1、配氣簡述
在討論DOHC之前,首先要看下C是什么,不錯(cuò)這里的C就是CAM凸輪軸的意思。
通過下圖不難看出凸輪軸同時(shí)包括了進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸,兩根軸一端連接著進(jìn)排氣門,另一端連接著凸輪軸皮帶。
縱觀整個(gè)配氣機(jī)構(gòu),主要三大部分構(gòu)成:正時(shí)齒輪、凸輪軸和氣門傳動(dòng)組件。
這個(gè)系統(tǒng)核心為了實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)有效的將新鮮混合氣輸入到氣缸、再把氣缸中的廢氣排到氣缸外。

2、淺談OHV
當(dāng)重新聚焦到凸輪軸,不難發(fā)現(xiàn)配氣機(jī)構(gòu)核心奧義的最后一棒是交在了凸輪軸手上,翻轉(zhuǎn)之間輕輕松松實(shí)現(xiàn)了控制進(jìn)氣門和排氣門開啟和關(guān)閉的功能。
當(dāng)追溯整個(gè)歷史發(fā)展進(jìn)程的時(shí)候,OHV是整個(gè)長河發(fā)展中的重要一個(gè)環(huán)節(jié)。作為一個(gè)底置凸輪軸(Overhead Vavle),更準(zhǔn)確說“旁置”凸輪軸。如下左圖所示,OHV位于氣缸側(cè)面,與上面的配氣方案相比,這里多了推桿,凸輪軸通過推桿來實(shí)現(xiàn)對于氣門的精確的控制。

這種OHV最早的發(fā)動(dòng)機(jī)雛形最早由頓巴·別克提出,同時(shí)也是別克品牌的主理人,動(dòng)力性嗡嗡嗡yyds!這個(gè)雛形設(shè)計(jì)沿用至今保留了平衡于活塞方向的推桿設(shè)計(jì)。再后來到了20世紀(jì)40年代末,帥氣的奧斯老師首次研發(fā)出了第一臺OHV的發(fā)動(dòng)機(jī)Rocket V8,這款發(fā)動(dòng)機(jī)成為了后續(xù)很多衍生方案的原型機(jī)。
在這個(gè)過程不難發(fā)現(xiàn),這種機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常巧思,同時(shí)對比上右圖的OHC(Overhead cam),多了漲緊輪、壓板和正時(shí)鏈條/皮帶等設(shè)計(jì)。對于OHV來說,很小的鏈條就可以帶動(dòng)曲軸和凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng),零件越少也意味著在可維護(hù)性上有優(yōu)勢,這種設(shè)計(jì)方案在上個(gè)世紀(jì)也保持了比OHC更強(qiáng)的可靠性。
這樣的設(shè)計(jì)方案還有一個(gè)好處,發(fā)動(dòng)機(jī)整體的高度可控,進(jìn)入21世紀(jì)后陸續(xù)又推出了5.7 HEMI和SRT-10優(yōu)秀的發(fā)動(dòng)機(jī),作為V6/V8機(jī)型在低轉(zhuǎn)速下保持了優(yōu)秀的動(dòng)力性能,配合大排量自然吸氣,這樣的動(dòng)力方案在北美市場上仍有需求。
3、凸輪軸的突破
從OHV到OHC的轉(zhuǎn)變,一定程度上是為了能突破更高的轉(zhuǎn)速區(qū)間,尤其是像德國這種不限速的城市,整車想要達(dá)到200+的速度,發(fā)動(dòng)機(jī)必須要想辦法壓榨出更高的運(yùn)動(dòng)區(qū)間。在這樣的一個(gè)背景之下,傳統(tǒng)的推桿無法承受凸輪軸高轉(zhuǎn)速下帶來的潛在彎曲或折斷等風(fēng)險(xiǎn)。
OHC最大的特點(diǎn)是將凸輪軸布置于氣缸的頂部,可直接驅(qū)動(dòng)氣門。這樣的設(shè)計(jì)同時(shí)引入了正時(shí)皮帶或正時(shí)鏈輪,整個(gè)動(dòng)力輸出在1篇已描述,此配氣方案的特點(diǎn)在于更快速實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣門的開關(guān)閉動(dòng)作,從而實(shí)現(xiàn)整機(jī)的更高轉(zhuǎn)速,以及更加平穩(wěn)的運(yùn)行。
SOHC與DOHC之間最大的區(qū)別是S(single)和D(double),一個(gè)是一根凸輪軸,一個(gè)是兩根凸輪軸。對于兩根和一根凸輪軸,兩者的配氣精度是可以保持一致的,畢竟沒有穩(wěn)定的混合氣是無法燃燒的。DOHC的突破主要體現(xiàn)在分擔(dān)了單根凸輪軸的質(zhì)量,既然減少了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,那么整體的方案就可以實(shí)現(xiàn)更高的速度;且這樣的方案與IVVT一起搭配可以更好的實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣門的正時(shí)調(diào)節(jié)。
為了更快和更強(qiáng),可以看到技術(shù)的方案在不斷迭代。