DOHC
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DOHC 엔진의 예시[1]
1. 개요[편집]
더블 오버헤드 캠샤프트(Double Overhead Camshaft)의 약자[2]로, OHC식 엔진의 한 종류이다.
한국에 제대로 소개되기 전에는 동호회나 자동차 전문지 등에서 "도크" 엔진이라고 통칭했지만 현대 엘란트라에서 DOHC 엔진을 소개하면서 (기아 캐피탈이 먼저긴 하지만) "디오에이치씨"라고 풀어 읽는 법을 영업장 및 보도 자료를 통해 본격적으로 홍보하면서 그 이후 "도크"라는 명칭은 거의 사라졌다.
2. 상세[편집]
캠 축이 한개인 SOHC 엔진과 달리, 캠 축을 두개 사용하는 형식이다. 밸브의 갯수와는 다른 개념이다! 실린더당 4밸브=DOHC라고 오해하는 경우가 많은데, 실제로는 DOHC면서도 실린더당 2밸브인 경우도 있고, 반대로 SOHC면서도 실린더당 4밸브를 넣을 수도 있다. 국산차를 예로 들자면 기아에서 라이센스 생산했던 피아트 132가 DOHC면서도 2밸브, 반대로 대우 아카디아는 SOHC 4밸브이다. 현대의 초기형 알파 엔진도 SOHC 흡기밸브가 2개로 실린더당 3밸브 구성됐다. 윈스톰, 라세티 프리미어에 쓰인 2.0L 디젤 엔진 역시 4밸브지만 SOHC다. 또한 캠샤프트가 2개라고 반드시 흡기/배기 하나씩 나눠진 것도 아니다. 예를들어 르노코리아에서 쓰는 2.0L 디젤 엔진의 경우 스월을 유도하기 위해 밸브 배치가 90도 돌아가 있어서, 각각의 캠샤프트가 흡기/배기캠을 모두 가지고 있다.
어쨌든 DOHC를 사용하는 가장 주된 이유는 밸브의 개수를 늘려서 흡/배기 효율을 높이기 위해서다. 위에 설명했듯이 SOHC도 3밸브나 4밸브로 만들 수는 있지만 구조가 매우 복잡해지기 때문에 차라리 캠 축을 하나 더 늘리는 쪽을 선택하는 편이다. 그래서 DOHC에 실린더당 밸브는 흡기 2개, 배기 2개인 경우가 가장 흔한 조합이다보니 앞서 설명한 오해가 발생한다. 그 밖에도 흡기 3개/배기 2개 같은 5밸브나,[3] 흡배기 3개씩인 6밸브, 혹은 흡기 2개 배기 1개인 3밸브 형식도 볼 수 있다.[4] 또한 아주 희귀한 경우로 기통당 8밸브인 경우도 있다.(혼다 NR)
DOHC 방식의 장점은 흡배기 효율을 크게 높일 수 있고 연소실이나 캠샤프트 배치, 헤드의 설계가 자유로워 출력을 높이기 쉽다는 것이다.가변밸브 기술 적용시 흡기와 배기를 따로 제어할수잇어 효용성이 증가된다. 또한 SOHC에는 필수인 로커암을 없애거나 축소시켜 밸브의 저항을 줄일 수도 있다. 그리고 밸브의 각도를 SOHC에 비해 여유롭게 설계할 수 있기에 고회전에서도 원만한 흡배기가 가능하다.
2000년대 이후에 한국에서 생산되는 가솔린 엔진 적용 차량은 DOHC 방식이 주력인 만큼 SOHC 방식 차량과 비교가 어렵지만, 1990년대 초중반까지만 해도 SOHC 엔진 버전의 상위 모델로 DOHC 엔진 트림이 따로 나온 경우가 많았다.[5] 배기량을 늘리지 않고 출력을 늘리기 쉽고 VVT나 VVL의 도입으로 저 RPM의 효율성도 많이 증가돼 이제는 경차부터 중형차, 웬만한 대형차까지도 DOHC 방식 엔진을 쓰고 있다.
그렇다고 DOHC가 SOHC에 비해 무조건적인 장점이 있는 것은 아니다. 캠샤프트가 두 개로 늘어나는 만큼 구조적으로 복잡해지는데, 이는 제어도 복잡해지지만 정비성을 떨어트리는 원인이 된다. 기계 장치가 늘어나니 신뢰성도 떨어진다. 출력에 여유가 있는 대배기량 차량에서는 오히려 출력 향상의 장점보다 연비의 단점이 더 두드러지는 경우가 많다. 그래서 의외로 고급 대형차 같은 대배기량 차량에서 지금도 SOHC 방식 엔진을 고집하는 경우를 적지 않게 볼 수 있다.[8]
사바테 사이클 디젤 엔진의 경우엔 직접분사 방식이 아닌 와류실식이나 예연소실식 엔진의 경우에는 밸브를 더 증가시킬 공간이 없어서 필연적으로 SOHC 방식을 쓸 수 밖에 없었는데, 최근에는 CRDi의 개발로 인해 직접분사방식 채용이 늘어나게 되면서 디젤 엔진에도 DOHC 방식을 적용하고 있다.
3. 관련문서[편집]
이 문서의 내용 중 전체 또는 일부는 2023-10-23 07:23:06에 나무위키 DOHC 문서에서 가져왔습니다.[1] 메르세데스-AMG에서 생산하는 M178엔진 4.0L V8 DOHC Bi-Turbo로 GT R기준으로 최대 585ps, 700Nm를 발휘한다.[2] 혹은 더블 대신 듀얼 오버헤드 캠샤프트라고 부르기도 한다.[3] 야마하 오토바이 엔진이나 아우디/폭스바겐의 1990~2000년대 자연흡기 가솔린 승용차 엔진에서 볼 수 있다. 토요타 트레노-레빈 시리즈의 4A-GEU 엔진도 기통당 5밸브를 구현했다.[4] 다만 3밸브 타입은 DOHC로 보기보다 SOHC의 개량형으로 보는 경향이 강하다.[5] 예를 들어 쏘나타의 이 시기 모델들은 1.8L SOHC 버전과 DOHC 버전이 따로 나왔다.[6] 콜벳이 OHV를 사용하는 가장 큰 이유는 엔진 크기에 있다. OHC, 특히 DOHC 엔진은 캠이 헤드 위에 위치하여 있어 크기가 훨씬 거대하다. 머리에 투구를 쓴다고 생각해 보자. 그만큼 엔진 높이가 높기에 무게중심도 높아지는 반면 OHV 엔진은 캠축이 헤드가 아니라 블럭, 즉 엔진 중앙 즈음에 위치해 있어 높이는 물론 전체적인 부피를 획기적으로 작게 만들 수 있고 차량 자체의 무게중심을 낮춰 스포츠카로서의 코너링 성능을 높이는 데에도 상당히 유리하다. 콜벳이나 바이퍼가 유럽산 스포츠카들을 전부 따돌리는 스키드 패드 테스트 결과를 낼 수 있는 원동력. 뿐만 아니라 보닛 자체도 낮게 만들 수 있어 멋지고 효율적인 공력 차체를 만드는 데에도 큰 도움이 된다.[7] 다만 배기량 대비 부피는 OHV가 압도적이지만, 배기량 대비 출력으로 보자면 OHC가 OHV보다 한참 유리한데, 이것이 환경 문제로 작고 효율적인 엔진을 만들어야 하는 다른 스포츠카 메이커들이 OHV를 사용하지 않으며 현재 OHV가 사장되고 있는 주된 이유이다. 그리고 OHV 엔진은 멀티밸브화가 어렵고 VVT나 VVL 같은 기술들을 적용할 수 없거나 반쪽짜리로만 적용할 수 있는 경우가 많은 반면 OHC는 이런 문제에서 훨 자유롭다. 즉 OHV는 시대의 변화를 따라잡기가 불가능하진 않지만 더 힘들다. 또 현재 시점에서 OHV가 이점을 가지는 분야는 사실상 대배기량 V형 엔진밖에 없는 데에 반해, OHC 방식은 엔진 형식과 배기량에 관계없이 항상 좋은 효율을 보여 준다. 한때 기름이 물보다 쌌던 나라인 미국은 OHV가 이미 자동차 문화 속에 깊게 자리잡아 지금은 미국만의 아이덴티티가 되어 버렸고, 그만큼 그동안 축적해 온 기술력도 높기 때문에 이걸 지금까지 살려 두고 있는 것. 마쓰다가 로터리 엔진에 아직까지 집착하고 있는 이유와도 일맥상통하는 부분이 있다.[8] 예를 들어 혼다 레전드(아큐라 RLX)는 여전히 SOHC 방식 VTEC 엔진을 고집했다. 물론 모든 VTEC이 SOHC 방식은 아니며, DOHC나 과급기 방식 VTEC도 있다. 메르세데스-벤츠 S클래스의 고성능 모델 S65 AMG도 6.0L SOHC 엔진이 장착된다.