結論｜DOHCとSOHCは、性能の上下関係ではない

カムシャフトは、エンジンの呼吸を制御している

ガソリンエンジンは、空気と燃料をシリンダーへ取り込み、圧縮し、燃焼させ、排気ガスを外へ出すことで動いている。

このとき、空気の入口となるのが吸気バルブ、出口となるのが排気バルブだ。

カムシャフトは、そのバルブを決められたタイミングで開閉する。

• バルブをいつ開くか
• どれくらい開くか
• いつ閉じるか
• 吸気と排気が重なる時間をどう作るか

これらの設定によって、低回転での扱いやすさ、高回転での吸排気効率、燃費、排出ガス、アクセルへの反応が変わる。

つまり、カムシャフトは単にバルブを押している部品ではない。

エンジンが、どの回転域でどのように呼吸するかを決める部品である。

SOHCとDOHCの構造を比較

両者の違いを整理すると、次のようになる。

※表は左右にスクロールして確認できます。

なお、V型エンジンや水平対向エンジンでは、左右にシリンダーヘッドが存在する。

そのためDOHCのV型エンジンは、エンジン全体では4本のカムシャフトを持つ場合がある。それでも、各シリンダーヘッドに吸気用と排気用の2本があるため、呼び方はDOHCとなる。

SOHCは、DOHCの簡略版ではない

SOHCの強みは、一本のカムシャフトで吸気側と排気側を成立させられることだ。

カムシャフトや駆動部品を減らしやすく、シリンダーヘッドを小型・軽量にまとめやすい。製造コストやエンジンルームへの搭載性でも有利になる場合がある。

だからといって、SOHCが必ず低回転型になるわけではない。

過去には、高回転まで回るSOHCエンジンも存在した。反対に、実用性と燃費を重視したDOHCエンジンも数多く存在する。

SOHCは、少ない要素で必要な性能、燃費、コスト、搭載性を成立させるための合理的な選択肢である。

DOHCは、吸気と排気を別々に設計できる

DOHCでは、吸気バルブを動かすカムと、排気バルブを動かすカムが分かれている。

そのため、吸気側と排気側で異なるカム形状や開閉タイミングを設定しやすい。

多くの空気を必要とする高回転域では、バルブの開く量や時間を増やしたい。一方、低回転域や低負荷時には、燃費や安定した燃焼を重視した制御が必要になる。

DOHCは、こうした異なる要求へ対応する自由度を確保しやすい。

VVT-i、VTC、MIVECなど、カムシャフトの位相を変える機構とも組み合わせやすい。吸気側と排気側をそれぞれ可変制御できれば、低回転、高回転、燃費、排出ガスという複数の条件を両立しやすくなる。

DOHCの本質は、高性能という名称ではない。吸排気を細かく設計できる自由度にある。

DOHCなら馬力が高く、SOHCならトルクが強いのか

結論から言えば、カムシャフトの本数だけで馬力やトルクは決まらない。

エンジンの性格には、次のような要素が関係する。

• 排気量
• ボアとストローク
• 圧縮比
• バルブの数と大きさ
• カム形状とバルブタイミング
• 吸気・排気経路
• 燃料噴射と燃焼室
• ターボやスーパーチャージャーの有無

DOHCは、高回転域でも空気を出し入れしやすい構造を作りやすいため、結果としてピーク出力を伸ばしやすい。

しかし、DOHCでも燃費と静粛性を重視したエンジンはある。SOHCでも、高回転型や高出力型は成立する。

カムシャフトの本数は、エンジン性能の答えではない。設計者が何を狙ったかを読むための入口だ。

現代のエンジンでDOHCが増えた理由

現代のエンジンには、単純な最高出力以外にも多くの性能が求められる。

• 低回転での扱いやすさ
• 高回転での出力
• 燃費と熱効率
• 排出ガスの低減
• 静粛性
• アクセル操作への反応

これらを同時に成立させるには、バルブの開閉タイミングを運転状況に合わせて変える必要がある。

DOHCなら、吸気側と排気側に別々の可変機構を持たせやすい。そのため、スポーツエンジンだけでなく、ハイブリッド車や高効率エンジンにも広く使われるようになった。

一方、SOHCにも、小型、軽量、コスト、搭載性という価値がある。

実際にHondaは、性能と環境性能を確保しながら、小型・軽量・コストを重視するためSOHCを選択したエンジンも開発している。

DOHCが増えたことは、SOHCが失敗だったことを意味しない。

エンジンへ求められる条件が増え、吸排気を個別に制御する価値が大きくなった結果である。