一般的な自動車のエンジンは
燃焼室の上に吸排気バルブが有る
‶ オーバーヘッドカムシャフト ‶
略して（ＯＨＣ）という形式のエンジンが普及しています。
▼ ＯＨＣ
ＯＨＣはＳＯＨＣとも言います。
ちなみにＳはシングルという意味で
カムシャフトが１本という事です。
それに対して
カムシャフトを２本使用して、吸気バルブと排気バルブを
それぞれ独立したカムシャフトで開閉させるのが
‶ ＤＯＨＣ ‶です。
Ｄはダブルという意味で
ダブルオーバーヘッドカムシャフトという意味です。
▼ ＤＯＨＣ
では、基本的なカムシャフトの構造原理を見てみます。
燃焼室の燃料の供給と、燃焼ガスの排出を担っているのが
バルブです。
その吸排気バルブの上下運動を完全に制御しているのが
‶ カム ‶です。
その‶ カム ‶を連結したシャフトが
カムシャフトになります。
▼ カムシャフト
カムシャフトが吸排気バルブを動かす仕組みは極めて単純です。
▼ 具体的にはこうなっています。
カムシャフトにカムが回されて
カム山（突起物）がバルブ上部に当たって
バルブを押し下げます。
では、ＯＨＣとＤＯＨＣの違いを見ていきます。
ＯＨＣはたった１本のカムシャフトで
吸排気バルブを開閉するので、エンジンをコンパクトに設計でいます。
しかしＯＨＣは１本のみのカムシャフトしかないので
バルブを開閉させるのに
ロッカーアームというパーツを必要とします。
▼ ロッカーアーム
カムシャフトのカム山が、１度ロッカーアームを押し上げて
そのロッカーアームがバルブを開閉させます。
つまり、ＯＨＣエンジンはカムシャフトは１本のみですが
バルブを駆動させるのに
ロッカーアームというパーツを介さなければなりません。
ロッカーアームを介するデメリットは
バルブ駆動のタイムラグによる燃焼制御の低さです。
しかし、そういったデメリットは極めて高回転時付近での話なので
それを補っても余りあるメリットもあります。
それは重たいカムシャフトが１本で設計できる事による
最終構成部品の少なさによる
エンジンの小型化、それに伴う軽量化
そしてカムシャフトが１本による抵抗値の低さから生まれる
低燃費化
オイル量の少量化
と様々なメリットが有るのがＯＨＣエンジンです。
この様にＯＨＣはとてもシンプルな設計の為
軽くて小さく、駆動抵抗も低いので
ＯＨＣエンジンが空冷式と相性が良いのはその為です。
反対にＤＯＨＣは
重たいカムシャフトを２本必要とします。
▼ ＤＯＨＣ
▼ 実際のＤＯＨＣの断面図
カムシャフトを２本持つＤＯＨＣは
ＯＨＣに比べると重たくなります。
また、カムシャフトを２本設置させる事による
上部のシリンダーヘッドが大きくなります。
その為に、ＤＯＨＣは最終構成重量が高くなり
エンジン自体も大きくなってしまいます。
なので、シンプルな構成の設計には向かず
燃費面ではＯＨＣには敵いません。
しかしＤＯＨＣの最も優れた特徴は
ロッカーアームを介せずに、ダイレクトにカムがバルブを駆動させる事です。
これにより、燃焼を厳密に制御する事が出来ます。
１万回転以上回る様な高回転エンジンが
全てＤＯＨＣなのはこの為です。
ＯＨＣでは高回転時の燃焼制御は難しく
ＯＨＣで無理に高回転まで回すと
バルブの開閉がピストンの上下運動に追随できず
最悪はバルブがピストンに接触して
エンジンを破損させてしまいます。
またＤＯＨＣは複雑なバルブ制御が可能なので
各社から出ている可変バルブエンジン等も
ＤＯＨＣだからこそ成りえる高性能エンジンです。
可変バルブエンジンとは
吸気バルブ、排気バルブを任意の回転域で
２バルブ駆動 → ４バルブ駆動 → ２バルブ駆動
と切り替える事が出来る制御システムです。
メーカーによって呼び名が違います
ホンダ VTEC
日産 VVEL
トヨタ VVT-i
この可変バルブのメリットは
低回転域では２バルブ駆動にして
最低限の燃料だけを供給させて燃費を稼ぐ事が出来ます。
そして高回転域では４バルブ駆動にして
パワーを引き出す事が出来ます。
ＯＨＣはシンプルな設計で
軽くてコンパクトで低燃費なエンジンに向きます。
製造コストも安いです。
ＤＯＨＣは高回転エンジンや、複雑なバルブ制御等が可能になり
パワーを求めるエンジンに向きます。
▼ 関連記事はこちら