( 187443 )  2024/07/04 16:54:09  
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シングルカムは性能がイマイチ……ってわけでもない! クルマのエンジン「DOHC」と「SOHC」は何がどう違う?

WEB CARTOP 7/4(木) 11:53 配信

https://news.yahoo.co.jp/articles/53a5848708013b2162a2b78f31f03f5411fe1647

 

( 187444 )  2024/07/04 16:54:09  
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「DOHC」とは「ダブルオーバーヘッドカムシャフト」の略であり、エンジン上部に2本のカムシャフトが置かれるバルブ駆動系レイアウトである。

従来のOHV(オーバーヘッドバルブ)方式よりも高性能であり、SOHCよりも高回転まで使える構造である。

「1カム」のSOHCと比べて、DOHCは吸気と排気を別々に制御できるため、性能向上と環境性能の面で有利である。

現代のエンジンではほとんどの場合、DOHC構造が採用されており、吸気と排気のバルブタイミングをコントロールできる幅が広がることが挙げられる。

(要約)

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「DOHC」とは「ダブルオーバーヘッドカムシャフト」の略であり、エンジン上部に2本のカムシャフトが置かれるバルブ駆動系レイアウトであることを表す。 

 

 ご存じのように、レシプロエンジンの大まかな構造はシリンダー内で往復運動するピストンがクランクシャフトを回転させるというものだ。そして、シリンダーに空気を吸い込んだり、燃焼後のガスを吐き出したりするためにバルブがあり、そのバルブを駆動するのがカムシャフトとなっている。 

 

【画像】DOHCといえばやっぱりホンダ! 伝家の宝刀「VTEC」 

 

 最近のガソリンエンジンでは、カムシャフトを2本もつDOHCもしくはツインカムと呼ばれるメカニズムを採用していることがほとんどだ。DOHCというのは「ダブルオーバーヘッドカムシャフト」の略称で、エンジンの上部に2本のカムシャフトが置かれるバルブ駆動系レイアウトの設計となっていることを示している。 

 

 レシプロエンジンの進化を振り返ると、ある時期において「バルブ駆動系の進化がハイパフォーマンス化(高回転化対応)につながった」と表現することもできるだろう。 

 

 燃焼室の上にバルブを置き、カムシャフトはエンジンブロック側に置かれていたOHV(オーバーヘッドバルブ)の時代は、プッシュロッドを介してバルブを駆動していた。この方式はカムシャフトをまわす構造としてはシンプルで効率がいいといえるが、長いロッドを利用している関係で高回転化が難しい面もある。つまり、回転でパワーを稼ぐエンジンにするのが難しいといえる。 

 

 そこで、バルブの近くにカムシャフトを置くSOHC(シングルオーバーヘッドカムシャフト)が誕生、より高回転まで使えるようにして、エンジン性能(出力)を向上させていった。 

 

 しかしながら、SOHCは1本のカムシャフトに吸気バルブと排気バルブを動かすカム山を持つ構造となっているのはご存じのとおり。1本のカムシャフトで吸気と排気の両バルブを動かすため、バルブのサイズが限定されたり、バルブ挟み角と呼ばれる燃焼室に対するバルブレイアウトが限定されたりした。 

 

 そうした欠点を解消すべく生まれたのが、吸気と排気それぞれにバルブを駆動させるカムシャフトを置くDOHCだ。カムシャフトが2本あるため「ツインカム」とも呼ばれる。このルールに則りSOHCを「シングルカム」や「1カム」と呼ぶこともある。 

 

 DOHC(ツインカム)=気筒当たり4バルブというイメージも強いが、初期のDOHCエンジン(たとえばトヨタ2T-G型など)においては、DOHCであっても気筒当たり2バルブであることも珍しくなかった。あくまでも吸気と排気のバルブレイアウトや駆動の自由度から選択されるのがDOHCだった。吸排気バルブをそれぞれ2個持つ4バルブヘッドなどが生まれてくるのは、そのあとの話だったりする。 

 

 同様に、SOHCは気筒当たり2バルブのエンジンしか設計できないわけではない。カムシャフトとバルブの間にロッカーアームという部品を使うことでSOHC4バルブのエンジンを設計することもできる。古くはホンダがシティに搭載したD12A型エンジンが1カム16バルブだった。ポテンシャルとしてSOHCだから劣ってしまうとはいい切れない。 

 

 ただし、付加価値などの商品力を考えると、高性能な4バルブエンジンにおいてはDOHCヘッドにすることが常套手段となり、「DOHCはSOHCより高性能」と捉えられるようになっていったのも事実だ。逆にいうと、SOHCエンジンは実用域で扱いやすいキャラクターにセッティングされることが多かった。 

 

 現代のガソリンエンジンでは燃焼効率や環境性能を追求するため、カムシャフト自体を動かす「可変バルブタイミング機構」を備える必要がある。結果として、実用的な性能を狙ったエンジンであっても吸気と排気のバルブタイミングをコントロールできる幅が広がるDOHCを採用するケースがほとんどになっている。なにしろ軽商用車のエンジンであってもDOHCかつ可変バルブタイミング機構を備えている時代なのだ。 

 

山本晋也 

 

 

( 187445 )  2024/07/04 16:54:09  
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- 過去、高性能としてはエンジンのパワーが回転とともに沸き上がることが価値観されており、クロスフロー、4弁、2本のカムシャフトなどが高性能とされていた。

しかし、現在は幅広い回転域でのドライバビリティとエミッション対策が求められ、可変機構や環境性能を重視した構造が一般的になっている。

 

- 日本では長らく5ナンバー、排気量2リッターが主流だったが、排気量を上げることができない中でバルブ数を増やして充填効率を高めることが重要視されていた。

また、現在は大排気量車も普及しており、加工精度が向上したことでメンテナンス性も向上している。

 

- DOHCや4バルブ化は、バルブタイミングの制御や燃焼効率の向上などにより採用されている。

また、燃焼室形状やバルブ配置によりエンジンの性能が左右されることが指摘されている。

 

- 過去の技術やエンジン構造についての議論が多く、SOHCやDOHC、4バルブなどを巡るメリットやデメリットが指摘されている。

統一した結論は得られていないが、各エンジニアリングのアプローチやメーカーごとの方針の違いが示唆されている。

 

 

(まとめ)

( 187447 )  2024/07/04 16:54:09  
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・その昔、エンジンのパフォーマンスは回転とともに沸き上がるパワーというものに、市販車といえども価値が置かれていた。それこそが高性能だとね。それを実現するには「風通しの良さ」が必要で、ターンフローよりもクロスフロー、それを合理的に動かすなら対向するそれぞれにカムシャフトを1本ずつ、そして2弁よりも4弁となったわけ。 

時は過ぎ、今のエンジンに求められるのは幅広い回転域におけるドライバビリティと全域でのエミッション対策。そのために可変バルタイ可変バルブリフトが普及し、それによるミラーサイクルやリーンバーンが当たり前となった。1本のシャフトで4弁駆動することも可能だけれど、それらの可変機構を搭載するには2本のシャフトに分けた方が動弁系のイナーシャーが少なく機構的にシンプルにできるので信頼性も高い。なので経済性が最優先の車でもDOHCが当たり前となりました。 

 

 

・第二次世界大戦中に活躍したドイツの戦闘機メッサーシュミットbf109の 

エンジン(DB601)はSOHC4バルブエンジンです。 

しかも燃料噴射式で潤滑はドライサンプです。 

今から80年前にこれだけの先進機能のエンジンを製造したドイツの技術力 

は凄いと思います。 

 

 

・DOHC4バルブは一昔前はスポーツ系の高性能エンジンの象徴だったけど、今は大衆車にも普通に使われている。別にそういう性能が欲しくてそうしているのではなく、環境性能を上げるために点火プラグをヘッド中央に置ける(燃焼効率が良くなる)ことが大きなメリットとして採用されている。 

 

 

・ホンダのZCはB16との差別化でインテグラに搭載されたのは1カム16バルブでしたね。 

4A-Gより下からトルクあるし燃費も良いエンジンでした。 

B16が凄すぎで目立たないけどね。 

 

トヨタは片側のカムをシザースギアで駆動するハイメカツインカムを出してあれも燃費と下からトルク稼ぐのに役立ちましたね。 

1G-GEの下スカスカがFEだとそれなりに力強くなってましたからね。 

 

当時の様なスポーツツインカムはもう無いか高級車向けしか無いから旧車が異様に高くなってしまいました。 

 

 

・日本は長らく一般販売車は5ナンバーが主力で排気量区分2リッターが主流 

排気量上げられ無い枠内でパワーを求めると回転数で稼ぐしか無いからバルブ数増やして充填効率上げてバルブの追従性高める為にバルブ直押しでしょう 

小さな島国の狭い道に合わせたサイズだったからね 

今じゃ大排気量国産車普通だもんな~ 

加工精度も上がってメンテナンスしっかり見れば軽四でさえ20万キロオーバー走るし 

レクサスもビクともしない 

いい時代だよ 

 

 

・専門誌ならメカ的にはもう少し説明がほしい。 

 

DOHC化は高回転を狙ったものだが、問題は燃焼で燃焼室形状が最たる理由だ。 

 

燃焼室形状はペントルーフ型が最も効率的でそれ以前は半球型が良いと思われていた。半球型では様々なトライがなされバルブの放射配列や大径化などがある。 

 

部品点数が少なく生産効率が高いが燃焼を考えると4バルブのペントルーフ型に落ち着いた。バルブ挟み角も広角化されてヘッドも小さくなった。 

 

燃調にかかるテクノロジーの進化が大きいが、効率に優れるので生産性、燃費性能などで主流となった。 

 

燃焼室のスキッシュエリアをゼロに近づければ理想的だが材質的に限界もある。 

 

量産エンジンでは国産メーカーも健闘している。価格面では世界一だろう。 

 

しかし消費者に訴求する商品力ではBMWに一歩譲る。これは技術力ではなくブランド力だろう。 

 

ものづくり世界一を目指すなら、ぜひ備えてもらいたい。 

 

 

・初代ホンダレジェンドV6 2.5リッターエンジンはSOHCながら4バルブ、吸気バルブはカムシャフトが直接動かし排気バルブはスイングアーム→プッシュロッド→ロッカーアームを介して動かすもの、SOHCなのにプッシュロッドがある珍しいエンジン。 

 

 

・排気量当たりの効率を上げるには、4バルブ化による充填効率の向上は有効。 

特に重要なのは吸気側で、過給機無しの場合大気圧の一気圧分でしか吸気できない。 

排気側は燃焼ガスでかなりの高圧になるからバルブ一個でも結構いける。 

ホンダの軽とかが3バルブだったのも、吸気2排気1で充分だから。 

カムも別に二本必須な訳じゃ無くて、三つ以上のバルブを駆動する場合は二本の方が設計が楽だから。 

でもツインカム4バルブの売り文句に負けて廃れてしまった。 

まあ、一般ユーザーの選択基準なんてそんなものよね。 

 

 

・スーパーカーのSLRマクラーレンもSOHCでしたね。 

DOHCってフレーズに良さを感じる人がいたり人それぞれだけど、出力性能が同じならシングルカムの方がシンプルで軽くて安くて良いと私は思う。 

 

 

・排気量の問題だろう。 

小排気量でなんとかパワーを出したい。となれば回転数で稼ぐという形に行き着く。その手段としてDOHCなりショートストロークになる。 

 

排気量をあまり気にしなくてよかったエンジンは低回転型でいいので無駄なコストもしくは部品点数の増加を嫌った。 

 

もちろんレース前提のクルマや一部メーカーに例外はあるが。 

 

 

 

・何をもって高性能とするか 

狙ったところのパワーと低燃費がSOHCでできれば軽量コンパクトで部品点数も少なくてメリットもある 

ホンダのR型エンジンはSOHCでアトキンソンサイクルとオットーサイクルを切り替えて低燃費でパワーもそこそこあった 

下手なDOHCより回ったし 

ハイメカツインカムとかインチキくさいDOHCよりよほどマシだったように思う 

まあ世代が違いすぎるけど 

 

 

・ノーマルでSOHCでも9000rpm弱まで余裕で回ります。 

ホンダのビートって車なんですけどね。 

 

性能差があるのは燃焼室の形状が大きく効いてきます。 

SOHCであってもパワーが出る燃焼室形状にすればそこそこの物ができるけど、そこに需要が無いって事だと思います。 

 

youtubeのトミタクチャンネルのAE85で勉強するとよく分かります。 

 

 

・二輪、四輪とも両方に乗ってきたけど、SOHC(三菱&マツダ&BMW)の方がDOHC(日産&トヨタ)より低速で粘ったし、中速以降の回転に応じた音と振動の盛り上がりが「パワーが出てる感じ」で良かった。工業的な数値は知らないが感性には合っていた。 

二輪は気筒数やセッティングの影響が大きそうだけど、単純にSOHCの方が美しい。とくに空冷。DOHCは頭でっかち。 

 

 

・今の時代にDOHCが選択されるのは、バルブタイミングを吸気と排気で別に動作させられることで、排ガスや燃費のコントロールが容易なことが一番のメリットだからでしょ 

もはやパワーとかトルクとか最高回転数で車を選ぶ人間なんてごくわずかだし、そういう部分での付加価値にはほとんどなり得ない 

 

 

・今やトラック用のディーゼルエンジンがDOHC4バルブ。ただ、レッドゾーンは4000rpmから。 

一方カウル付きのスポーツバイクがSOHC2バルブ。実用域重視のセッティングで人気車種。 

 

何が正解かわからない時代になりました。 

 

 

・給排気のバルブタイミングを別々に制御するにはツインカムにするしかなかったんよね。VWも最近までワンカムターボはいけると開発しててゴルフ等に搭載もされてたけど排ガス規制には勝てなかった。 

 

 

・近年は高回転回さない仕様が多いからDOHCのメリットは薄い、燃焼室形状最適化・インとアウトでのカムタイミング制御が狙いでは 

軽などは稀薄燃焼なのに4バルブにしてからだよ、バルブが高温になって異常摩耗で圧縮不良起こしたり 

 

 

・OHVは、なんか見てる分にはイイよねw 機械っぽくてw 

なんかそのうちIntelligent Valve Actuationみたいにカム自体が 

無くなるのかな、デスビだって無くなったしw 

でもまあ、力いるとこだし効率はっていうと?だけど 

 

 

・小さい排気量でパワーを出せますよね。 

米国車はドでかい排気量でパワーを得るので 

小難しい機構を必要とせず 

シンブルで丈夫なOHVが主流でしたけど。 

 

 

・アフリカツインをはじめとするホンダのユニカム4バルブは、部品数の多いDOHCよりも低重心化や低速トルクの増強と言うメリットが有ります。 

 

 

 

・かつてVWゴルフのシングルカムエンジンがF3で使用されていた事がありましたね。同時期の友人のノーマルゴルフのエンジンもやたら回ってました! 

 

 

・L型3リッターメカチューン経験者なのでSOHCは否定しません。 

8000rpm以上回りましたしトルクも十分ありましたから。 

B16A(VTEC)は強烈でしたけどね。 

 

 

・いずれはカムシャフトなどない、電磁バルブを使ったエンジンになるんだろうと思っていましたが、そんなこともなかったです。 

確かホンダあたりがそんな研究をしてるというリリースを読んだ覚えもあるのですが…… 

 

 

・ホンダのD16A(ZC)系エンジンで話を出せばよいのに、 

このエンジン形式は、SOHC・DOHC共にキャブとPGM-F1仕様が存在し、SOHC-VTECもある。 

 

 

・なんかおかしい。 

SOHCは吸気バルブと排気バルブの間にカムシャフトがあるからロッカーアームは必須。バルブ数は関係なし。高速化のためにロッカーアーム無くしてバルブを直押しする目的でDOHCとなったが、今は可変バルブタイミングのためにDOHCでもロッカーアーム使ったりしてる。 

4バルブでプラグを燃焼室のセンター真上に配置しようと思うとDOHCでないと不可。 

 

 

・DOHCの方が偉い、みたいな風潮は、トヨタがハイメカツインカムとかやって広報した影響が大きい気がする。 

大した事ない物にハッタリかました名前をつけて売り込むトヨタの商売力の面目躍如といったところ。 

 

 

・ベンツが90年代にDOHCをやめてSOHCしかも3バルブにした時期がありました。フラッグシップのV12までその構成で、もちろんコストによる選択ではありません。 

が、敢え無く1世代で滅びてしまいました。 

 

 

・まあ、令和6年の記事ではない。昭和の終わり頃は同じ車のスポーツグレードはDOHC搭載という時代だが、今選べないでしょ?サクシードやハイエース、ディーゼルもDOHCなのにこんなこと書いて何を言いたいのだろう? 

 

 

・一番爽快なのはアメ車のキャブ仕様ですね。大排気量なので無理なくかっ飛ばせます。燃費はリッター3キロですが…。 

 

 

・DOHCが当たり前になってしまったので、「DOHC 16 VALVE」とか「TWINCAM」とかの表示を見なくなっちゃいましたね、なんか自分が遠い昔の人間に感じてしまいますね~^^; 

 

 

 

・その昔はA12辺りは10000回転以上回るエンジンなんかもありましたから。どれが正解とか無いんでしょうね。 

 

 

・SOHCがダメというつもりはない(初マイカーはSOHCターボだったし)が、やっぱりDOHCはイイ! 

 

 

・自分でいじるのが好きな人には「SOHC」が気軽でいいと思う。 

 

 

・最近EVの話題ばかりだけど、たまにはこういうのもいいね。 

 

 

・シングルカムのVTECもあるけど?ライターさん本当に分かって書いてる? 

 

 

・要するにロータリーは孤高のメカニズムというわけか 

 

 

・昔のポルシェターボ(930)はSOHCでしたね。 

 

 

・ベルトかチェーンかギヤか・・・ 

 

 

・ホンダは凄かった。 

 

 

・sohcのホンダ! 

 

 

 

・なたやっちまったな、誰でも書ける記事・・・これで、飯食えるんだな 

 

 

・SOHCの美点書いてないけど? 

 

 

 

 
 

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