DOHC和SOHC的优缺点是什么？

汽车发动机由曲柄连杆机构、配气机构、冷却系统、燃油系统、润滑系统、电气系统和机体等组成。大小零件近千个，其中凸轮轴最具代表性。在现代汽车的技术规格上，发动机性能一栏经常可以看到“凸轮轴”这个词。

凸轮轴属于发动机的配气机构，配气机构是保证发动机工作时定期向气缸内充入新鲜可燃混合气，并及时将燃烧后的废气排出气缸的机构。由进气门、排气门、气门挺杆、挺杆、摇臂、凸轮轴等组成。其中，凸轮轴是配气机构中的传动部件，因其截面形状类似桃形，又称为桃轴或偏心轴，驱动气门按时开闭。各种发动机的凸轮轴结构相似，主要区别在于安装位置，凸轮的数量和形状不同，尤其是凸轮轴的安装位置，被列为区分发动机结构和性能的重要标志。目前发动机的凸轮安装位置分为下、中、上三种形式。

由于汽车发动机转速很高，转速可以达到每分钟5000转以上。为了保证进排气效率，进气门和排气门倒置，即顶置气门装置，适用于凸轮轴的三种安装形式。但如果使用下置或中置凸轮轴，由于气门与凸轮轴距离较远，需要气门挺杆和挺杆等辅助部件，导致气门传动部件较多，结构复杂，发动机体积大，高速运转时容易产生噪音，而顶置凸轮轴可以改变这种现象。因此，现代汽车发动机普遍采用顶置凸轮轴，布置在发动机上方，缩短了凸轮轴与气门的距离，省略了气门挺柱和挺杆，简化了凸轮轴与气门之间的传动机构，使发动机结构更加紧凑。更重要的是，这种安装方式可以减少整个系统的往复质量，提高传动效率。

当然，任何事物都有其两面性。顶置凸轮轴一方面缩短了与气门的距离，另一方面拉大了凸轮轴与曲轴的距离。由于凸轮轴是由曲轴驱动的，所以两者之间的距离一拉开就必须用链条和链轮来转动，结构比下凸轮轴的齿轮啮合传动复杂得多。尽管如此，人们还是喜欢用顶置凸轮轴来权衡利弊。

目前，顶置凸轮轴配气机构的驱动方式有多种，包括摇臂过渡驱动和直接驱动。其中直驱对凸轮轴和气门弹簧的设计要求相对较低，往复运动的惯性最小，特别适合高速汽车发动机。此外，近年来，齿形皮带已广泛应用于高速汽车发动机，以取代传动链。这种皮带由氯丁橡胶制成，并与玻璃纤维和尼龙织物混合以增加强度。用齿形带代替传动链可以降低噪音、结构质量和成本。

根据顶置凸轮轴的数量，汽车发动机分为单顶置凸轮轴(SOHC)和DOHC。因为中高端汽车发动机一般都是多气门、V型气缸布置，需要双凸轮轴分别控制进气门和排气门，所以很多知名品牌都采用双顶置凸轮轴。由于凸轮轴的安装方式直接关系到整个发动机的结构和性能，顶置凸轮轴和多气门一样，被作为衡量汽车发动机的重要标志，列入汽车技术规格表。

SOHC是双顶置凸轮轴发动机的简称，是目前主流的发动机技术。与单顶置凸轮轴发动机相比，能有效提高发动机的功率和扭矩，抑制发动机本身的噪音和振动，有效节油，节油率约5%。SOHC:单顶置凸轮轴，代表单顶置凸轮轴发动机，即一个进气门和一个排气门。低速时扭矩更大，爆发力优于同排量的DOHC发动机。SOHC发动机最适合在2500-3500转时发挥最大功率。至于每缸5个气门的SOHC，似乎现实中没有汽车厂采用这种设计。虽然理论上可以通过设计SOHC来实现，但相信难度会更大，肯定不如DOHC效率高，结构过于复杂，很可能也不如5气门的DOHC贵。