Động cơ cam kép DOHC

Động cơ VW 1.4 lít - 16V DOHC.

Ý tưởng về 2 trục cam bật ra trong đầu tay đua Paolo Schuccarely. Anh nghĩ nếu mỗi van của xi-lanh đều được đóng mở bằng khuỷu cam nằm ngay phía trên, thì khối lượng các tiết chuyển động và sức ì của dàn cam sẽ giảm đến tối thiểu.

Ông Erne Henry, nhà thiết kế động cơ đua của Peugeot, cho rằng suy nghĩ của Paolo là có lý: Cùng một lực đẩy của lò xo van, động cơ sẽ đạt được số vòng quay cao hơn, tạo ra công suất lớn hơn. Henry bắt tay ngay vào việc thiết kế động cơ đua với 2 trục cam phía trên. Cải tiến của Henry đã mang lại vinh quang cho Peugeot bằng những chiến thắng liên tiếp. Tuy nhiên, lúc ấy thiết kế của Schuccarely-Henry chỉ được công nhận trong lĩnh vực xe đua, đó là năm 1912.

Quá trình trở nên phổ biến

Vào những năm 20-30, các động cơ cam kép ưu việt hơn hẳn, nhưng lại quá phức tạp và đắt tiền. Chỉ có một số hãng như Salmson của Pháp (1912) và Bugatti (từ năm 1931), Alfa Romeo (từ năm 1928), là mạo hiểm tung ra một số lượng hạn chế xe đua gắn động cơ cam kép phía trên xi-lanh.

Suốt một thời gian dài, tồn tại quan điểm cho rằng, kết cấu càng phức tạp thì càng kém tin cậy. Nhưng những tiến bộ công nghệ làm cho xe hơi ngày càng bền và có độ tin cậy cao, không phụ thuộc vào số lượng chi tiết. Nếu như sự phức tạp của kết cấu mang lại ưu thế hơn hẳn về công suất, tiết kiệm nhiên liệu và gọn nhẹ, thì đó phải là sự lựa chọn của các nhà thiết kế. Bài toán còn lại là làm sao giảm giá thành sản xuất xuống mức thấp nhất. Bước đột phá xảy ra vào năm 1948 với sự khởi xướng của Jaguar. Trong thời gian 7 năm, hãng này đã sản xuất hơn 12.000 chiếc xe thể thao XK120 nổi tiếng, với động cơ cam kép khỏe, bền với giá thành không cao. Từ năm 1950, loại động cơ này ngày càng trở nên phổ biến trên các mẫu xe con.

Hiện nay, động cơ cam kép được sản xuất hàng loạt, không còn là lĩnh vực riêng của Jaguar hay Alfa Romeo. Volkswagen cũng cho ra đời thế hệ động cơ DOHC 1,4 lít 16 van, mỗi xi-lanh có 2 van nạp, 2 van xả, hoạt động qua khuỷu cam kép. Động cơ này được gắn trên các mẫu xe Lupo, Polo, Golf IV, Bora.

Các thiết kế khác

Ký hiệu DOHC là chữ viết tắt của Double Overhead Camshafts (2 trục cam phía trên xi-lanh), còn SOHC là Single Overhead Camshafts (trục cam đơn trên đầu xi-lanh).

Rất ít khi thấy sơ đồ OHV (Overhead Valves), có nghĩa là các van nằm phía trên, còn trục cam nằm dưới và tác động vào van qua các tay đòn. OHV dẫn động tốt, nhưng nó có khối lượng các chi tiết chuyển động quá lớn, khiến các nhà thiết kế từ chối nó, để chọn DOHC.

Sơ đồ SV (Side Valves) với van nghiêng bên sườn ít gặp hơn, chỉ thấy trên một vài động cơ xe tải.

Còn một kiểu hiếm thấy nữa là IOE (Intake Over Exhaust), van nạp nằm phía trên van xả. Trong sơ đồ này, van nạp ở trên và có đường kính khá lớn, còn van xả ở dưới hoặc bên sườn. Thiết kế kiểu này được áp dụng trên động cơ của Rolls-Royce và Rover, thời gian sau chiến tranh.

(Theo Ôtô Xe Máy)