DOHC
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特徴
（トヨタ製・1NZ-FE型（直動式バルブ仕様） 今日のDOHCエンジンはシリンダーヘッドカバーがアルミダイカスト、または耐熱樹脂で出来ており、一部の車種を除きシリンダーヘッドカバーは耐熱樹脂製の化粧カバーで覆われるようになった）
排気バルブと吸気バルブが別々のカムによって開閉される。
シリンダーヘッドにおけるバルブの駆動について、吸気側と排気側で別々のカムシャフトを備えるものを指す。これにより
- カム軸配置の自由度
- ポート形状・バルブ配置設計の自由度
- 燃焼室形状設計の自由度
- 動弁系慣性質量およびフリクションロスの軽減
といった面でSVやOHV、SOHCに対し優れる。これらにより
- 高回転高出力、低公害低燃費といった要求にあわせた設計
- 各種可変バルブ機構の取り込み
も比較的容易となる。欠点としては
- 部品点数が増えて機構が複雑になりコストがかかる
- カムシャフトが1ヘッドにつき2本になるためシリンダーヘッドが大型化しエンジン重心が高くなる
といったものがある[1]。
歴史
1912年に、エルネスト・アンリがフランスのプジョーのレーシングカーのために開発したのが最初であるとされるが、スペインのイスパノ・スイザの設計者マルク・ビルキヒトによる着想を剽窃したという説もある。
部品点数が多く機構が複雑であることから、1950年代以前はレーシングカーや高級スポーツカーに限定された技術であった。
第二次世界大戦後、戦前からDOHCエンジンを積極的に手掛けてきたアルファロメオが量産に転じたほか、ヨーロッパや日本の大手自動車メーカーは、従来の量産エンジンを元にヘッド部分をDOHC形に改造した高性能エンジンを開発、スポーツモデルに搭載して市場に送り出した。
日本で初めてDOHCエンジンを搭載した市販4輪自動車は、1963年に発表された軽トラックのホンダ・T360である。このDOHCエンジンは高速走行性能を確保するために搭載されたものであり、T360より遅れて開発が始まったスポーツ360には同エンジンに更にチューンを加えたものが搭載されていた[注釈 1]。その後、2ストローク機関のものが数多く存在するオートバイにおいてもDOHCは広く採用されるようになった。日本のオートバイでは1965年にホンダ・CB450、1972年にはカワサキの輸出専用車種Z1[注釈 2]などがDOHCエンジンを搭載した。
本来スポーツモデル向けの機構と見なされてきたDOHCであるが、トヨタ自動車は吸排気効率を高めつつ理想的な燃焼室形状を確保できる自由度の高さに着目し、省燃費化・低公害化の手段として実用車向けの普及型DOHCエンジン（ハイメカツインカム）を開発した。1986年8月以降、同社のガソリンエンジン乗用車のほとんどに採用された[注釈 3][注釈 4]。
以来、量産型DOHCエンジンは世界の多くのメーカーに普及している。軽自動車においても1990年代頃からDOHC化が進み、2021年のホンダ・アクティトラックの生産終了・販売終了によって全車DOHCとなった。さらに排ガス規制強化により、ディーゼルエンジンも燃料噴射弁をピストン直上に置くことのできるメリットのあるDOHCを広く採用するようになった[2]。
名称について
別名では、主に直列型エンジンがTWIN CAM、V型および水平対向型エンジンではカムシャフトが4本となるためFOUR CAMなどと呼ばれる。
「ツインカム（TWIN CAM）」と呼ばれることもある[1]。四輪ではトヨタ[注釈 5]と日産[注釈 6]、スズキ、ダイハツが、二輪ではカワサキがこの呼称を採用している。“Twin”は明らかに「2組」となってしまうため、トヨタではV型エンジンなどについては“FOUR CAM”と呼称を分けていた。
例外的にハーレーダビッドソンは自社のカムシャフトが2本のV型2気筒OHVエンジンをTWINCAMと称している。これは自社の従来のエンジンのカムシャフトが1本だったことから、それらと区別するためである。
表記はトヨタが「TWINCAM24（4バルブ6気筒）」「TWINCAM16（4バルブ4気筒）」「TWINCAM20（5バルブ4気筒）」、日産は「TWINCAM 24VALVE（4バルブ6気筒）」「TWINCAM 16VALVE（4バルブ4気筒）」、ダイハツが「TWINCAM-16V（4バルブ4気筒）」「TWINCAM-12V（4バルブ3気筒）」となる。