顶置凸轮轴

最早一批采用双顶置凸轮轴设计的发动机分别是由菲亚特(Fiat，于1912年)、标致(于1913年)、阿尔法·罗密欧(于1914年)设计制造的。其中后两者还采用了每缸四气门的设计。在后来的阿尔法·罗密欧6C(1925年)、玛莎拉蒂蒂波26(Maserati Tipo 26，1926年)、布加迪51型(Bugatti Type 51，1931年)以及早期的奥迪(Audi)等车上也采用了这一技术。此外，早期采用每缸两气门技术的法拉利(Ferrari)大多使用了双顶置凸轮轴。

当双顶置凸轮轴技术被最初引入主流汽车市场时，汽车制造商对这一技术进行了大量的推广。在1960年代中期，正当这一技术还仅限于少数限量生产的汽车和运动车上时，菲亚特集团果断地在其包括轿跑车、轿车、敞蓬车和旅行车在内的产品线上全面使用了皮带驱动的双顶置凸轮轴技术，从而成为了第一家全面应用这一技术的公司。

双顶置凸轮轴(dual overhead camshaft, DOHC，又称double overhead cam, dual overhead cam)，或简称"双凸轮轴"(twin cam)是一种在汽缸盖内配备两条凸轮轴的气门排列形式。两条凸轮轴分别控制进气门和排气门。根据引擎的构造不同(主要是汽缸排列形式的不同)，一台一般的双顶置凸轮轴汽车发动机可最多拥有两条到四条不等的凸轮轴。

双顶置凸轮轴结构的发动机并不一定有两个以上的进气门和排气门，但是如果多气门发动机的气门需要被直接驱动(虽然一般都通过挺杆驱动)，那么双顶置凸轮轴是必不可少的。并非所有的双顶置凸轮轴都是多气门的--在多气门技术普及之前，两气门发动机上也经常配备两条凸轮轴。不过在当今，双顶置凸轮轴已经与多气门技术划上了等号，因为在几乎所有的双顶置凸轮轴发动机中，每个汽缸都有三个到五个气门。

凸轮轴英文全称为Overhead camshaft，简称OHC。一般发动机的凸轮轴安装位置有下置、中置、顶置三种形式。

尽管顶置凸轮轴使发动机的结构更加复杂，但是它带来的更出色的引擎综合表现(特别是平顺性的显著提高)以及更紧凑的发动机结构，使发动机制造商很快在产品中广泛应用这一设计。顶置凸轮轴与顶置气门结构的驱动方式并不一定不同。动力可以通过正时皮带、链条甚至齿轮组传递到顶置的凸轮轴上。

此外，顶置凸轮轴结构也使采用这一设计的发动机达到比采用顶置气门结构或整体式凸轮轴结构的发动机更高的转速。如今，许多顶置凸轮轴发动机都采用了多气门结构或可变气门正时结构以提升发动机的工作效率和动力表现。

单顶置凸轮轴是一种在汽缸盖内只设置一条凸轮轴的设计。采用这一设计的直列汽缸发动机只需一条安放在汽缸盖上方的凸轮轴，而V形汽缸发动机则需要两条凸轮轴，分别安放在一侧汽缸组之上。

单顶置凸轮轴设计中，需要往复运动的部件及其总质量较同等条件下的推杆式发动机显著减少。因此单顶置凸轮轴能提高发动机转速，从而在输出扭矩相同的情况下提高发动机的功率输出。在这一设计中，凸轮轴能够直接或通过摇臂控制气门开闭，而不需像顶置气门的推杆式发动机一样，需要通过挺杆、较长的推杆以及摇臂将发动机组内凸轮轴上凸轮的运动传递到汽缸盖内的气门上。

相比于推杆式结构，单顶置凸轮轴设计能使发动机结构(主要是配气结构)更加紧凑。这一优势在同时采用多气门设计(即一个汽缸有两个以上的气门)时特别显著。不过有时为了适应发动机设计的特定要求，在使用单顶置凸轮轴设计的同时也需要采用一些附加部件。希尔曼顽童(Hillman Imp)的4缸8气门发动机便是采用气门间隙调节垫片及活塞阀进行调节的单顶置凸轮轴发动机的典型。希尔曼顽童是一款1960年代初设计制造的小型双门轿车。其后置合金发动机是由考文垂顶点(Coventry Climax)系列赛车发动机改进而来的。在这台发动机中，进气与排气气门被安放在发动机体的同一侧，因而无需采用交叉气流汽缸盖(crossflow cylinder head)的设计，同时有利于火星塞的工作。

不过单顶置凸轮轴也有其缺点。由于进气门和排气门在进气道中位置不同，气门开闭时间的精确性会受到一定影响。

在1980年代早期，丰田(Toyota)和大众汽车(Volkswagen)也曾在单顶置凸轮轴的每缸两气门发动机中使用过直接驱动、平行气门的结构以使体积进一步紧凑。丰田采用的是液压挺杆，而大众汽车采用的是桶状挺杆，同时还配备了气门间隙调节垫片以精确控制气门开闭时间。在单顶置凸轮轴发动机的所有气门排列形式中，这种设计可能是最为紧凑和简单的。

汽车的气门驱动方式，在60年代以前盛行的是OHV，什么是OHV呢?OHV是英文OVER HEAD VALVE的缩写，中文意义是顶置气门。最早以前的汽车驱动气门的方式，是由凸轮轴透过气门挺杆驱动气门的，因此增加了一个气门挺杆的传动损耗。60年代后新一代的OHC发动机大行其道，OHC是英文OVER HEAD CAM的缩写，中文意义是顶置凸轮轴。OHV和OHC有何不同呢?OHV是气门的位置在凸轮轴上方，凸轮轴利用气门挺杆驱动气门。OHC则是凸轮轴的位置在气门上方，发动机飞轮透过皮带或链条连接到凸轮轴齿轮，带动凸轮轴直接驱动气门。因此，OHC比OHV少掉了气门挺杆的传动损耗，同样排气量下，OHC比OHV动力大，油耗小，易修护。现代的汽车基本上都已经是OHC的设计。在多气门科技之前，OHC的设计就已经衍生出顶置单凸轮轴SOHC和顶置双凸轮轴DOHC的设计。顾名思义，SOHC就是在气门上面只有一支凸轮轴驱动进排气门，DOHC就是在气门上面有两支凸轮轴，一支驱动进气门，另一支驱动排气门。由于是分别用一支凸轮轴驱动进气门和排气门，所以，DOHC会比SOHC在物理作用方面"省功"，因此理论上同一个系列的发动机，DOHC比SOHC马力大。到了多气门科技成熟的时候，DOHC比SOHC就更加盛行了。因为同样在16气门的发动机中，DOHC的每一个凸轮轴只要驱动8个气门，而SOHC的凸轮轴却要驱动16个气门，因此，DOHC省功的能力就更被凸现，同样的多气门发动机DOHC比SOHC马力就更大了。例如三菱的4G92发动机，SOHC的功率是73.5kW，而DOHC的则有91.9kW。但是DOHC是否就完全没缺点了呢?答案是否定的，由于分别要用一支凸轮轴驱动进气门和排气门，因此，凸轮轴的设计就要更注意协调性。另外，DOHC的噪音要比SOHC大，维修也比SOHC复杂，发动机的体积也比SOHC大。所以，敏感的朋友应该有注意到，不是所有的车厂在家用轿车上面都支持DOHC。

单顶置凸轮轴在气缸盖上用一根凸根轴，直接驱动进、排气门， 它具有结构简单的优点，适用于高速发动机。

以往一般采用的侧置凸轮轴，即凸轮轴在气缸侧面，由正时齿轮直接驱动。为了把凸轮轴的转动变换为气门的往复运动，必须使用气门挺杆来传递动力。这样，往复运动的零件较多，惯性质量大，不利于发动机高速运动。而且，细长的挺杆具有一定的弹性，容易引起振动，加速零件磨损，甚至使气门失去控制。

顶置双凸轮轴是在缸盖上装有两根凸轮轴，一根用于驱动进气门，另一根用于驱动排气门。采用双顶置凸轮轴对凸轮轴和气门弹簧的设计要求不高，特别适用于气门V形配置的半球形燃烧室，也便于和四气门配气机构配合使用。

简单的说，就是sohc适合低速发动机能够发挥发动机扭矩特长，dohc则偏重高速和马力功率。SOHC=单顶置凸轮轴，有直接驱动(气门和凸轮轴成一直线)和间接驱动(通过摇臂)两种，有VVL则通过摇臂驱动!优点是普及!DOHC=双顶置凸轮轴，分别驱动进/排气门，DOHC比SOHC的设计来得优秀的主要原因有二，一是凸轮轴驱动气门的直接性，使气门有较佳的打开/关闭过程，而提升气缸在进气和排气时的效率。二是喷嘴可以装在气缸盖中间，使混合气在气缸内部可以获得更好更平均的燃烧。sohc和dohc分别是单顶置凸轮轴和双顶置凸轮轴的英文缩写，它们各有特点，分别适合于不同发动机布置型式，孰优孰劣不像2>1那么简单的。轿车发动机按照顶置凸轮轴的数目，分为单顶置凸轮轴和双顶置凸轮轴，对于直列发动机，大都采用单顶置凸轮轴，对V型气缸排列则肯定要采用双顶置凸轮轴，此时一根凸轮轴则无法横跨太宽距离来完成任务。由于大排量的中高档轿车发动机一般是多气门及V型气缸排列，所以好像dohc比sohc更好。还是那句老话，没有最好的，只有最合适的!

按凸轮轴数目的多少，可分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)两种。单顶置凸轮轴就是只有一根凸轮轴，双顶置凸轮轴就是有两根，这是太直白的解释。

单顶置凸轮轴在气缸盖上用一根凸轮轴，直接驱动进、排气门，它具有结构简单，适用于高速发动机。以往一般采用的侧置凸轮轴，即凸轮轴在气缸侧面，由正时齿轮直接驱动。为了把凸轮轴的转动变换为气门的往复运动，必须使用气门挺杆来传递动力。这样，往复运动的零件较多，惯性质量大，不利于发动机高速运动。而且，细长的挺杆具有一定的弹性，容易引起振动，加速零件磨损，甚至使气门失去控制。

顶置双凸轮轴是在缸盖上装有两根凸轮轴，一根用于驱动进气门，另一根用于驱动排气门。采用双顶置凸轮轴对凸轮轴和气门弹簧的设计要求不高，特别适用于气门V形配置的半球形燃烧室，也便于和四气门配气机构配合使用。