SOHC

SOHC（シングルオーバーヘッドカムシャフト）について

SOHCは、シリンダーヘッドに1本のカムシャフトを配置し、そのマウントにより給排気バルブを制御するエンジンの一形態です。従来のOHVやDOHCと比較して、どのような特性を持つのかを深堀していきます。

構造

SOHCは、バルブが燃焼室の直上に配置され、シリンダーヘッド内に1本のカムシャフトが設置されています。このカムシャフトは、タイミングチェーンやベルト、ギアトレインを介してクランクシャフトと連動し、回転運動をバルブの開閉に伝達します。ターンフローやクロスフローエンジンにおいて、カムは直接バルブを押し下げる場合やロッカーアームを介することによって駆動されます。

また、SOHCはDOHCに比べてカムシャフトの本数が少ないため、動力損失を減少させ、燃費向上にも寄与しています。しかし、単一のカムシャフトで給排気両方のバルブを駆動するため、高回転のエンジン設計には限界があります。

歴史

SOHC技術は1897年にルドルフ・ディーゼルによって発明され、その後20世紀の高性能エンジンや航空機の動力源として広まりました。1960年代から70年代にかけては、一般乗用車でも広く普及しましたが、1990年代以降は厳しい排出ガス規制に対応するため、DOHCエンジンが主流となりました。それでも、コストが重視される原付バイクや小排気量のオートバイではSOHCが依然として多く使われています。

特徴

SOHCのメリットとして、動弁系の慣性質量が少ないことで、バルブタイミングの制御が比較的容易になる点があります。また、部品点数が少ないため、構造がシンプルで整備性が高いのも特徴です。これにより、小型軽量で生産コストも抑えられるため、特に低排出ガス規制に優れた性能を発揮します。

一方で、高回転化や大出力エンジンの設計には不向きな構造でもあります。SOHCエンジンでは、ロッカーアームの長さを調整することでバルブリフト量を変更することが可能ですが、吸気側と排気側のバルブタイミングの調整が難しいため、カスタマイズには工夫が必要です。この構造上の限界により、DOHCよりも性能が低いと見なされることが多いですが、実際にはバルブ形状や配置次第で高出力なSOHCエンジンも存在します。

さらに、各社は様々な技術革新を進めており、SOHCエンジンでもバルブタイミングの動的調整を実現する機構が開発されています。例えば、三菱自工は新MIVECエンジンにおいてSOHCであってもカムシャフトの位相変化を可能にしました。

最後に、SOHCエンジンは決して効果が薄いだけの存在ではなく、一部の用途においては非常に有効な選択肢となりうる技術です。燃焼室の設計やエンジンの特性に応じて、SOHCとDOHCそれぞれの利点を組み合わせた革新的な技術が今後も期待されます。

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