凸轮轴
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SOHC发动机
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。简单对比
SOHC:single overhead camshaft,表示单顶置凸轮轴发动机,进气门和排气门混合排列在一根凸轮轴上,SOHC的相对配置较简易、使用耐久性较好,成本较底,低转速扭力较大是其优点,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。
DOHC: double overhead camshaft (Twin-cam),表示双顶置凸轮轴发动机,进气门与排气门分列在两根凸轮轴上,运动性比较高,平稳性好,噪音低是优点,但是由于制造工艺复杂,成本较高多气门发动机燃烧更充分,能让更多新鲜空气进入发动机,排放效率更好(结够较SOHC复杂)。
发展过程
早期的发动机结构是OHV(Over head Valve)也就是顶上汽门的意思。以前的发动机是由凸轮轴驱动汽门挺杆和摇臂,然后再驱动汽门的,所以汽门在上凸轮轴在下就叫做OHV。
到了1970年代汽车科技的进步开始采用了OHC。OHC是Over head Cam的缩写,顾名思义就是顶上凸轮轴。引擎科技的进一步进步,为了减少传动损耗把凸轮轴做在汽缸上面直接用凸轮轴驱动摇臂再驱动进排气门,这就省略了汽门挺杆的动作了,也因此OHC的功率要比OHV来得大,OHV也就慢慢被淘汰了。
再后来OHC又进化到使用两支凸轮轴各自控制进汽门和排汽门,就变成了DOHC(Double Overhead Cam),而为了与DOHC有区别,就把传统上只有一个凸轮轴的引擎称做SOHC(Single Overhead Cam)。
详细介绍
4-cylinder 8 valves SOHC engine
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”。要说SOHC和DOHC,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,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,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。
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),推出的新型发动机多采用这种形式。一般来说,DOHC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;SOHC 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。
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。
相互对比
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叠角,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。
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,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,还是看应用。所以每个厂商在推出新车的时候,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