直压式DOHC vs摇臂式DOHC同为DOHC也有不同的机械结构？

问提问者：网友 | 时间：2019-11-22 10:41:31

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回答者：网友 | 时间：2019-11-22 10:41:31

进气门和排气门有各自的凸轮轴驱动，称为DOHC，早期是以凸轮轴的凸出部直接压动气门挺杆的直压式，另外也有在中间插入气门摇臂的方式。

1. 原来DOHC引擎是Peugeot开发的？
2. 直接压、间接压，哪个比较好？
3. 直压式受到滑轮的干涉，摇臂式的自由度较高？
4. 直压式更换垫片来调整间隙，摇臂式则不用？

原来DOHC引擎是Peugeot开发的？

DOHC引擎首次面世是于1912年由Peugeot开发，在当时是非常先进的机械结构，因此首先采用于赛车，然后才导入市售车，而在Peugeot开发出DOHC之前最先进的气门驱动方式是SOHC，再以前是OHV，更往前则使用侧置气门等方式。进气门和排气门各自以专属凸轮轴驱动的DOHC引擎反应比SOHC更快，对传动系统的质量惯性也小，因此有利于高转速，这样的特性让DOHC成为赛车引擎必备的机械结构，然后在市售性能车的引擎上也普及了。

Peugeot开发的DOHC气门驱动方式是称为连控轨道阀的强制开闭式，但后来进化成以凸轮直接压动气门挺杆的简单方式，这种方式长期为DOHC固定使用的构造，但在开发出与SOHC相同的摇臂式之后，如今直压式与摇臂式都有车厂使用。摇臂式是Honda在F2赛车引擎上开发的，然后导入于F1引擎、并采用于市售B16系列引擎，这款引擎在四个气门内侧支点使用摇臂式，是全世界最早将这种方式导入市售车的引擎。

直压式

以凸轮轴的凸出部直接压动气门挺杆，称为直压式，自从有DOHC引擎开发以来，首先以此种方式为主流，相较之下，这种方式更适合高转速引擎。

摇臂式

与SOHC引擎同样于凸轮和气门之间插入摇臂，最大特征是应用杠杆原理增加气门扬程、同时在与凸轮的接触点加入滚珠轴承以降低摩擦损耗。

与SOHC引擎同样于凸轮和气门之间插入摇臂，最大特征是应用杠杆原理增加气门扬程、同时在与凸轮的接触点加入滚珠轴承以降低摩擦损耗。

直接压、间接压，哪个比较好？

四行程的内燃机以进气、压缩、（爆炸）燃烧、排气这四个行程完成一次循环，进气行程开启进气门，压缩行程和燃烧行程关闭全部气门，排气行程开启排气门。
控制气门开闭的是凸轮轴上一体成型构造、蛋型变形的凸轮，凸出部因应四个行程和汽缸数目做出相合的设定，随着凸轮轴的旋转依序压开各气门，凸出部通过后，气门即回复关闭状态，四行程是曲轴每转两圈时凸轮轴转一圈。至于压开气门的部分，由凸轮轴的凸出部直接压动气门阀上的气门挺杆者为直压式，像SOHC一样有摇臂介入，如跷跷板一样压动气门阀称为“摇臂式”，目前采用的就这两种。

如同先前提到，早期的DOHC引擎全为直压式，构造简单、零件数目少、反应快速，这种方式看来似乎没有缺点，但它其实有两个主要的弱点：一是无法控制改变气门扬程，一是磨擦损耗令人在意，因此以摇臂间接压动气门阀的摇臂式诞生。

直压式，由凸轮轴的凸出部直接压动，特征是反应直接、零件数目少，因此受到质量惯性的影响也小，而且可靠性高、成本较低，这些都是优点。

摇臂式 以较小的凸轮却能控制更大的气门扬程，这是摇臂式的首要特征。DOHC引擎率先由Honda采用于F2赛车，然后再普及到市售车引擎。最近凸轮轴的接触点上新加了滚珠轴承，让滚动阻力趋近于零，旋转时的感受有口皆碑，对于降低油耗也有贡献。

日本最早搭载DOHC引擎的车款是轻型货卡
超轻型货卡车Honda T360

为了在赛车中获胜而开发的DOHC引擎，在欧洲也搭载于运动型车款、以发挥高性能，但在日本最早搭载DOHC引擎的却是轻型货卡车，Honda T360就是日本的第一款，Honda在重机赛就已经具备DOHC的经验，而为参加四轮赛车所开发的引擎也是DOHC，原本预定搭载于双座位的S360，但这款车并未投入量产，改以S500上市，因此这具最早开发的354c.c. DOHC引擎就搭载于T360上市。

日本最早搭载DOHC引擎的是Honda轻型货卡车T360，354c.c.直列4缸，最高转速8500rpm可得马力30ps。

扩大至531c.c.的引擎搭载于S500，是日本首先使用DOHC引擎的小客车。

AS280E型引擎，直压式、单汽缸、2气门、四连装化油器。

直压式受到滑轮的干涉，摇臂式的自由度较高？

气门扬程对引擎性能有很大的影响，倘若进气门的扬程小，进气量就小，为了达到最佳的空燃混合比，供给的燃油也必须少，结果就无法提升动力。引擎的开发史其实也可说是如何吸进更多空气的研究史，为了增加气门面积，每个汽缸采用了4个气门，但凸轮的扬程也是重要的元素，直压式要做到大扬程的话，就必须使用大凸轮，大凸轮的质量也大，连带就会产生必须加大气门挺杆面积的问题，因此直压式只能在有限的尺寸中尽量设计最大的扬程。

直压式 将屋顶型的燃烧室紧致化并提高燃烧效率，就必须缩窄气门夹角，但直压式的左右受到正时齿轮的干涉，能缩窄的角度也很有限。

相较之下，摇臂式的自由度就比较高，来自于跷跷板的发想，若将中央的支点做为左右的中心，左右的上下距离就相同，转移支点的位置就可以改变左右的上下距离，也就是说摇臂式应用了杠杆的比例，让小凸轮产生大扬程，即在小凸轮的前提下扩大气门扬程特性或是正时，这也是它的优点。还有一个特征，就是因应支点偏外的型式而缩窄气门夹角，就可以形成紧致的燃烧室；而支点偏内的型式则有缩窄汽缸顶的优点。

摇臂式 将支点设置在外侧的摇臂式，由于采行气门挺杆在内侧的布局，因此避开了正时滑轮的干涉，气门夹角得以缩得更窄。

直压式的凸轮面光滑
摇臂式的滚珠轴承降低滚动阻力

驱动系统都有摩擦损耗，气门驱动也不例外，即便已有机油提供润滑，但是金属和金属之间接触部分的摩擦仍然不可避免，就发生了磨擦损耗。直压式凸轮轴的凸出部在气门挺杆的表面以滑移的方式作动，高转速时摩擦损耗并不小，因此要将气门挺杆的表面予以平滑化，还要进行硬质薄膜等方式处理，也有引擎使用最新的DLC类钻石碳膜处理来降低摩擦损耗。

直压式 以凸轮轴的凸出部直接压动气门挺杆表面的直压式，尽管有用机油润滑，仍不可避免摩擦损耗发生。

摇臂式和直压式同样有金属与金属的摩擦点，早期的摇臂式在摇臂上有滑片与凸轮轴的凸出部接触，因此产生摩擦损耗，但现在的摇臂式采用滚珠轴承，摩擦损耗无限趋近于零。今天直压式和摇臂式仍在服役，直压式拥有零件数目少、成本低的巨大优势，但最重视油耗表现的引擎款式则大多倾向摩擦损耗少的滚珠摇臂式。

摇臂式 摇臂式早期使用滑片的部分会产生摩擦损耗，但在改用滚珠摇臂式之后得以解决，对于改善油耗也有贡献。

直压式更换垫片来调整间隙，摇臂式则不用？

凸轮最底部和气门挺杆之间必须有适当的间隙，理由是为了因应受热时产生的形变，金属会随着高温而膨胀，气门系统主要是气门阀膨胀的影响很大，如果冷车时气门间隙是零，温度上升时气门挺杆就会经常处于受压状态，造成气门开闭的时机失准。

SST专用工具。

为了防范这个状况，冷车时必须保持规定的空隙、也就是调整气门间隙。直压式在气门挺杆上方设有凹处，借由更换插入此处的垫片来调整，垫片的厚度为0.05毫米，以规定值为准、有十几种类型；直压式也有无缝型式，这种方式则是更换气门挺杆本体；另外还有搭配气门挺杆内部的间隙调节器的方式。

直压式借由更换插入气门挺杆上方的垫片来调整间隙，垫片厚度以0.05毫米为准、有十几种类型，更换时要使用特殊工具。

摇臂式则在气门阀一侧的活动枢纽上设置螺栓，借由转动螺栓来调整间隙，但采用这种方法的不多，如今的主流引擎在末端枢纽上搭配油压式间隙调节器，自动调整间隙并常保持为零。

直压式也有采用无缝气门挺杆的引擎，优点是有效面积广、气门扬程大，但在整备便利性上不如垫片式。

早期的摇臂式也有采用螺栓来调整的，如今则是在末端枢纽上搭配油压式间隙调节器，就不需要手动调整气门间隙。

摇臂式也有各种型式？

摇臂式大致分有两种型式，一种是将摇臂支点设于内侧，另一种是支点设于外侧。2气门引擎例如Toyota的5M-GE采用在内侧支点搭配液压式间隙调节器的方式，4气门引擎则是Honda的ZC为世界首创采用内侧支点摇臂，内侧支点的优点是凸轮轴位于气门内侧的布局，令汽缸顶得以缩窄。另一方面，外侧支点在不用减少进排气凸轮轴间隔的前提下，就能缩窄气门夹角，优点是能营造紧致的燃烧室，但也要避免正时滑轮的干涉。

外侧支点型摇臂，为了解决搭配间隙调节器的空间问题以及缩窄气门夹角，采用这种型式的引擎愈来愈多。

Honda采用的内侧支点型摇臂，VTEC版本为了追求高刚性，因此选择这种方式。

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