双顶置凸轮轴_发动机核心技术解析与工作原理

双顶置凸轮轴（DOHC），这个听起来有点“高大上”的发动机技术，其实是现代汽车发动机的“标配”之一。简单来说，它就像发动机的“呼吸系统”管家，而且还是个“双管家”——分别负责进气和排气，让发动机呼吸更顺畅、更有力。

如果您在购车时看到配置单上标注有“DOHC”，或者听到汽车发烧友津津乐道“双凸轮轴”，那恭喜您，这通常意味着这台发动机在性能和效率上会有不错的表现。

双顶置凸轮轴：发动机的“呼吸道VIP通道”

要理解双顶置凸轮轴（DOHC），我们首先得知道发动机是如何“呼吸”的。发动机的每个气缸都像一个小小的燃烧室，需要吸入新鲜空气和燃料的混合物进行燃烧，再排出燃烧后的废气。完成这个“呼吸”过程的关键部件就是气门，而控制气门开启和关闭的，正是凸轮轴。

想象一下，气门就像这个燃烧室的“大门”，进气门负责开门迎客（吸入混合气），排气门负责送客出门（排出废气）。凸轮轴上有很多“凸轮”，它们就像一个个鸡蛋形的突起，随着凸轮轴的转动，这些凸起会准确地推动气门，让它们在正确的时间开启和关闭。

在汽车发动机的历史长河中，气门驱动方式大致经历了三个阶段：

• 底置凸轮轴（OHV）： 这是最早期的设计，凸轮轴在发动机缸体底部，离气门比较远。它需要通过一根长长的“推杆”和“摇臂”才能把力量传到气门上。这种结构简单，低转速扭矩表现不错，但因为部件多、传动链长，在高转速时效率会下降，就好比“快递路线太长，容易堵车”。

• 单顶置凸轮轴（SOHC）： 这是现代发动机的主流之一。凸轮轴被“请”到了气缸盖上方，更接近气门。一根凸轮轴同时控制进气门和排气门。它减少了中间环节，提高了传动效率，让发动机能“转”得更快。

• 双顶置凸轮轴（DOHC）： 而双顶置凸轮轴，顾名思义，就是在气缸盖上设置了两根凸轮轴。 其中一根专门负责控制进气门，另一根则专门负责控制排气门。 这种“分工明确”的设计，让气门的开闭更加精准高效，就好比给进气和排气分别开了“VIP通道”，互不干扰，流量更大，速度更快。

双顶置凸轮轴的工作原理：精密的“协同作战”

双顶置凸轮轴发动机的工作原理，就像一场精密的“协同作战”。在四冲程发动机的每个工作循环中：

1. 进气冲程： 活塞向下运动，此时控制进气门的凸轮轴精准地打开进气门，新鲜的空气和燃油混合气得以迅速涌入气缸。

2. 压缩冲程： 活塞向上运动，进气门和排气门都关闭，将混合气压缩。

3. 做功冲程： 火花塞点燃混合气，产生巨大推力将活塞向下推，发动机输出动力。此时气门仍然保持关闭。

4. 排气冲程： 活塞再次向上运动，控制排气门的凸轮轴打开排气门，燃烧后的废气被迅速排出气缸。

双顶置凸轮轴设计能够大幅减少凸轮轴与气门之间的传动环节，甚至可以直接通过“液压挺杆”或“桶状挺杆”驱动气门，省略了SOHC中可能需要的摇臂，使得气门响应更迅速，运动惯量更小。 这就像跑步时去掉了不必要的负重，跑得更快更稳。

更重要的是，双顶置凸轮轴的独立控制特性，为现代发动机引入可变气门正时技术（VVT）等提供了绝佳基础。 简单来说，VVT技术可以根据发动机转速、负荷等工况，实时调整气门的开启时间和升程，让发动机在高转速时“大口吸气，大口呼气”爆发强劲动力，而在低转速时则能“细嚼慢咽”更省油。 这种“聪明”的呼吸方式，让发动机在各种工况下都能达到最佳性能，实现“鱼和熊掌兼得”。

双顶置凸轮轴的“江湖地位”与优劣

双顶置凸轮轴发动机自1910年首次应用于量产车，并在1912年由法国标致汽车公司聘请的瑞士工程师Ernest Henry设计出7.6升直列四缸双顶置凸轮轴发动机后，逐渐在赛车领域崭露头角，并随着技术进步逐步普及到民用汽车中。 如今，它几乎成为了高性能和高效率发动机的代名词。

优点：

• 性能强劲，高转速优势明显： 由于进排气门拥有独立的凸轮轴控制，气门开启和关闭的精度更高，时间控制更灵活，使得发动机在高转速时能获得更充足的进气量和更彻底的排气，从而爆发更大的马力和更高的性能。 这对于追求速度与激情的车主来说，绝对是“性能控”的福音。

• 燃油效率更高： 精确的气门正时控制，有助于优化燃烧过程，使燃油燃烧更充分，从而提升燃油经济性。 在当前油价波动，动辄“92加满”一百多块的时代，能省一点是一点，谁不爱呢？

• 排放更清洁： 更高效的燃烧和排气，有助于减少有害物质排放，符合日益严格的环保标准。

• 易于集成先进技术： DOHC结构为可变气门正时（VVT）、可变气门升程（VVL）等先进技术的应用提供了便利，能进一步提升发动机的综合性能。

缺点：

• 结构复杂，制造成本较高： 相比SOHC，DOHC需要两根凸轮轴以及更复杂的传动系统（如更长的正时链条或皮带），这无疑增加了制造成本。 毕竟“好货不便宜”，这是市场定律。

• 维修保养成本相对较高： 由于结构复杂，一旦需要维修或保养，DOHC发动机的工时费和配件价格可能会比SOHC发动机更高，让钱包“压力山大”。

• 发动机体积和重量可能增加： 多一根凸轮轴和相关部件，自然会占用更多空间，增加发动机的整体重量和体积。

双顶置凸轮轴 vs 单顶置凸轮轴 vs 底置凸轮轴：孰优孰劣？

并非所有DOHC发动机都比SOHC发动机好，也并非SOHC就一定不如OHV。选择哪种发动机技术，最终取决于车辆的定位和设计目标。

（注：表格中优劣是相对而言，具体表现受发动机整体设计影响。）

可以说，DOHC就像武林高手中的“双剑客”，进退自如，招式精妙，在高转速下能发挥出令人惊叹的威力。而SOHC则像“单刀侠”，身法灵活，日常使用绰绰有余。OHV则更像是“重剑无锋”的老前辈，虽然不够灵活，但胜在结构简单，力道十足。

常见问题解答

Q1：DOHC发动机一定比SOHC发动机省油吗？不一定。虽然DOHC理论上可以通过更精确的气门控制提升燃烧效率从而提高燃油经济性，但实际油耗还受发动机排量、车辆自重、变速箱匹配、驾驶习惯以及是否集成可变气门正时等多种因素影响。 例如，一些小排量SOHC发动机在日常城市通勤中可能因为结构简单、低转速扭矩表现好而更省油。

Q2：DOHC发动机的保养周期和费用大概是多少？DOHC发动机的保养周期与普通发动机类似，主要根据厂家推荐的里程或时间（如5000公里或6个月）进行。 但由于其结构相对复杂，维修时涉及的零部件和工序可能更多，例如更换正时皮带或链条（如果配备）的成本会相对较高，因此整体维修保养费用可能会略高于SOHC发动机。 具体费用会因车型、品牌以及维修点的不同而有较大差异，建议咨询当地的4S店或专业维修店。

Q3：带有DOHC标识的二手车值得买吗？带有DOHC标识的二手车通常意味着其发动机在性能和技术上具有一定优势，但购买二手车不应只看DOHC。 更重要的是检查车辆的整体状况，包括发动机是否工况良好、有无异响、是否烧机油等。 此外，车辆的保养记录、行驶里程、车身结构以及价格合理性等都是需要综合考量的因素。

总结

双顶置凸轮轴（DOHC）技术，是现代汽车发动机领域的一项重要创新。它通过“双管家”式的独立气门控制，让发动机在呼吸效率上实现了质的飞跃，带来了更强劲的动力输出、更出色的燃油经济性以及更清洁的排放。 尽管其结构相对复杂，制造成本和维修保养费用可能略高，但其带来的卓越性能体验，让它成为了当前高性能发动机的“香饽饽”。 对于追求驾驶乐趣和车辆性能的消费者来说，DOHC无疑是一个值得关注的核心技术。