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ツインカムエンジンとは?メリットは高回転に強い?ターボとの相性は?

ツインカムエンジン(DOHC)の仕組みや構造、メリット・デメリット、ターボとの相性を徹底解説します。その中で、シングルカムエンジン(SOHC)との違いもお伝えしていきます。エンジンの構造を知ることで運転がもっと楽しくなるはず!そんな中で、ツインカムエンジンのパワーの秘密の理由をご紹介します。

ツインカムエンジンとは?

ツインカムエンジンとはカムシャフト(詳しくは下に記述)2つ独立してあるもののことです。ダブル・オーバーヘッド・カムシャフト(DOHC)とも呼ばれ、消費者向けにわかりやすく表現するため、「ツインカム」の名称が用いられています。

カムシャフトが1つのものはシングルカムエンジンと呼ばれ、シングル・オーバーヘッド・カムシャフト(SOHC)と呼ばれます。

吸気バルブの数を増やすことで吸気効率を上げることを実現させた画期的なエンジン構造です。

カムシャフトとは?

エンジンを構成する部品の1つで、バルブの開閉を行う各気筒のカムをまとめて1本に備えているシャフト(軸)のことです。

断面は卵型になっており、このカムが複数に連なっています。これにより外周までの距離と回転の中心が一定ではなくなります。
カムシャフトにはクランクシャフトからのタイミングベルト等により回転が伝えられます。

ツインカムエンジンの仕組み

ツインカム エンジン

出典:©Shutterstock.com/Shayneppl

DOHC は、エンジンが作動しているときにカムシャフトとバルブのタイムラグ(時間差)を少なくすることができます。これは、吸気側のバルブと排気側のバルブがそれぞれ1本ずつ、合計で2本のカムシャフトを持つためです。

2本のカムシャフトを持つことから、「ツインカム」と呼ばれているのです。

ツインカムエンジンの構造

シングルカムシャフトの場合、1本のカムシャフトを使うので吸気と排気を1本で賄っていました。
しかし、これではバルブシステム全体で慣性質量が大きく、高回転時にバルブの追従性が悪くなる問題が生じます。

この問題を解決したのがツインカムエンジンなのです。
吸気側と排気側とでそれぞれ独立したカムシャフトを用いることで吸気効率を上げ、同じ排気量でもパワーを大きくすることを可能にしたのです。

ツインカムエンジンのメリット・デメリット

DOHCエンジン

出典:©Shutterstock.com/Anatoly Vartanov

ツインカムエンジンのメリット

まず、吸排気をそれぞれ独立させたカムシャフトを用いることができるば、バルブの面積を広くとることができるので大量の吸気・排気が可能になります。
さらに、これにより高回転時の開閉が正確に行われるため、最大出力が上がります。
つまり、高回転・高出力が可能になるのです。

加えて、ロッカーアームを介在させる必要のなるSOHCと比べて吸排気バルブの角度の自由度が上がるので、燃焼室形状や吸排気ポート等のシリンダーヘッドの設計自由度が大きくなります。

ツインカムエンジンのデメリット

製作コストが高くなることと、エンジンが重くなる傾向にあることが挙げられます。
これは、エンジン内部の部品数が多くなることに由来します。
さらに、燃費が悪くなることもデメリットとして挙げられます。SOHCと比べ、燃費は劣ることが多いのが実状です。

ツインカムエンジンとターボの相性

出典:©Shutterstock.com/VanderWolf Images

ツインカム(DOHC)はエンジンの高回転を実現し、パワーを得ようとします。
ターボは燃料を強制的に送り込むことで爆発力を得ることを目的としています。この2つの組み合わせることで得られるパワーは大きいことはお分かりいただけると思います。

これらの技術は約20年ほど前に一般車に採用され、それまではスポーツカーにしか採用されていませんでした。つまり、それほどまでに大きなパワーを生み出すため、高回転と爆発力を楽しみたい方にはもってこいの相性と言えます。

ただし、大きな力が働きますから補強は必要になることも覚えておきましょう。

ツインカムエンジンとシングルカムエンジンの違いは?

シングルカムエンジンとは?

シングルカムエンジン(SOHC)はカムシャフトが1本で構成されており、吸気バルブと排気バルブの中心に置かれています。
この1本のカムシャフトで吸気・排気の両バルブを動かすので、エンジンヘッド(バルブやカムシャフトが収まるエンジンの上半分)の簡略化と軽量化に繋がります。
加えてエンジン内部のパーツ同士による回転抵抗の軽減もシングルカムエンジンの特徴の1つです。

ツインカムエンジンとシングルカムエンジンとの違い

高回転・高出力により爆発的なパワーを生み出すツインカムエンジンと1本のカムシャフトによりエンジンヘッドの簡略化と軽量化を実現するシングルカムエンジン。

燃費で言えば一般的にはシングルカムエンジンに軍配が上がりますが、現状ではツインカムエンジンでも燃費のいい車種は存在します。
スピードを出したい方やパワーが必要な方はツインカムエンジンを選んだ方が車の運転が楽しくなるでしょう。

ツインカムエンジンの魅力や構造を知り、乗り心地を体験してみよう!

↑ツインカムエンジンを搭載するトヨタ MR-S

エンジンのパワーアップを実現するためには、単純に排気量を上げれば容易に達成できます。より少ない排気量でパワーアップをするために様々な工夫がメーカーや製造業者の間で行われています。高回転・高出力を実現したツインカムエンジン(DOHC)もその開発の1つです。

実際にツインカムエンジンが搭載された車に乗るとそのパワーに驚くことでしょう。
試乗車や友人で乗っている方がいれば、一度そのパワーを体験してみるのもいいかもしれません。

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