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[内燃机] 为什么本田的发动机喜欢用SOHC?

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机械厂主管

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发表于 2014-7-1 09:14:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
为什么本田的发动机喜欢用SOHC?有大神知道么?

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村里打铁的

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发表于 2014-7-1 14:22:15 | 显示全部楼层
sohc相比dohc来说:
少一根凸轮轴及其驱动机构,凸轮轴还有配套的齿轮和轴承是发动机里面比较精密加工的部件,成本比较高。
需要摇臂才能用一根凸轮轴同时驱动进气门和排气门,多出来的摇臂机构对高转速区域的性能是不利的,不过配合上长冲程发动机强调低转发力也挺合适
火花塞比较难布置在燃烧室中央,燃烧方面有不利的因素

基本上优点就是造价会比较低了,如果本田确实是喜欢用sohc,那么应该是看上这点了。

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机械村良民

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发表于 2014-7-2 13:57:45 | 显示全部楼层
SOHC零件少,噪音小,摩擦功损失小,重量轻,成本也低,因此在注重燃效的引擎上用是非常适合的,但本田这种疯子厂手里,SOHC同样可以做到控制正时和升程(i-VTEC引擎,VTC控制正时),还能加入复杂的VCM闭缸技术,大排量引擎用SOHC一样可以干出不错的数据,ACURA那一票J35A/J37A都是SOHC,奔驰也有不少性能引擎用SOHC,比如SLR那样的超跑。

楼上说SOHC需要用摇臂所以是缺点,诚然,摇臂是有重量和惯性的,凸轮轴驱动它确实不如DOHC用凸轮直接顶气门来得直接,但摇臂还有一个非常重要的功能,就是作为一个杠杆极大提升气门升程,只能说是互有利弊吧。

汽车设计永远是妥协的艺术,不能说采用某种配气方式就一定是为了高性能、或者一定是性能不好,考维那几台大杀器还在用2V的OHV,照样是顶尖性能引擎,还是具体问题具体分析。

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村里打铁的

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发表于 2014-7-2 13:58:10 | 显示全部楼层
本田发动机有两条线,一条为燃油,一条为性能,通常注重燃油的采用SOHC,注重性能的采用DOHC,所以你说本田喜欢SOHC不严谨。

以国产本田为例,通常Civic 1.8L发动机为R18Z2,CR-V 2.0L发动机为R20A1,Accord 2.0 R20A,Fit 1.3L发动机为L13Z1,以上发动机均采用了SOHC,细心点可以发现这些车型都是车系的入门级车型,通常入门级车型偏重燃油经济性,方便于市区驾驶。至于采用SOHC这其中当然有涉及到成本问题,但更多的是产品本身的定位决定的。

再看他们的顶级车型,思域由于在国内的定位就是一款家用轿车,尽管它有2.0版本[貌似]主打运动但与真正的性能版Civic Si有着本质上的差距,美规Civic性能版采用的发动机为K24Z7。CR-V 2.4L(K24Z8),Accord 2.4(K24W5),Fit(L15B)这些注重性能的车型均采用了DOHC,定位就是运动也是本田真正的精髓。你或许不难发现连Fit 1.5L排量都采用DOHC了(因为我在专栏里写到过Fit 1.3L注重油耗,1.5L注重性能),为何更高Civic没有采用呢?这就是定位决定的。

扯开点聊。

本田Civic无论在国内还是国外主要竞品为丰田花冠、卡罗拉等家用车型,Civic本质上是一款拥有运动特性的家用车,至于之前的Type-R则真正的主打运动。Civic在本田历史上绝对是最具代表性的也是最运动的轿车之一,双叉臂悬挂以及高动力发动机的采用都让Civic名声大噪,只不过现在本田更加注重业绩表现让Civic越来越家用了。现款Civic发动机为R18Z2和R20A6,现款本田CR-V 采用了R20A7和K24Z8,我们可以发现本田R系列发动机就是为了燃油经济性而存在的。

本田R系列发动机,R18Z2缸径81mm,行程87mm,R20A7缸径81mm,行程97mm这是一种长方形结构的发动机,较长的行程注重车辆在低速时的输出表现与SOHC优点很相似,所以此类发动机都乐于采用SOHC,主要是因为他们并非高性能发动机。

R系列网上帖子很多,其实之所以本田在民用车上采用SOHC还有一项优势就是VTEC,VTEC可以根据不同驾驶状况控制气门开关闭时间和混合气体进气量,在低速时VTEC会把这台发动机变成一台阿特金森发动机,前提是你对动力没要求也就是你开着会感觉肉。Civic在高速时同样具有不俗的表现,不过距离VTEC+DOHC版本还有差距。

K系列发动机是本田在2001年新推出的发动机群组,用以取代本田B系和H系列,偏重性能。K系列下设K20、K24和涡轮增压K23,第一款K20A发动机推出之后受到了很多车迷的喜爱。本田发动机代号K24Z8,第一位字母代表族群,紧跟的数字代表排量,最后的字母或者数字代表引擎版本。

本田真正的最爱是DOHC,谈论DOHC就要从VTEC聊起。

对于VTEC,本田车迷当然知道他的地位,它不是一般的可变气门正时系统可比的,VTEC之所以霸气在于它不仅可以实现气门时间控制还可以控制气门升程,通常我们所见的那些技术只能实现正时,宝马采用电子气门把气门升程问题给简单化了,但宝马车型普遍不是大众可以接受的。

VTEC+DOHC主要作用在与控制气门升程的同时还可以实现气门正时,SOHC就无法实现此项功能。当然VTEC初衷就是在非增压下提升发动机动力性能,所以实现气门升程和正时至关重要,DOHC发动机也就这样成为本田当家花旦。

在掌握了VTEC+DOHC之后本田的性能之路就顺畅起来,旗下发动机B系列来到了喷发期,B16A和第一款红头发动机B18C让本田名至实归。Type-R也是在这种环境下不断成长起来,可以说当时没有一家车厂能在动力上与本田媲美。

在很久之前本田产品线上有C级(C30 C32),下有B级(B16 B18),中间有H级(H22)F级(F20)弥补,其实在低端还有一款D级担当节油动力发动机。

D15B诞生之初就是采用SOHC,主要侧重于节油当然也不失性能。这款发动机没有采用扁平式汽缸设计(缸径大于行程,便于高速发挥)而是采用小孔径大行程的设计,注重实用。这款发动机并非多么亮眼,但他它仍然具有超越同侪的动力水平,以当时中国之拮据,能购入手的发动机也就是这款了,当然改装的本田发动机也大多是这款。

现款的R系和L系都是注重油耗的一派,K系注重性能,而更大排量的J系同样不是运动取向(似乎不难理解歌诗图那么迟推出2.4版本了,原来主要是为J系设计的)

所以不是本田喜欢SOHC,是定位决定的。

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机械厂工人

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发表于 2014-7-2 14:04:28 | 显示全部楼层
这个问题本没有那么复杂。既然问道SOHC,想必问题的根源还是在SOHC和DOHC的对比上。

原本这种问题百度一下就可以解决,但是在我准备去百度找一些图片来答题的时候发现百度百科里关于这个问题完全是在胡说八道,所以我来替百度给大家解释一下好了,希望百度看见之后联系我给我发工资。

鉴于还是有一批热爱发动机知识的小白,首先简要介绍一下凸轮轴的发展史以及SOHC和DOHC的区别。概括来说,凸轮轴经历了下置凸轮轴、中置凸轮轴和顶置凸轮轴三个阶段,现在下置凸轮轴已经绝迹了,中置凤毛菱角,顶置一统江河。顾名思义,下置中置上置说的是凸轮轴的位置,语言在这里好无力,我们上图。


看见了吧,下置和中置凸轮轴最大的问题是需要用到一根长长的推杆来连接凸轮和摇臂,所以整个系统用的惯性很大,而且零件多了之后配合就会成问题,震动噪声不好控制,摩擦损失也会增加,所以很难满足高速发动机的需求。

下面说主流哒。顶置凸轮轴又分两类。SOHC是单顶置凸轮轴的英文缩写,DOHC是双顶置凸轮轴的英文缩写,single和double的区别。对于SOHC,使用一根凸轮轴同时驱动进、排气门,对于DOHC,使用两根凸轮轴分别驱动进、排气门。文字不形象我们还是上图。(图都是百度找的水印什么的大家随便看看就好了)


大家看到关键了吗?对于进排气门分别位于两侧的布置形式来说,SOHC要想同时驱动进排气门,必须使用摇臂(或摆臂),而DOHC则可以省略摇臂。所以说DOHC虽然多了一根凸轮轴,但是凸轮到气门之间的零件却少了,零件少意味着惯性、摩擦都小,对高转速的适应性更强。

说到这里我要说我的第一点结论了:不是说因为采用了SOHC所以就会有低速大扭矩,用DOHC完全也能实现低速大扭矩,而是因为SOHC高速时性能弱,所以干脆把发动机调校的偏低速性能强,这样多少还有些卖点。

至于说到SOHC和DOHC之间的区别,如果不采用可变气门技术的话,二者的差别是微乎其微的。

关键就出在了可变气门技术上。我们知道,传统的配气机构只能使发动机在某一特定的转速下性能最优,要么照顾低速,要么照顾高速。为了使发动机既满足低俗大扭矩,又满足高速大功率,人们希望配气机构在低速时提供较小的进气迟闭角和排气提前角,在高速时提供较大的进气迟闭角和排气提前角,这就要求在低速下进气门早关而排气门晚开,在高速下进气门晚关而排气门早开,因此可变气门技术应运而生。

可变气门主要是两个可变,可变气门正时和可变气门升程。气门正时就是气门什么时候开的问题,气门升程就是气门开多大的问题。目前广泛采用的我觉得可以分三类,一类是VVT,连续可变气门正时,这是各家用的最多的;另一类就是本田的VTEC,即可以改变气门正时又可以改变气门升程,但是不是连续的,只有两档,要么用低速凸轮要么用高速凸轮;还有就是宝马的Valvetronic,气门正时和气门升程连续可调,这个是最先进的,但是这个已经不仅仅是在凸轮轴上做文章了。

下面一个个来说。对于VVT,目前主流的技术方案是通过使凸轮轴和凸轮轴驱动齿轮旋转一个角度,实现气门正时的提前或推后。


若在SOHC下采用VVT技术,由于只有一根凸轮轴,进排气门的开闭时刻要么同时提前,要么同时推后,这与人们的需求是矛盾的,因此VVT技术是无法应用在SOHC上的。

而VTEC则不同。VTEC简单来说就是提供两组凸轮,在低速时用低速凸轮,在高速时用高速凸轮。


所以即使SOHC只有一根轴,但是只要分别设计高速和低速的进排气凸轮,也可以实现VTEC。

宝马的Valvetronic系统在传统的配气相位机构上增加了一根偏心轴,一个步进电机和中间推杆等部件,该系统借由步进电机的旋转实现气门正时和升程连续可变。


鉴于宝马早就没有SOHC的发动机了,所以在此也不再展开讨论。

说到这里我可以说我的第二个结论了,本田在小排量发动机上多用SOHC是因为自家的VTEC可以用在SOHC上。现在可变气门技术已经不是什么高深的技术了,早就被下放到了小型车上,各家的车型上也都在用。但是别的厂家由于没有VTEC,想实现可变气门技术只能用VVT,那就必须用DOHC,而本田就可以用SOHC,即实现了可变气门,又少了一根凸轮轴实现了更少的成本,何乐而不为呢?我想这才是目前本田车上可以见到SOHC而别的车上少见的原因。

至于省油什么的,我想那只是可变气门带来的一个优势而已,和采用哪种结构没有关系。
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