发动机的凸轮轴布局主要分为OHC(顶置凸轮轴)和OHV(底置凸轮轴)两种形式。目前,日本及欧洲汽车厂商普遍采用顶置凸轮轴设计;而底置凸轮轴则多见于美国车型。

OHC与OHV结构特点解析
OHC(顶置凸轮轴)经过技术发展,已演变为SOHC(单顶置凸轮轴)和DOHC(双顶置凸轮轴)。SOHC通过一根凸轮轴控制进、排气门,通常用于两气门发动机,受限于进排气效率和气门布置角度。DOHC则采用两根凸轮轴,分别控制进气门和排气门,省去摇臂结构,简化传动机构,减少机械损耗,提升高转速下的进排气效率,更适合追求高功率输出的发动机,因此受到日欧厂商青睐。
OHV(底置凸轮轴)通常应用于大排量、低转速、注重扭矩输出的发动机。其结构通过曲轴驱动凸轮轴,再经推杆推动摇臂控制气门开合。由于推杆在高转速下承受较大应力,易发生形变或断裂,限制了发动机转速提升。但该结构具有结构简单、可靠性高、重心低、制造成本低等优势,适用于强调低速扭矩和耐用性的车型。
为何美系车偏爱底置凸轮轴?
OHC侧重高功率输出,OHV则侧重大扭矩表现。根据公式“功率 = 转速 × 扭矩”,自然吸气发动机提升功率主要依赖提高转速。日欧市场注重高速性能,因此偏好高转速、高功率的顶置凸轮轴设计。
而美国地广人稀,高速公路发达,驾驶环境以长途巡航为主,对高转速性能需求较低。加之美国油价相对低廉,消费者偏好大排量、大扭矩、舒适性强的大型车辆,6.0L、7.0L排量发动机较为普及。OHV结构凭借其低转高扭、结构紧凑、成本可控等优势,契合本土市场需求。
此外,衡量发动机效率不仅看升功率,还需关注“功率密度”——即单位体积所释放的功率。OHV发动机因无需复杂的多气门、双凸轮轴和高强度缸盖结构,在实现同等扭矩输出时,整体结构更紧凑,具备更高的功率密度。
因此,美国车企选择OHV并非技术落后,而是基于国情与市场需求的合理取舍。但在全球化背景下,为适应海外对高效率、高转速发动机的需求,美系品牌也在不断开发更先进的顶置凸轮轴机型。


