Sự khác biệt giữa các loại động cơ OHV, OHC, SOHC, DOHC chính là ở vị trí của trục cam.
- OHV là viết tắt của Over Head Valve (Van trên đầu xilanh). Mặc dù hầu hết tất cả các động cơ xe hơi hiện đại đều có van đặt trong đầu xi-lanh, nhưng thuật ngữ OHV được dùng để mô tả động cơ sử dụng cơ cấu thanh đẩy (Pushrod), với trục cam được đặt trong khối xi-lanh.
- OHC là viết tắt của Over Head Cam (hay Over Head Camshaft), có nghĩa là trục cam được lắp vào đầu xi lanh/nắp máy.
- SOHC – Single Overhead Cam (Camshaft) có nghĩa là OHC Cam đơn, tức là động cơ có một trục cam đặt trên đầu xi lanh.
- DOHC – Double Overhead Cam (Camshaft) có nghĩa là OHC Cam kép, tức động cơ có 2 trục cam đặt trên đầu xi lanh.
Vậy thì loại động cơ nào tốt hơn? Đó luôn là một cuộc tranh cãi nảy lửa trong giới ô tô. Những người hâm mộ xe cơ bắp(Muscle car) thì tỏ ra tin tưởng với một chiếc xe có động cơ thanh đẩy cổ điển, trong khi những người đam mê xe hơi trẻ tuổi sẽ nói rằng không có gì đánh bại được động cơ cam đôi (DOHC). Mỗi thiết kế đều có điểm cộng và điểm hạn chế. Hãy bắt đầu với động cơ Pushrod cũ tốt:
OHV hoặc động cơ Pushrod
Trong động cơ OHV, trục cam được đặt bên trong khối động cơ và các van được vận hành thông qua bộ nâng, thanh đẩy và cò mổ. Cơ chế này được gọi là hệ thống truyền động van Valvetrain. Thiết kế OHV đã được sử dụng thành công trong thời gian dài. Hầu hết các xe hơi thời kỳ đầu của Mỹ đều có động cơ OHV và chúng vẫn được sử dụng trong xe tải và xe thể thao.
Ưu điểm của động cơ OHV bao gồm chi phí sản xuất thấp hơn, chi phí bảo dưỡng cũng thấp, mô-men xoắn cấp thấp cao hơn (mô-men ở tốc độ thấp) và kích thước nhỏ gọn hơn. Ví dụ, Chevrolet Corvette Z06 2018 ngắn hơn sedan Honda Civic 2018 4,4 inch. Tuy nhiên, nhờ động cơ V8 6.2L OHV nhỏ gọn, Corvette Z06 có thể tăng tốc từ 0 đến 100 km/h trong 2,9 giây. Động cơ OHV LT4 bằng nhôm siêu nạp 650 mã lực của Corvette tạo ra mô-men xoắn cực đại 881Nm tại 3.600 vòng/phút. Động cơ OHV cũng nổi tiếng về độ bền và tuổi thọ. Không có gì lạ khi thấy những chiếc xe cũ hơn với động cơ OHV V8 với hơn 450.000 km vẫn chạy mạnh mẽ.
Nhược điểm của thiết kế OHV là nó đòi hỏi nhiều thành phần chuyển động để vận hành van. Mỗi thành phần sẽ thêm trọng lượng. Điều này dẫn đến quán tính của hệ thống van cao hơn, gây khó khăn cho việc kiểm soát thời điểm của van ở RPM cao hơn. Điều này có nghĩa là một động cơ OHV nhỏ sẽ không hiệu quả lắm. Thiết kế OHV phù hợp hơn với động cơ V6 và V8 lớn hơn; bạn sẽ không tìm thấy động cơ OHV trong một chiếc xe nhỏ gọn hiện đại.
Động cơ OHC hoặc SOHC
OHC có nghĩa đơn giản là Over Head Cam – Động cơ có trục cam nằm trên đầu xilanh, trong khi SOHC có nghĩa là Single Over Head Cam hoặc Single Cam – Động cơ có 1 trục cam (trục cam đơn) nằm trên đầu xilanh. Trong động cơ SOHC, trục cam được lắp vào đầu xi-lanh, và các van được vận hành bởi các cò mổ hoặc trực tiếp thông qua vấu cam.
Honda sử dụng thành công thiết kế SOHC trong các động cơ V6 đời sau của mình, nơi bốn van trên mỗi xi-lanh được vận hành bởi một trục cam duy nhất.
Nhược điểm của động cơ OHC là nó yêu cầu dây đai hoặc xích định thời với bộ căng và các bộ phận liên quan khác. Đai định thời cũng phải được thay thế định kỳ. Xích định thời thì tuổi thọ kéo dài hơn, nhưng nó cũng có thể cần được thay thế nếu bị kéo căng. Nhược điểm khác là khó thực hiện điều chỉnh thời điểm đóng mở van biến thiên riêng biệt cho van xả và van nạp; điều có thể dễ dàng thực hiện trong động cơ DOHC.
Động cơ DOHC hoặc Twin-Cam
DOHC có nghĩa là Double Over Head Cam. Một thiết kế động cơ DOHC thường được gọi là Twin Cam hoặc Dual Cam. Phần lớn các xe ô tô hiện đại có động cơ DOHC. Một động cơ DOHC điển hình có hai trục cam và bốn van trên mỗi xi-lanh. Một trục cam vận hành van nạp, trong khi trục cam khác điều khiển van xả ở phía đối diện.
Trong động cơ DOHC, các trục cam có thể được lắp cách xa nhau. Điều này cho phép các van nạp ở một góc lớn hơn so với van xả, dẫn đến luồng không khí đi qua động cơ trực tiếp hơn. Nói cách khác, động cơ DOHC có thể “hút” tốt hơn, có nghĩa là nó có thể tạo ra nhiều mã lực hơn từ một khối lượng động cơ nhỏ hơn. So sánh: Động cơ 5.0 lít V8 DOHC Coyote với 4 van trên mỗi xi-lanh của Ford Mustang GT 2018 có công suất 460 mã lực tại 7.000 vòng/phút. Động cơ V8 GM L86 6.2 lít OHV (thanh đẩy) có hai van trên mỗi xi-lanh và sản sinh công suất 420 mã lực tại 5.600 vòng/phút.
Có thể dễ dàng thực hiện các công nghệ như Định thời van biến thiên và Nâng van biến thiên trong động cơ DOHC trên cả hai trục cam, giúp cho nâng cao hiệu quả hơn nữa.
Mặt dưới của động cơ DOHC bao gồm kích thước lớn hơn và thiết kế phức tạp hơn với dây đai hoặc xích định thời và các bộ phận liên quan. Đai định thời cần được thay thế theo khoảng thời gian khuyến nghị, làm tăng thêm chi phí bảo trì. Việc thay thế một xích định thời chỉ cần thiết nếu nó bị kéo căng hoặc có một vấn đề liên quan khác, nhưng nó có thể tốn kém hơn.
Kết luận: Hiện tại, thiết kế động cơ DOHC là tiết kiệm nhiên liệu nhất, nhưng động cơ OHV kiểu cũ sẽ tồn tại lâu hơn trong điều kiện tương tự và chi phí bảo dưỡng rẻ hơn.
