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别总看我原始! 底置凸轮轴(OHV)解析

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网易汽车1月7日报道 随着汽车的技术词汇为更多消费者所熟知,现在时不时听到有人说,我这是双顶置凸轮轴,比你那个单顶置凸轮轴省油,也有人说,你那是底置凸轮轴,太落后了。事实告诉我们,凡事无绝对,世上无神器,今天我们就为底置凸轮轴正名,以后再也别一提就说人家原始了。

发动机底置凸轮轴(OHV)技术解析

底置凸轮轴技术简介

顶置凸轮轴很好理解,就是凸轮轴位于发动机气缸顶部,曲轴通过正时皮带或者链条带动凸轮轴,凸轮轴再驱动气门摇臂等结构直接控制气门的开闭。而底置凸轮轴(OHV)准确的说应该说是“旁置”凸轮轴,凸轮轴位于气缸侧面,凸轮轴通过推杆来驱动上面的配气机构,完成气门的开闭控制。

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底置凸轮轴可以说是美系车的钟爱,不过开发出首台OHV结构内燃机的却是苏格兰人大卫·顿巴·别克(D.D.Buick),没错,他就是别克品牌的创始人,而平行于活塞的推杆设计也一直沿用至今。

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作为现代大多数OHV发动机的原型,1949年奥斯莫比尔(从我们此前的诸多技术文章大家也能看出,当时的奥斯莫比尔在技术方面还是很新潮的,比如第一台搭载涡轮增压器的量产轿车车型就来自他们)就推出了第一台现代意义的底置凸轮轴发动机Rocket V8。通用随后推出了多种V6、V8形式的OHV发动机,也成为如今最大的OHV发动机厂商。

发动机底置凸轮轴(OHV)技术解析

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而欧洲由于在排放和经济性上面的苛刻要求,底置凸轮轴设计相对顶置凸轮轴在这些方面表现不佳,因此在北美市场之外,OHV结构很难获得市场的认可,而是以单/双顶置凸轮轴结构更为常见。

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不过OHV并非末路,在新技术的推动下,2002年克莱斯勒推出了采用OHV结构的5.7 HEMI发动机,并且沿用至今,这台发动机采用HEMI球形燃烧室,并引入可变气缸管理系统,由于优良的综合性能,这台发动机多次跻身沃德十佳。同时更具时代意义的是,克莱斯勒也首次实现了在OHV结构上完成进、排气的可变气门正时,也即CamInCam技术,并从2008款道奇蝰蛇的SRT-10发动机(600马力)开始得到应用。

发动机底置凸轮轴(OHV)技术解析

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底置凸轮轴的是与非

优点:结构紧凑,驱动系统简单低速动力表现好 

由于凸轮轴位于缸体内,不需要设计发动机时为凸轮轴和凸轮轴室留出空间,因此相比顶置凸轮轴结构,底置凸轮轴形式的发动机结构更为紧凑,尤其是发动机的高度比较低(这里是针对V6、V8发动机而言的,实际上现在基本上也没有直列四缸的OHV结构汽车发动机了)。

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例如,福特的Modular系列4.6升顶置凸轮轴V8发动机体积就比5.0升的Windsor系列底置凸轮轴V8发动机还大,而通用的4.6升双顶置凸轮轴V8发动机(大名鼎鼎的北极星)在高度和宽度上面也要大于原先的5.7升到7升LS系列底置凸轮轴V8发动机。

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同时,顶置凸轮轴结构的发动机需要通过正时齿带或者链条来让曲轴驱动凸轮轴,同时中间还有各种涨紧轮、压板等部件,这也增加了发动机的复杂性。相比之下,底置凸轮轴发动机的曲轴可以采用很小的链条来驱动凸轮轴,甚至也可以直接通过齿轮驱动凸轮轴,可靠性和可维护性都大大增强。

发动机底置凸轮轴(OHV)技术解析

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另外,低转速下的良好动力性能是底置凸轮轴发动机的特长之一(实际上由于结构的限制,多数OHV结构的发动机也并不擅长在高转速区间运行),这与偏爱低扭表现和大排量自然吸气的北美技术传统非常相符。

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