的發(fā)動(dòng)機(jī)。目前大多數(shù)中高速柴油機(jī)都采用這種布置，如YC6105Q、6110A、錫柴CA6DL等。頂置凸輪軸是指凸輪軸安裝在氣缸蓋上，曲軸通過正時(shí)皮帶或正時(shí)鏈條驅(qū)動(dòng)凸輪軸。這種凸輪軸運(yùn)動(dòng)部件少，傳動(dòng)鏈短，整個(gè)機(jī)構(gòu)剛性高，非常適合高速發(fā)動(dòng)機(jī)。目前，大多數(shù)汽油機(jī)和少數(shù)柴油機(jī)采用這種布置。根據(jù)凸輪軸的數(shù)量和

缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)只能在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)達(dá)到最佳性能，不能兼顧高低速性能。為了保證汽車在日常使用中的動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)通常在中低速時(shí)性能良好，但在高速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)進(jìn)氣不足、排氣不徹底、性能稍差的情況。而且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)和氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的日益復(fù)雜，這種單頂置凸輪軸已經(jīng)不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。雙頂置凸輪軸在氣缸蓋上裝有兩根凸軸，分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門和排氣門的開啟和關(guān)閉。其優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)氣門和排氣門分開驅(qū)動(dòng)，開啟時(shí)間和開啟角度控制精確，凸輪可以直接驅(qū)動(dòng)氣門，省去了氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。此外，雙頂置凸輪軸可以輕松安裝可變氣門正時(shí)系統(tǒng)，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)，兼顧了發(fā)動(dòng)機(jī)的高、中、低速性能；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。今天，大多數(shù)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用雙頂置凸輪軸。除了以上優(yōu)點(diǎn)，另一個(gè)重要原因是它們與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的形狀相匹配。目前汽油機(jī)基本都是采用半球形燃燒室。這種燃燒室具有氣門直徑大、通風(fēng)充分、火花塞安裝在燃燒室中央、火焰行程短、燃燒強(qiáng)烈完全、抗爆性好、經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性好、尾氣排放低的特點(diǎn)，因此應(yīng)用廣泛。但這款發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門需要在氣缸蓋上呈橫向V字形排列，氣門尾部相距較遠(yuǎn)。如果用凸輪軸驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)極其復(fù)雜，傳動(dòng)精度無(wú)法保證。如果采用單缸多氣門結(jié)構(gòu)，會(huì)更復(fù)雜。所以這種結(jié)構(gòu)最合理的驅(qū)動(dòng)方式是用兩個(gè)凸輪軸分別控制進(jìn)氣門和排氣門的開啟和關(guān)閉。從上面的分析可以看出，雙頂置凸輪軸的優(yōu)勢(shì)從各個(gè)角度來(lái)看都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單頂置凸輪軸、中頂置凸輪軸和下頂置凸輪軸的，所以DOHC雙頂置凸輪軸在目前的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中被廣泛使用。尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)的應(yīng)用，需要分別控制進(jìn)氣門和排氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)間，這是單頂置凸輪軸無(wú)法完成的任務(wù)。所以雙頂置凸輪軸的技術(shù)已經(jīng)基本統(tǒng)治了汽油機(jī)的世界。