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單頂置凸輪軸(SOHC)&雙頂置凸輪軸(DOHC)

閱讀時間約 5 分鐘

單頂置凸輪軸(Single overhead camshaft, SOHC)

  • 汽缸頭內只設置一支凸輪軸,用於1進1排單汽門結構
  • 需要往復運動的部件及其總質量較同等條件下的OHV顯著減少,SOHC能提高引擎轉速,在輸出扭矩相同的情況下提高引擎的功率輸出
  • 凸輪軸能夠直接或通過搖臂控制汽門開閉,不需像OHV的推桿式引擎通過挺杆、較長的推桿以及搖臂,將引擎組內凸輪軸上凸輪的運動傳遞到汽缸蓋內的汽門上。
  • 進、排汽門在進氣道中位置不同,汽門開閉時間的精確性會受到一定影響
  • 相比於推桿式結構, SOHC能使引擎結構(主要是配氣結構)更加緊湊。這優勢在採用多汽門設計(即一個汽缸有兩個以上的汽門)時特別顯著

優點

低扭輸出強,結構簡單,易於維護保養,適合城市代步
  • 機械結構簡單、易維護
一根凸輪軸開啟進排汽門,所以汽門開啟時間是固定的,進氣量及油氣混合受到其他因素影響小,維護起來相對簡單。
  • 低扭能力強、省油
  1. 在正常城市道路偏低速行駛時,低轉速扭矩響應快,更適應起起停停的節奏。(普通家用車排量一般不大,因此在意低扭能力強不強)
  2. 低扭能力強,順勢而來的就是較好的燃油經濟性還有駕駛快感。(在低轉速公路上燃油更經濟)
  3. 由於只有一個凸輪軸由正時齒輪直接驅動,所以發動機的上升轉速時將不會受到凸輪軸的旋轉阻力的影響,並且能夠更快的完成低轉速部分的出力。

缺點

  • 無法自由控制汽門開合時間,速度提高後會覺得馬力不足。
  • 在高速下,搖臂本身具有一定的彈性,多個部件的往復運動產生慣性,所以汽門行程控制在高轉速時缺乏穩定性,會有一些不必要的振動或噪音。

雙頂置凸輪軸(Double overhead camshafts, DOHC)

  • 簡稱「雙凸輪軸」(twin cam)
  • 可用於多汽門結構
  • 汽缸頭內配備兩支凸輪軸的汽門,分別控制進汽門和排汽門
  • 根據引擎構造的不同(汽缸排列形式),一台一般的雙頂置凸輪軸汽車引擎,最多可擁有兩支到四支不等的凸輪軸。
  • 驅動兩個凸輪軸,可以直接通過凸輪軸在汽門下旋轉,汽門搖臂不再是介質,但需要更長的正時小鏈或皮帶來驅動。
  • 多汽門引擎的汽門需要被直接驅動(一般都通過挺杆驅動),那麼DOHC是不可缺少的
  • DOHC結構的引擎不一定有兩個以上的進汽門和排汽門(多汽門技術普及之前,兩汽門引擎上也經常配備兩支凸輪軸)
  • 並非所有DOHC都是多汽門的設計,不過當今幾乎所有的DOHC引擎中,每個汽缸都有三個到五個汽門,因此DOHC已經與多汽門技術劃上了等號

優點

技術更先進,動力輸出平順,噪音及震動較小,極速較高
適合經常跑高速,對功率要求比較高,發動機想要高速更帶勁
  • 發動機輸出功率高,充分發揮發動機的最大性能
  1. 可以更自由的控制進排汽門的開合時間,解決SOHC開合汽門的不精確以及通風的穩定性問題
  2. 在高轉速中能讓更多的空氣輸入和燃料混合,所以輸出功率優越性提高很多。
  3. 高轉速中動力儲備厚,動力衰竭慢,極速很高,性能比較強悍。
  4. 沒有過多的往復運動部件和傳遞介質,所以振動控制更好。
  5. 使用兩個單獨的凸輪,採用V型燃燒室讓汽門角度更靈活, 火花塞可以放置在燃燒室的中間,有助於完全和均勻的燃燒。

缺點

  • 低扭能力不強
  1. 越是小排量,如果用雙凸輪軸,低扭狀況就越不好。
  2. 由於要驅動兩個凸輪,所以發動機的低速加速間隔轉矩將會丟失。
  3. DOHC引擎可以擁有諸如連續可變汽門、可變進氣、渦輪增壓、機械增壓等各種技術來彌補缺陷。(排量>1.8L,低扭不強的缺點可被弱化)
  • 結構複雜,維護成本高
大排量車型基本都採用DOHC引擎,尤其是高性能車款,由於DOHC結構複雜,維修難度與成本較高

SOHC v.s. DOHC

DOHC比SOHC有效率?

  1. SOHC只有一支凸輪軸控制進氣和排氣汽門,在汽門開啟和關閉的時間控制上,沒辦法像DOHC那麼好,因為DOHC在進氣和排氣各有一支凸輪軸來控制汽門開啟和關閉。
  2. DOHC在高轉速的表現會比在低轉速時來得好,而SOHC在低轉時的表現會比在高轉速時好,且DOHC在低轉速時的表現會比SOHC還差,低轉速SOHC引擎比較有效率(一般行車轉速不高於4000轉)

DOHC比SOHC適合高轉速?

  1. DOHC結構(CAM推Valve)比SOHC簡單很多,高轉速下,機械結構較多的SOHC比較有LAG的情況,導致高轉速高氣流速度下SOHC引擎進氣跟排氣的效率會比DOHC稍差
  2. 部分的DOHC引擎可設計把進排氣CAMSHIFT拉遠些,讓燃燒室中的進排汽門有比較大的夾角,改變進排氣的流速
  3. 高性能引擎除了多半使用高角度凸輪、高斷油轉速、高壓縮比設計之外,還多半也會採用Valve汽門夾角較大的DOHC設計
  4. SOHC因為需帶動大型的頂桿去推汽門,若將原廠的汽門夾角大幅擴大,機械頂桿會增長很多,結構強度會變差,結構重量卻增加許多,所以高轉速就會吃虧些
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一位在因緣際會之下,動了想去紐西蘭的念頭,卻陰錯陽差跑到澳洲打工度假的背包客。 脫離台灣世俗的期待,踏上打工度假的不歸路,第二人生正式在澳洲啟航。 如果人生很短,那青春就是短暫一瞬間,屬於你的第二人生,下一站在哪呢?還沒開始的理由,又是什麼呢? 歡迎來到我的澳洲故事館,分享我在澳洲的旅程故事。
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頂置氣門底置凸輪軸(OHV):汽缸側水平位置上的凸輪軸,徃復運動是透過直立的推桿(長連桿)將搖臂向上推,搖臂以蹺蹺板方式直接與凸輪接觸,向下將汽門壓開。 頂置凸輪軸 (OHC):凸輪軸被放置在汽缸頭內,燃燒室之上,直接驅動搖臂、氣門,不必通過長推桿,經由皮帶(嵌齒型皮帶)或鍊條帶動,來達到啟閉功能。
活塞引擎內的凸輪軸是負責控制進、排氣閥門的開關(控制汽門的開啟與閉合),是引擎動力傳輸至關重要的一環。大多數汽缸的汽門由原先的兩個變成四個,如此眾多的氣門單靠一支凸輪軸控制,會造成凸輪軸負荷過大,因而使用兩根凸輪軸分別控制進、排氣氣門,可以降低負荷並且減少磨擦受力,對引擎輸出及耐用度來說都更為優異。
銦錫氧化物(ITO)玻璃上製作一層有機材料發光層,並在發光層上再覆蓋一層低功函數的金屬電極,透過外界電壓的驅動下,正極電洞與陰極電子便會在發光層中結合並釋放出光子。擁有自發光的特性,不需要背光板及彩色濾光片,結構更加輕薄,所以受到業界青睞。2018 年 iPhone開始採用後,OLED螢幕逐漸興起。
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