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DOHCとは?高性能エンジンを搭載するメリット

DOHCの特徴と歴史

DOHC エンジンヘッド 断面
Milkmandan CC 表示 – 継承 3.0 / CC BY-SA 3.0
出典 : https://commons.wikimedia.org/

DOHCとは「ダブル・オーバー・ヘッド・カムシャフト」の略称であり。吸排気バルブを駆動するためのカムシャフトをエンジンヘッドに2本備えているのが特徴です。

日本ではじめてDOHCエンジンを搭載したのは、1963年に販売されたホンダ初の4輪車であるホンダ T360という360ccエンジンを搭載した軽トラ。当時の標準的な出力はスバル 360が16PS/4,500rpmを発揮。それに対しT360に搭載されたDOHCエンジンは30PS/8,500rpmものスペックを誇りました。

レースから省燃費走行までこなす万能エンジン

DOHCエンジンは1960年代に登場したホンダ S360や日産 スカイライン2000GT-R、トヨタ 2000GTなどに搭載されるものの、出力性能のみに着目したスポーツエンジンやレーシングエンジンとしての用途に限定されていました。

1970年の大気浄化法(マスキー法)の制定以降、年々厳しくなる排出ガス規制への適合手段としてDOHCエンジンの燃費性能に着目し始めたのはトヨタ。燃費性能と高出力の両立と、設計自由度の高さに着目し、実用DOHCエンジンを多くのトヨタ車に搭載します。

他メーカーもそれにならって徐々に採用を増やし、現在ではほとんどのメーカーがDOHCエンジンを製造しています。

DOHCの構造とSOHCとの違い

DOHCSOHCの図解動画

DOHCエンジンが乗用車に広く搭載されるようになったのは1990年前後。それまでは1本のカムシャフトで吸排気の両方を駆動するSOHCOHVが主流でした。

長いロッカーアームやプッシュロッドを介してバルブを駆動するるSOHCOHVは、回転数を上げるほどバルブ追従性が低下します。また、スパークプラグの位置やポート角度、バルブ径やバルブ数などにも制限のあるため、DOHCの下位エンジンとして認識されています。

現在では技術の進歩により、SOHCでも4バルブ化や高回転化が可能になり、DOHCと同等の性能を発揮できるようになりました。そのため、SOHCはコストパフォーマンスに優れる実用エンジン。DOHCはハイスペックな高性能エンジンとして使い分けが進んでいます。

1990年以降は高回転高出力を引き出すスポーツエンジンとして多様されました。2000年以降からは徐々に燃費性能向上の手段としてDOHCが採用されはじめ、現在では軽自動車やコンパクトカーにもDOHCエンジンが搭載されています。

SOHCとは?現在主流のエンジンに弱点はないのか?

DOHCのメリットは設計自由度の高さ

DOHCのカムシャフトはエンジンヘッド両側に配置されるため、中央部分の理想的な位置にスパークプラグを配置し良好な燃焼状態にしやすい環境をつくることが可能です。

また、ロッカーアームを用いずカム山で直接バルブ押すことができるため、高回転でのバルブ追従性を高め、高回転型のエンジンを設計しやすいメリットがあります。

さらに、吸気と排気の2本のカムシャフトを個別に制御できるため、バルブリフトやタイミングの組み合わせしだいで、低回転でトルクを発揮させることも、回転数を上げて高出力を発生させることもできる設計自由度の高さが特徴です。

高性能だけに生産コストが高い

エンジン性能を高められる反面、高い機械工作精度が要求されるカムシャフトを2本用いるため、SOHCOHVに比べ製造コストの上昇がDOHCエンジンの大きなデメリットです。

それでも多くのメーカーがDOHCを採用するのは、燃費性能と出力性能を両立できる高性能エンジンが必要であることと、製造エンジンをDOHCに一本化することで開発コスト削減が期待できるからです。

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