Otomobilgi.comOtomobilgi.com
  • Türkçe
  • English
  • Deutsch
  • Français
  • Italiano
  • Español
  • Português
  • Polski
  • Magyar
  • Azərbaycanca
  • Bahasa Indonesia
  • Русский
  • 中文
  • 日本語
  • 한국어
  • हिन्दी
  • Tiếng Việt
  • ไทย
  • বাংলা
  • العربية
  • فارسی
  • Türkçe
  • English
  • Deutsch
  • Français
  • Italiano
  • Español
  • Português
  • Polski
  • Magyar
  • Azərbaycanca
  • Bahasa Indonesia
  • Русский
  • 中文
  • 日本語
  • 한국어
  • हिन्दी
  • Tiếng Việt
  • ไทย
  • বাংলা
  • العربية
  • فارسی
  • หน้าแรก
  • ข่าวสาร
    ข่าวอุตสาหกรรมยานยนต์ตุรกี
    ข่าวอุตสาหกรรมยานยนต์โลก
    ข่าวมอเตอร์สปอร์ตตุรกี
    ข่าวมอเตอร์สปอร์ตทั่วโลก
  • รถยนต์
    เครื่องยนต์สันดาปภายใน
    • รุ่นเครื่องยนต์สันดาปภายใน
    • เทคโนโลยีเครื่องยนต์สันดาปภายใน
    • เชื้อเพลิงและการสิ้นเปลือง
    • การปล่อยมลพิษและสิ่งแวดล้อม
    • การเป็นเจ้าของยานพาหนะเครื่องยนต์สันดาปภายใน
    • ประวัติยานยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายใน
    ไฟฟ้า
    • รุ่นรถยนต์ไฟฟ้า
    • เทคโนโลยีรถยนต์ไฟฟ้า
    • การชาร์จและโครงสร้างพื้นฐาน
    • เทคโนโลยีแบตเตอรี่
    • ระยะทางและอัตราการใช้เชื้อเพลิง
    • การเป็นเจ้าของรถยนต์ไฟฟ้า
    • ประวัติศาสตร์รถยนต์ไฟฟ้า
    ยานพลังงานไฮบริด
    • โมเดลไฮบริด
    • ระบบไฮบริด
    • แบตเตอรี่และการชาร์จ
    • การบริโภคและประสิทธิภาพ
    • การเป็นเจ้าของแบบไฮบริด
    • ประวัติศาสตร์รถยนต์ไฮบริด
  • เทคโนโลยี
    ระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่
    เทคโนโลยีความปลอดภัย
    เทคโนโลยีไฟส่องสว่างและการมองเห็น
    ระบบนันเทนเมนต์และการเชื่อมต่อ
    การขับขี่อัตโนมัติและปัญญาประดิษฐ์
    เทคโนโลยีแห่งอนาคต
  • คู่มือ
    คู่มือการซื้อ
    คู่มือการขาย
    การบำรุงรักษาและการใช้งาน
    ความเป็นเจ้าของและต้นทุน
    ยางและล้อแม็ก
    ประกันภัยและการตรวจสภาพ
  • ประวัติศาสตร์และวัฒนธรรม
    ประวัติศาสตร์รถยนต์
    รุ่นอันโด่งดัง
    คลาสสิกและคอลเลกชัน
    การเดินทางทางยานยนต์ของตุรกี
    การออกแบบรถยนต์
    รถยนต์และวัฒนธรรมสมัยนิยม
  • มอเตอร์สปอร์ต
    ฟอร์มูลา 1
    Rally (WRC)
    ราลลี่ครอส
    MotoGP
    Formula 2 & Formula 3
    คาร์ตติ้ง
    การแข่งขันเลอม็อง 24 ชั่วโมง
    WEC
    NASCAR
    อินดี้คาร์
    DTM
    การแข่งขัน GT
    ดริฟท์
    การแข่งรถแบบดรา็ก
  • รู้จักเราให้ดีขึ้น
    เกี่ยวกับเรา
    ติดต่อ
  • Türkçe
  • English
  • Deutsch
  • Français
  • Italiano
  • Español
  • Português
  • Polski
  • Magyar
  • Azərbaycanca
  • Bahasa Indonesia
  • Русский
  • 中文
  • 日本語
  • 한국어
  • हिन्दी
  • Tiếng Việt
  • ไทย
  • বাংলা
  • العربية
  • فارسی
  • Türkçe
  • English
  • Deutsch
  • Français
  • Italiano
  • Español
  • Português
  • Polski
  • Magyar
  • Azərbaycanca
  • Bahasa Indonesia
  • Русский
  • 中文
  • 日本語
  • 한국어
  • हिन्दी
  • Tiếng Việt
  • ไทย
  • বাংলা
  • العربية
  • فارسی
  1. หน้าแรก
  2. รถยนต์
  3. เครื่องยนต์สันดาปภายใน
  4. ประวัติยานยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายใน
  5. ทำไมเพลาลูกเบี้ยวจึงถูกย้ายไปที่ฝาสูบ?

ทำไมเพลาลูกเบี้ยวจึงถูกย้ายไปที่ฝาสูบ?

  • ประวัติยานยนต์สันดาปภายใน
  • ผู้เขียน: Deniz Erkan
  • การสร้าง: 22 ตุลาคม 2026
การย้ายไปที่หัวลูกสูบของชุดกระบอกสูบ คือด้านที่ชนะในการต่อสู้ทางวิศวกรรมที่ยืนยาวที่สุดตลอด 130 ปีของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
การย้ายไปที่หัวลูกสูบของชุดกระบอกสูบ คือด้านที่ชนะในการต่อสู้ทางวิศวกรรมที่ยืนยาวที่สุดตลอด 130 ปีของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

แชร์หน้านี้

คำถามว่าวาล์วจะอยู่ตรงไหนในเครื่องยนต์ และจะถูกควบคุมด้วยกลไกแบบใด ได้หล่อเลี้ยงการต่อสู้ทางวิศวกรรมที่ดำเนินยาวนานที่สุดครั้งหนึ่งในประวัติศาสตร์ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน คำตอบ; ได้วิวัฒนาการมาเป็นเส้นทาง 130 ปี ตั้งแต่รูปแบบ L-head ที่วาล์วอยู่ในบล็อกสูบ ไปสู่ OHV ที่เพลาลูกเบี้ยวในบล็อกเปิดวาล์วที่หัวสูบผ่านหลักกด จากนั้นไปสู่สถาปัตยกรรม OHC และ DOHC ที่ย้ายเพลาลูกเบี้ยวขึ้นไปที่หัวสูบ บทความนี้จะกล่าวถึงจุดหมุนสำคัญของวิวัฒนาการนั้น พร้อมถ่วงดุลข้อดีข้อเสียที่แท้จริงของแต่ละการออกแบบด้วยข้อมูลทางเทคนิค

จุดเด่น

  • 1876: เครื่องยนต์สี่จังหวะที่ทำงานได้จริงเครื่องแรกของ Nikolaus Otto ใช้วาล์วแบบเลื่อนที่สืบทอดมาจากเครื่องยนต์ไอน้ำ
  • 1894: ต้นแบบของ Diesel ได้นำเสนอเครื่องยนต์ OHV เครื่องแรกที่รู้จักกันด้วยรูปแบบเพลาลูกเบี้ยว + หลักกด + คานโยก
  • 1904: Buick Model B เป็นเครื่องยนต์ OHV ผลิตแบบอนุกรมเครื่องแรกของโลก; ในช่วงเวลาเดียวกัน Marr Auto-Car ได้ใช้เครื่องยนต์ OHC หนึ่งในเครื่องแรกที่รู้จัก
  • 1980: Alfa Romeo Spider 2000 เป็นเครื่องยนต์ผลิตแบบอนุกรมเครื่องแรกที่มีระบบเปลี่ยนจังหวะเปิดวาล์ว; รากฐานของแนวคิดนี้ย้อนกลับไปที่สิทธิบัตร Cadillac ปี 1903
  • 1994: เครื่องยนต์ pushrod Mercedes-Benz 500I ชนะการแข่งขัน Indianapolis 500 ด้วยช่องว่างขนาดใหญ่เหนือคู่แข่งที่ใช้ OHC

เพราะเหตุใดเพลาลูกเบี้ยวจึงถูกย้ายไปที่หัวสูบ? ที่มาของปัญหา

คำถามดูเรียบง่าย: วาล์วควรอยู่ใกล้ห้องเผาไหม้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพราะยิ่งแนวระเบิดของเปลวไฟเดินทางได้ระยะสั้นเท่าไร การเผาไหม้ยิ่งได้รับการควบคุมมากขึ้นเท่านั้น แต่เพลาลูกเบี้ยวต้องการระบบขับเคลื่อน; มันต้องถูกหมุนจากเพลาข้อเหวี่ยงด้วยเกียร์หรือโซ่ หากวางวาล์วไว้ที่บล็อกสูบ ซึ่งก็คือใต้ห้องเผาไหม้ คุณก็สามารถวางเพลาลูกเบี้ยวไว้ที่บล็อกและทำให้กลไกทั้งหมดสั้นและเรียบง่ายได้ หากย้ายวาล์วขึ้นไปที่หัวสูบ คุณจะต้องเลือกว่าจะเก็บเพลาไว้ที่บล็อกและสร้างห่วงโซ่ส่งกำลังที่ยาว หรือย้ายเพลาขึ้นไปที่หัวสูบด้วยและยืดระบบขับเคลื่อนออกไป สงครามสถาปัตยกรรมวาล์วทั้งหมด ล้วนเป็นเพียงโซลูชันที่แตกต่างกันของความตึงเครียดระหว่าง ความเรียบง่าย–ประสิทธิภาพ นี้

ผู้เล่นยุคแรกเริ่มต้นนอกเหนือจากความตึงเครียดนี้ เครื่องยนต์ Otto เครื่องแรกที่ทำงานได้ในปี 1876 ทำงานด้วยวาล์วแบบเลื่อนที่สืบทอดมาจากธรรมเนียมเครื่องยนต์ไอน้ำ เมื่อเครื่องยนต์สันดาปภายในมีความเป็นผู้ใหญ่มากขึ้น วาล์วแบบเลื่อนก็ถูกแทนที่ด้วยวาล์วแบบ poppet ในความหมายปัจจุบัน; เป็นการออกแบบที่มีพื้นผิวแรงเสียดทานน้อยและมีความเร็วในการตอบสนองสูง ในยานพาหนะยุคแรกอย่าง Daimler Reitwagen ปี 1885 จะเห็นรูปแบบระหว่างกลางที่น่าสนใจ: วาล์วไอดีอยู่ที่หัวสูบ แต่ไม่ได้เปิดด้วยเพลาลูกเบี้ยว หากแต่เปิดด้วยสุญญากาศในจังหวะไอดี กล่าวคือแบบ บรรยากาศ; ส่วนวาล์วไอเสียยังคงอยู่ที่บล็อกและถูกควบคุมด้วยเพลาลูกเบี้ยว

L-head: ยุคทองและขีดจำกัดของความเรียบง่าย

ในรูปแบบที่เรียกว่า Flathead หรือ L-head วาล์วทั้งสองตัวอยู่ใต้ห้องเผาไหม้ ภายในบล็อกสูบ เพลาลูกเบี้ยวอยู่ที่บล็อกและเปิดวาล์วโดยตรง; ไม่มีหลักกด คานโยก หรือห่วงโซ่ขับเคลื่อนที่ลอดผ่านหัวสูบ เป็นเครื่องยนต์ที่ผลิตถูก บำรุงรักษาง่าย และถือได้ว่าประกอบฟรี ในสหรัฐอเมริกา ความเรียบง่ายนี้ได้รับความนิยมมากจนเครื่องยนต์ flathead ยังคงแพร่หลาย จนถึงกลางและปลายทศวรรษ 1950

แต่ความเรียบง่ายก็มีราคาของมัน: เนื่องจากวาล์วถูกวางอย่างฝืนๆ ไว้ริมขอบห้องเผาไหม้ ห้องเผาไหม้จึงบิดเบี้ยวเป็นรูปทรงกลับ L ที่แปลกตา แนวหน้าเปลวเพลิงยาวขึ้น ประสิทธิภาพเชิงความร้อนลดลง และอาการหอบที่รอบสูงก็เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ความปรารถนาของวิศวกรที่อยากให้ห้องเผาไหม้คอมแพคท์และทรงกลม คือแหล่งที่มาของแรงกดดันทั้งหมดที่ผลักดันให้ยกวาล์วขึ้นสู่หัวสูบ แรงกดดันนี้เองที่ในที่สุดก็พา L-head ออกจากเวทีประวัติศาสตร์

ก็ต้องไม่ลืมไฮบริดที่อยู่ตรงกลางระหว่างทางด้วย: ในรูปแบบ F-head หรือ IOE (intake-over-exhaust) วาล์วหนึ่งตัวต่อหนึ่งสูบอยู่ที่บล็อก อีกตัวอยู่ที่หัวสูบ มันถูกผลิตมาเป็นเวลาหลายปีในฐานะเส้นทางสายกลางเชิงปฏิบัตินิยมที่หลีกเลี่ยงความซับซ้อนทางกลไกบางส่วนในขณะที่ยกวาล์วไอดีขึ้นด้านบน

OHV: ทำไมอเมริกาจึงเลือก Pushrod?

Pushrod motoru Amerika'yı fethetti çünkü düşük kaput, düşük ağırlık merkezi ve bol tork sunuyordu; bedeli ise yüksek devirde supap yüzmesiyle ödendi.

รูปแบบ OHV เป็นข้อตกลงอันชาญฉลาด: วาล์วถูกยกขึ้นไปที่หัวสูบ ห้องเผาไหม้มีรูปทรงที่เหมาะสม แต่เพลาลูกเบี้ยวยังคงอยู่ที่บล็อก และสั่งการไปยังวาล์วผ่านห่วงโซ่ของลิฟเตอร์ ท่อส่งแรง (pushrod) และชิ้นส่วนโยก (rocker arm) การต่อสู้เกิดขึ้นในห่วงโซ่นี้เอง ข้อดีของห่วงโซ่นี้ไม่อาจโต้แย้งได้:

  • ความสูงของฝากระโปรงลดลง จุดศูนย์ถ่วงต่ำลง ข้อได้เปรียบในการจัดวางชิ้นส่วนในเครื่องยนต์ V นั้นยิ่งใหญ่
  • เพลาลูกเบี้ยวอยู่ใกล้กับเพลาข้อเหวี่ยง ถูกขับเคลื่อนด้วยโซ่สั้นๆ หรือการเชื่อมต่อเกียร์โดยตรง ไม่มีองค์ประกอบรวมของสายพาน-โซ่-เทนชั่นเนอร์แบบใน OHC
  • การหล่อลื่นง่ายขึ้น: แค่ชิ้นส่วนโยกก็เพียงพอ ท่อส่งแรงอาจเป็นแบบกลวงได้ และปั๊มน้ำมันที่เล็กกว่าก็ทำงานได้
  • ทอร์กที่อุดมสมบูรณ์ที่รอบต่ำและความทนทาน เป็นของที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับรถกระบะและ muscle car

แต่ราคาที่ต้องจ่ายก็ซ่อนอยู่ในจำนวนชิ้นส่วนเคลื่อนที่ของ valvetrain ความเฉื่อยของมวลที่ประกอบด้วยลิฟเตอร์ pushrod และ rocker ทำให้ที่รอบสูงวาล์วตามแคมไม่ทันและเกิดอาการ ลอย (valve float) นอกจากนี้ การที่ pushrod ใช้พื้นที่บนหัวสูบยังทำให้จำนวนวาล์วต่อสูบถูกตรึงไว้ที่สองตัวอย่างพฤตินัย หัวสูบ OHV แบบสี่วาล์วนั้นยากเย็นจนแทบจะเรียกได้ว่าเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ

ลำดับทางประวัติศาสตร์ก็น่าสนใจ: OHV เป็นแนวคิดที่เก่าแก่กว่าที่เราคิด โปรโตไทป์ดีเซลปี 1894 คือเครื่องยนต์ OHV ตัวแรกที่รู้จักกันในเรื่องวาล์ว poppet แบบยกสูงที่ควบคุมผ่านห่วงโซ่เพลาลูกเบี้ยว-pushrod-rocker ในปี 1896 William F. Davis ได้รับสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกาสำหรับ OHV แบบหัวสูบระบายความร้อนด้วยของเหลว (ไม่เคยมีการสร้างต้นแบบที่ใช้งานได้จริง) ในปี 1898 Walter Lorenzo Marr ผลิตรถสามล้อที่ใช้เครื่องยนต์ OHV และระหว่างปี 1899-1902 ได้พัฒนาการออกแบบนี้ให้เต็มที่ในช่วงก่อตั้งของ Buick ในยุคนั้น ผลลัพธ์คือ Buick Model B ปี 1904: เครื่องยนต์ OHV ผลิตแบบอนุกรมตัวแรกของโลก ซึ่งเป็น flat-twin ที่มีวาล์วสองตัวต่อหนึ่งสูบ ขายได้ 750 คันในปี 1905 และตั้งแต่วันนั้นเป็นต้นมา Buick แทบทุกรุ่นก็ยังคงเป็น OHV ในปี 1911 แม้แต่ Chevrolet ก็ผลิตแต่ OHV เกือบทั้งหมดเช่นเดียวกับ Buick

ควรจดบันทึกเหตุการณ์สองเรื่องที่แสดงถึงเพดานของ OHV ในการแข่งขัน Indianapolis 500 ปี 1994 ทีม Team Penske ได้ออกตัวจากตำแหน่ง pole position ด้วยเครื่องยนต์ pushrod Mercedes-Benz 500I ที่ติดตั้งข้อได้เปรียบด้านปริมาตรและบูสต์ซึ่งเกิดจากช่องโหว่กติกา และเอาชนะคู่แข่งที่ใช้ OHC ได้อย่างขาดลอย ในปี 2008 Dodge Viper รุ่นที่สี่ออกมาพร้อมเครื่องยนต์ pushrod ผลิตจริงรุ่นแรกที่ใช้ VVT; 21. ต้นศตวรรษ GM และ Chrysler ต่างเพิ่มระบบปิดกระบอกสูบลงในเครื่องยนต์ pushrod V8 เพื่อลดการใช้เชื้อเพลิง ทุกยุคสมัยที่มีคนกล่าวว่า pushrod ตายแล้ว มันก็ได้หายใจอีกครั้ง

การก้าวขึ้นมาของ OHC: ความท้าทายจากยุโรป

ประวัติศาสตร์ของ OHC เก่าแก่พอ ๆ กับ OHV และอย่างน่าขัดแย้งก็ผ่านชื่อเดียวกัน: 1904 Marr Auto-Car ซึ่งสืบทอดมรดกการออกแบบของ Walter Marr ใช้เครื่องยนต์ OHC ที่เป็นที่รู้จักในฐานะหนึ่งในเครื่องยนต์รุ่นแรก ลูกเบี้ยวอยู่ที่หัวกระบอกสูบ ทำงานอยู่เหนือลูกสูบโดยตรง; ห่วงโซ่ pushrod หายไป จังหวะเปิดปิดลูกสูบได้ความแม่นยำอย่างเคร่งครัด แต่ตลอดหลายทศวรรษ วิธีแก้ปัญหานี้ถูกใช้เฉพาะในยานพาหนะสมรรถนะสูงเท่านั้น; มันแพงเกินไปสำหรับเศรษฐศาสตร์ของการผลิตจริง

จุดสมดุลเปลี่ยนไปใน ครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 OHC แพร่กระจายไปด้วยเส้นโค้งที่ช้าแต่มั่นคงตั้งแต่ทศวรรษ 1950 ถึง 1990 และเมื่อต้น ศตวรรษที่ 21 เครื่องยนต์ยานยนต์ส่วนใหญ่ (ยกเว้น V8 บางรุ่นในอเมริกาเหนือ) ถูกผลิตด้วยลูกเบี้ยวที่ย้ายขึ้นไปอยู่ที่หัว ต้องแยกสองชั้นออกจากกัน: ในรูปแบบ SOHC มีลูกเบี้ยวเดียวสำหรับแถวกระบอกสูบแต่ละแถว; ควบคุมทั้งอากาศเข้าและไอเสียพร้อมกัน มักจำกัดที่สองลูกสูบต่อกระบอก ราคาถูกและบำรุงรักษาง่าย ส่วน DOHC ใช้ลูกเบี้ยวแยกกันสองตัวสำหรับอากาศเข้าและไอเสีย; สี่ลูกสูบต่อกระบอก การไหลของอากาศที่เหนือกว่า ความทนทานต่อรอบเครื่องสูง และการรองรับ VVT เป็นของคู่ใจตามธรรมชาติของรูปแบบนี้

หมายเหตุเล็ก ๆ ที่ทำให้การจำแนกสถาปัตยกรรมยุ่งยากขึ้นด้วย: ในการออกแบบบางแบบเช่น Ford CVH และ Opel CIH ลูกเบี้ยวอยู่ที่หัวแต่ติดตั้งอยู่ใต้หรือข้างลูกสูบ หากพิจารณาจากกลไกจริง สิ่งเหล่านี้ถือเป็น OHV ในแก่นแท้ - ห่วงโซ่การควบคุมสำคัญพอ ๆ กับตำแหน่งทางกายภาพของลูกเบี้ยว

ลูกสูบกี่ตัวต่อกระบอกสูบ? กำเนิดของสงครามประสิทธิภาพ

เมื่อลูกเบี้ยวขึ้นไปอยู่ที่หัว ก้าวต่อไปก็ชัดเจน: ลูกสูบมากขึ้นต่อกระบอก รากฐานของการออกแบบหลายลูกสูบย้อนกลับไปถึงรถแข่งในปี 1912 แต่แนวคิดนี้กลายเป็นมาตรฐานโดยพฤตินัยในช่วงกลางทศวรรษ 1980 Ferrari 308 GTB Quattrovalvole (1982) และ BMW M635CSi (1983) เป็นรุ่นที่แสดงให้เห็นว่าสี่ลูกสูบต่อกระบอกแทบจะเป็นสิ่งจำเป็นในโลกของสมรรถนะสูง สี่ลูกสูบ; หมายถึงการปรับแต่งอากาศเข้าและไอเสียแยกจากกัน การที่หัวเทียนอยู่ใกล้ศูนย์กลางของห้องเผาไหม้มากขึ้น และความสามารถในการหายใจที่เพิ่มขึ้นที่รอบเครื่องสูง

สี่ลูกสูบก็ยังไม่ใช่เพดาน: ในช่วงเวลาตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ถึงต้นทศวรรษ 2000 เครื่องยนต์ห้าลูกสูบเป็นที่นิยมแต่ก็ยังคงอยู่นอกกระแสหลักเสมอ ยิ่งซับซ้อนมาก ผลตอบแทนยิ่งน้อยลง; ห้าลูกสูบยังคงเป็นเพียงโชว์ทางวิศวกรรม ไม่ได้กลายเป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรม

รายการตัวอย่างอันโดดเด่นของ DOHC มีมากมาย: Alfa Romeo Twin Cam (1954), Chrysler Hemi (1964) และสถาปัตยกรรม CVCC ที่ Honda เปิดตัวในปี 1972 ล้วนเป็นคลาสสิกของรายการนี้ CVCC เข้าสู่การผลิตแบบอนุกรมกับ Civic ปี 1975 ทำให้ Honda ขึ้นเป็นผู้นำด้านนวัตกรรมการส่งกำลัง และกลายเป็นสัญลักษณ์ของความท้าทายระดับโลกต่อสถาปัตยกรรมลูกสูบของวิศวกรรมญี่ปุ่น Honda เปิดตัว VTEC ที่เปิดตัวพร้อม Integra ในปี 1989 โปรแกรมที่เริ่มต้นในเดือนมีนาคม 1984 ได้เห็นตัวอย่างเบื้องต้นล่วงหน้าใน City ปี 1987 การตั้งเวลาและระยะยกของลูกสูบแบบแปรผันที่อิง DOHC ของ VTEC อยู่ในระดับที่เทียบเคียงได้กับเครื่องยนต์แข่งของ Honda เอง

การตั้งเวลาลูกสูบแบบแปรผัน: ไอเดียที่มีอายุ 80 ปี

VTEC ถูกมองว่าเป็นนวัตกรรมปฏิวัติวงการ แต่อายุของแนวคิดการตั้งเวลาลูกสูบแบบแปรผันกลับน่าประหลาดใจ Cadillac Runabout ปี 1903 เป็นตัวอย่างแรกที่ถูกบันทึกในประวัติศาสตร์ด้วยสิทธิบัตรกลไกลูกสูบแบบแปรผัน แหล่งข้อมูลในยุคนั้นระบุว่า Cadillac กำลังผลิต VVT แบบควบคุมโดยผู้ขับขี่ในขณะนั้น ซึ่งย้อนไปก่อนการเกิดของ Soichiro Honda สามปี ตั้งแต่ปี 1903 ถึง 1979 Cadillac, Porsche และ Fiat ได้ทดลองการออกแบบ VVT ที่แตกต่างกัน แต่ไม่มีแบบใดไปถึงการผลิตแบบอนุกรม

เส้นแบ่งถูกข้ามผ่านด้วย Alfa Romeo Spider 2000 ปี 1980: เครื่องยนต์แบบอนุกรมเครื่องแรกที่มี VVT ในญี่ปุ่น ลำดับก็แตกต่างจากที่คนส่วนใหญ่คิดเช่นกัน บริษัทแรกที่ผลิตเครื่องยนต์ VVT ในญี่ปุ่นไม่ใช่ Honda แต่เป็น Nissan ระบบ NVCS (Nissan Valve-Timing Control System) ของ Nissan ย้อนไปถึงปี 1986 และถูกใช้ครั้งแรกใน V6 24 วาล์ว 3.0 ลิตร VG30DE ส่วน VTEC ของ Honda มีต้นกำเนิดจากระบบ REV (Revolution-modulated valve control) ที่เปิดตัวในมอเตอร์ไซค์ CBR400 นั่นคือ VVT ไม่ใช่เรื่องราวของนักประดิษฐ์คนเดียวหรือแบรนด์เดียว แต่เป็นเรื่องราวของไอเดียที่จดสิทธิบัตรในปี 1903 ที่ค่อยๆ สุกงอมจนกลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมในทศวรรษ 1980

ลูกสูบแบบ Desmodromic: ทางตันหรือขุมทรัพย์ของผู้ที่ไม่ใช้สปริง?

โซลูชันที่เป็นขอบของสถาปัตยกรรมลูกสูบเข้าหาปัญหาจากรากฐานที่แตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง: อย่าใช้สปริงในการปิดลูกสูบ ในระบบ desmodromic ลูกสูบแบบ poppet จะเปิดและปิดอย่างแน่นอนทั้งสองทิศทางด้วยระบบแคมและคานแทนสปริง ข้อดีนั้นชัดเจนในทางทฤษฎี: ความอ่อนแอของสปริงลูกสูบหายไป และอนุญาตให้มีความเร่งและการชะลอตัวของลูกสูบที่สูงกว่ามากโดยไม่มีความเสี่ยงจากความล้มเหลวของสปริง ยังประหยัดกำลังที่รอบสูงอีกด้วย และไม่ได้เป็นระบบที่ซับซ้อนอย่างที่คนส่วนใหญ่คิด

แต่ข้อโต้แย้งฝ่ายตรงข้ามก็แน่นแฟ้นไม่แพ้กัน: สิ่งที่กำหนดเพดานรอบจริงของเครื่องยนต์ใดๆ ไม่ใช่ความเสี่ยงจากสปริง แต่เป็นมวลและเรขาคณิตของ valvetrain โลหะวิทยาและวิทยาศาสตร์วัสดุสมัยใหม่ทำให้การควบคุมลูกสูบราบรื่นกว่าเดิมมาก ยิ่งความแข็งแรงเชิงกลของสปริงเพิ่มขึ้น ข้อได้เปรียบที่ desmo มีในตัวเองก็ยิ่งลดลง Desmo ในวันนี้สามารถนิยามได้ว่าเป็นโซลูชันที่ดำรงอยู่ด้วยความสวยงามเชิงกลและมูลค่าทางการตลาดเป็นหลัก ขณะที่เหตุผลทางเทคนิคค่อยๆ อ่อนแอลง

สถาปัตยกรรมลูกสูบแบบใดดีกว่า? การเปรียบเทียบ

สถาปัตยกรรมตำแหน่งแคมจำนวนลูกสูบโดยทั่วไปจุดแข็งจุดอ่อน
L-head (flathead)อยู่ในบล็อก ลูกสูบอยู่ในบล็อก2 ต่อสูบความเรียบง่ายในการผลิตและบำรุงรักษาห้องเผาไหม้ไม่มีประสิทธิภาพ เพดานรอบต่ำ
OHV (pushrod)อยู่ที่บล็อก ลูกสูบอยู่ที่หัว2 ลูกสูบต่อกระบอกสูบแพ็กเกจกะทัดรัด แรงบิดที่รอบต่ำ ระบบขับง่ายลูกสูบลอยที่รอบสูง ข้อจำกัดของลูกสูบ 4 ตัว
SOHCอยู่ที่หัว ลูกเพลาเดียว2 ลูกสูบต่อกระบอกสูบเรียบง่าย ราคาถูก บำรุงรักษาง่ายการไหลของอากาศจำกัดกว่า DOHC
DOHCอยู่ที่หัว แยกทางเข้าอากาศและไอเสีย4 ลูกสูบต่อกระบอกสูบ (โดยทั่วไป)การไหลที่เหนือกว่า รอบสูง รองรับ VVTระบบขับเคลื่อนซับซ้อนและแพง

จากตารางไม่มีผู้ชนะเพียงรายเดียว และนั่นก็คือข้อสรุปที่แหล่งข้อมูลทั้งหมดเห็นตรงกัน สำหรับงานที่เน้นแรงบิด งานหนัก และแอปพลิเคชัน V8 OHV ยังคงเป็นตัวเลือกที่สมเหตุสมผล สำหรับการผลิตจำนวนมากที่สมดุล SOHC ก็เพียงพอ หากมองไปที่ประสิทธิภาพและประหยัดเชื้อเพลิง DOHC พร้อมจังหวะลูกสูบและการไหลของอากาศที่ล้ำสมัยกว่า มักเป็นตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพที่สุด เบื้องหลังความมุ่งมั่นของ GM ที่มีต่อ pushrod ก็คือการคำนวณทางวิศวกรรมที่คล้ายกัน: ผลลัพธ์ระดับสูงสุดและข้อได้เปรียบด้านพื้นที่ในห้องเครื่องสามารถอยู่รวมกันได้ในเครื่องยนต์เดียว

สมดุลของ 130 ปี: วันนี้เราอยู่ที่ไหน?

บทส่งท้ายของสงครามสถาปัตยกรรมลูกสูบไม่ได้ประกาศผู้ชนะเพียงรายเดียว Flathead จากไปสู่ประวัติศาสตร์ OHV ยังคงยึดพื้นที่แคบแต่มั่นคงในโลกรถกระบะและ V8 อเมริกาเหนือ ส่วนคู่ผสม DOHC และ VVT กลายเป็นมาตรฐานโดยพฤตินัยของประสิทธิภาพและประสิทธิผล การย้ายเพลาลูกเบี้ยวไปที่ฝาสูบเริ่มต้นในปี 1904 ในฐานะความอยากรู้ทางวิศวกรรม กลายเป็นสิทธิพิเศษด้านประสิทธิภาพในครึ่งศตวรรษ และเปลี่ยนเป็นค่าเริ่มต้นของอุตสาหกรรมในทศวรรษ 1990 คำถามว่าลูกสูบควรอยู่ที่ใด ดำเนินไปคู่ขนานกับคำถามว่าเครื่องยนต์จะมีประสิทธิภาพ มีชีวิตชีวา และทนทานเพียงใด - และหลังผ่านไป 130 ปียังไม่ปิดฉากลงอย่างสมบูรณ์

แหล่งข้อมูล

  • เครื่องยนต์ลูกสูบเหนือหัว - Wikipedia
  • ระบบลูกสูบ 101: ทำความเข้าใจ OHV และ OHC - Enginetech
  • เครื่องยนต์ OHV vs OHC vs SOHC vs DOHC - EngineDIY
  • เครื่องยนต์หลายลูกสูบ - Autozine
  • เครื่องยนต์ VTEC / 1989 - Honda
  • เส้นทางความท้าทายในยุค 1960 - ประวัติศาสตร์ของ Honda
  • ลูกสูบ Desmodromic - Wikipedia
  • อธิบายลูกสูบ Desmodromic ของ Ducati - Motorcyclist
  • ทุกอย่างเกี่ยวกับระบบลูกสูบ Desmodromic ของ Ducati - Dirt Bike Magazine
  • จังหวะลูกสูบแปรผัน - Wikipedia
  • VTEC เปลี่ยนโลกอย่างไร - Road & Track
  • เจาะลึกเชิงเทคนิค: ไตร่ตรองจังหวะลูกสูบแปรผัน - Snap-on
  • เครื่องยนต์ Otto - Wikipedia
  • เครื่องยนต์ Flathead - Wikipedia
  • ห้าเครื่องยนต์ที่มีห้าลูกสูบ (หรือมากกว่า) ต่อกระบอกสูบ - EngineLabs
  • 5 เหตุผลดีๆ ว่าทำไมเครื่องยนต์ Pushrod ยังคงมีอยู่ - mechanics.com.au

บรรณาธิการหมวดหมู่

Deniz Erkan

Deniz Erkan

หนึ่งในนิสัยที่สำคัญที่สุดที่อาชีพวิศวกรเครื่องกลได้ปลูกฝังให้ฉันคือการมองระบบไม่ใช่แค่ที่ผลลัพธ์ แต่มองถึงวิธีการและเหตุผลว่าทำไมมันถึงทำงานได้ ความสนใจของฉันที่มีต่อรถยนต์ก็ได้รับแรงบันดาลใจจากมุมมองแบบนี้เช่นกัน สำหรับฉันแล้ว รถยนต์ไม่ใช่แค่ดีไซน์ สมรรถนะ หรือความสะดวกสบายเท่านั้น แต่เป็นระบบที่สมบูรณ์ซึ่งประกอบด้วยเครื่องกล อิเล็กทรอนิกส์ ซอฟต์แวร์ และงานวิศวกรรมที่มารวมกัน

ฉันได้ผสานพื้นฐานด้านวิศวกรรมของฉันเข้ากับการพัฒนาซอฟต์แวร์ในช่วงเวลาที่ผ่านมา จุดตัดกันของสองสาขานี้ทำให้ฉันสามารถมองรถยนต์สมัยใหม่จากมุมมองที่องค์รวมมากขึ้น ฉันติดตามโลกของรถยนต์ตั้งแต่เครื่องยนต์และระบบกันสะเทือนไปจนถึงระบบช่วยขับขี่และเทคโนโลยีซอฟต์แวร์ ด้วยสายตาของทั้งวิศวกรและผู้ที่หลงใหลในรถยนต์

เป้าหมายของฉันที่ Otomobilgi.com คือ การอธิบายหัวข้อทางเทคนิคโดยไม่จมดิ่งไปกับความซับซ้อนที่ไม่จำเป็น ด้วยภาษาที่คงความถูกต้องทางวิศวกรรมและปลุกชุบความอยากรู้อยากเห็นเรื่องรถยนต์ให้คงอยู่ เพราะรถยนต์ที่ดีสำหรับฉันไม่ใช่แค่สวยหรือเร็วเท่านั้น แต่เป็นผลงานชิ้นพิเศษที่ถ่ายทอดดีไซน์ เทคโนโลยี และเอกลักษณ์การขับขี่ออกมาในภาพรวมเดียวกัน

เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง

VTEC เปิดทางให้เครื่องยนต์ทั้งประหยัดในรอบต่ำและทรงพลังในรอบสูงได้ โดยการทลายข้อจำกัดของระบบจังหวะเปิดปิดวาล์วแบบคงที่
ประวัติยานยนต์สันดาปภายในปฏิวัติ VTEC: การเปลี่ยนจังหวะเปิดปิดวาล์วเปลี่ยนคาแรกเตอร์ของเครื่องยนต์อย่างไร
เครื่องยนต์แบบง่ายที่ปล่อยเชื้อเพลิงส่วนหนึ่งออกทางไอเสียโดยตรงในแต่ละรอบ ต้องถูกกำจัดออกจากยานยนต์เมื่อเผชิญกับกฎการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดในยุคทศวรรษ 1980
ประวัติยานยนต์สันดาปภายในทำไมเครื่องยนต์สองจังหวะจึงหายไปจากยานยนต์?
ด้วยสมดุลอันยอดเยี่ยม เครื่องยนต์หกสูบแนวนอนที่เป็นมาตรวัดแห่งเกียรติภูมิมาตลอดหนึ่งศตวรรษ ได้พิสูจน์อีกครั้งว่าวิศวกรรมยังไม่เคยตายในยุคเทอร์โบ
ประวัติยานยนต์สันดาปภายในทำไมเครื่องยนต์ 6 สูบเรียงแถวจึงกลับมาได้รับความนิยมอีกครั้ง?
Formula 1 ไม่ได้เปลี่ยนแปลงรถยนต์ท้องถนน แต่ช่วยเร่งพัฒนาเทคโนโลยีต่าง ๆ ตั้งแต่การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงไปจนถึงการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ในรูปแบบที่วัดผลได้อย่างชัดเจน
ประวัติยานยนต์สันดาปภายในFormula 1 เปลี่ยนรถสปอร์ตถนนอย่างไร?
เครื่องยนต์ของเบนซ์ในปี 1886 ไม่ใช่ปาฏิหาริย์เพียงลำพัง แต่เป็นด้วยสุดท้ายของห่วงโซ่การทดลองที่ยาวนานแปดสิบปี ตั้งแต่เดอ รีวาซ์จนถึงอ็อตโต
ประวัติศาสตร์รถยนต์เกิดอะไรขึ้นก่อนเครื่องยนต์ของ Benz?
หากไม่มีประกายไฟเพียงหนึ่งครั้งที่ผลิตแรงดันไฟฟ้าเพียงพอในเวลาที่ถูกต้อง รอบสี่จังหวะก็จะไม่มีวันสมบูรณ์ ระบบจุดระเบิดคือการเต้นของหัวใจของเครื่องยนต์
ประวัติยานยนต์สันดาปภายในมอเตอร์จุดติดได้อย่างไร? เรื่องราวที่ถูกลืมของหัวเทียนและแมกเนโต
การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงแบบอิเล็กทรอนิกส์ได้ยุติการครอบงำหนึ่งศตวรรษของคาร์บูเรเตอร์ลงอย่างสงบด้วยการปฏิวัติอันเงียบงันที่พิสูจน์ด้วยตัวเลข โดยไม่ต้องประกาศศึกกับใครเลย
ประวัติยานยนต์สันดาปภายในลมหายใจสุดท้ายของคาร์บูเรเตอร์: กำเนิดของระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง
ในยุโรปหลังสงคราม รถยนต์ขนาดเล็กไม่ใช่สิ่งฟุ่มเฟือย แต่เป็นเครื่องมือเอาชีวิตที่ถนนที่พังทลายและกระเป๋าสตางค์ที่ว่างเปล่าบังคับให้ต้องมี
ประวัติยานยนต์สันดาปภายในเกิดจากสงคราม: กำเนิดรถยนต์คอมแพคหลังสงคราม
เทอร์โบสี่สูบยุคนี้ทำแรงได้เท่ากับเครื่องหกสูบในปี 2003 แล้ว จำนวนสูบจึงเป็นข้อสรุปร่วมกันของฟิสิกส์และเงินในกระเป๋า
ประวัติยานยนต์สันดาปภายในสี่สูบหรือสิบสองสูบ? ทำไมจำนวนสูบถึงเปลี่ยนไปเรื่อย ๆ
วิกฤติการห้ามส่งออกน้ำมันปี 1973 ทำให้ราคาถังน้ำมันเพิ่มขึ้นสี่เท่าในคืนเดียว และเปลี่ยนซีดานเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ของอเมริกาให้กลายเป็นรถขนาดกะทัดรัดประหยัดน้ำมัน
ประวัติยานยนต์สันดาปภายในวิกฤตน้ำมันเปลี่ยนให้รถยนต์มีขนาดเล็กลงและประหยัดพลังงานมากขึ้นได้อย่างไร?

ป้ายกำกับ

  • เครื่องยนต์สันดาปภายใน
  • ประวัติศาสตร์ยานยนต์
  • เครื่องยนต์สี่จังหวะ
  • ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง
  • รถยนต์ญี่ปุ่น
  • สถาปัตยกรรมวาล์ว
  • เครื่องยนต์ ohv
  • ดีโอเอชซี (dohc)
  • โอเอชซี (ohc)
  • การจัดจังหวะเปิด-ปิดลิ้นสูบแบบแปรผัน
  • วาล์วเดสโมโดรมิก
  • เอนจิ้นแกนเดิม (pushrod)

ติดตามเราบนโซเชียลมีเดีย

  • เกี่ยวกับเรา
  • ประกาศความเป็นส่วนตัวตามกฎหมาย KVKK
  • นโยบายความเป็นส่วนตัว
  • ติดต่อ
Otomobilgi.com
แพลตฟอร์มวัฒนธรรมยานยนต์อิสระ
ขับเคลื่อนด้วย Virgo CMS