高性能エンジンから高効率エンジンに変わったDOHCエンジン、・・(^_-)-☆。

エンジンの性能を追求するうえで進化を繰り返したバルブ方式
エンジンの動弁メカニズムとして、一時は大半を占めていたSOHC（シングル・オーバー・ヘッド・カムシャフト）方式を、最近ではほとんど目にしなくなった。代わって主流となったのがDOHC方式だ。なぜなのか？
動弁機構の進化は、自動車エンジンの歴史をたどってみるとよくわかる。自動車が普及し始めた頃のバルブ開閉機構は、シリンダー側方に吸排気バルブを配置するSV（サイド・バルブ）方式が一般的だった。メインテナンス性が良好、騒音が低いといった理由で広く採用されていたが、エンジンの性能向上を果たしていく段階で、シリンダー上方に吸排気バルブを配置したほうが有利だということになり、シリンダー上部に吸排気バルブを配置するOHV（オーバー・ヘッド・バルブ）方式がとって代わるようになった。SV方式に較べ、燃焼室形状のデザインの自由度が高いことから燃焼効率の向上を図ることができ、SV方式からバルブ開閉機構の主役の座を引き継ぐかたちとなっていた。

さらに、自動車に高速性能が求められる時代が到来すると、OHV方式より高出力型、高効率型のエンジンが求められるようになった。というのは、エンジンの高出力化を図るうえで有効な方法は、エンジン回転数を引き上げることが端的な手法と考えられてきたからだ。しかし、エンジン回転数を上げていくうえでネックとなるのは、吸排気バルブの正常な作動と動弁系の動きだった。OHV方式では、シリンダー下方に位置するカムシャフトからプッシュロッド→ロッカーアーム→吸排気バルブと長い駆動伝達システムが必要となっていたが、カムシャフトをシリンダー上部に配置することでプッシュロッドを廃し、カム山から直接短いロッカーアームを駆動して吸排気バルブを開閉するSOHC方式のほうが、高速回転対策として有利になることは明らかだった。動弁系の慣性質量が減ることにより、より正確な高速回転運動が可能になるからだ。なお、SOHCには、ロッカーアームの形状、配置を工夫することで、吸排気の流れをスムースに行えるクロスフローヘッド（半球型燃焼質）の設計も可能で、吸排気バルブをカムシャフトと平行に一直線上に配置する標準的なターンフローヘッド（ウエッジ型あるいはバスタブ型燃焼室など）より高効率化（高性能化）が可能である。

燃焼効率を追求するとかえって複雑な機構を必要とするSOHC
しかし、逆に言うと、SOHC機構で効率的な燃焼室形状を得ようとすると（クロスフローヘッド化）、動弁系にロッカーアームが必要となり、動弁系の慣性質量を増やすことにもなってしまう。動弁系の慣性質量の増加は、そのこと自体が高速回転時の正確な動弁系の動きを妨げることになり、より高速回転で高出力を得ようとした場合には、カムシャフト（カム山）からバルブまで動弁系の簡素化が必要不可欠で、このために考え出されたのがDOHC（ダブル・オーバー・ヘッド・カムシャフト）方式だ。

この方式は、吸排気バルプそれぞれに専用のカムシャフトを設けるかたちとなるため、理想的な燃焼室形状といわれる半球型燃焼室を形成しても、吸排気のカム山がダイレクトにバルブを駆動できるため、より高速回転が可能になる。この半球型燃焼室によるDOHC方式が2バルブDOHCで、世界的には1980年代前半まで量産車メカニズムとして最高峰に位置付けられ、多くの高性能エンジン（ほぼスポーツタイプ用）が量産化されてきたが、これを上まわる吸気2／排気2の4バルブDOHCが量産実用化され、ペントルーフ型燃焼室との組み合わせにより高性能エンジンの最高位に立った。当初は、高回転／高出力に主眼の置かれた方式だったが、燃焼効率に優れることから低公害エンジン（時代背景に合致した標準型式と言い換えてもよい）の基本型式としても注目されることになり、現在にいたっている。

さて、一時期見られたSOHCエンジンが影を潜めた理由だが、4バルブDOHC方式の生産が一般化し、かつてのように高コストな方式ではなくなったこと、SOHC方式で燃焼効率の高い理想的な燃焼室形状を設定しようとすると複雑な動弁メカニズムが必要となり、むしろコストパフォーマンスの悪いエンジンとなってしまう可能性が高いこと、などが挙げられる。もちろん、現在でも工夫を凝らしたSOHC方式はあり、たとえばヘッドまわりをコンパクトに仕上げたいなどの設計意図により、出力性能以外の目的によって実用化された例も見ることができる。（大内明彦）


最初に買ったカリーナは4気筒1.6リッターOHVだった。OHVはバルブ駆動方式が複雑で高回転型エンジンには向かないと言われた。2台目は３S-Gを搭載したビスタVSでこのエンジンは名機として有名ではある。確かに小気味よく回りパワーもなかなかのものだった。3台目は３S-FEを搭載したビスタαｘでこれもツインカムだったが、バルブを駆動する2本のカムシャフト間の駆動にシザーズギアを使用するトヨタの狭角4バルブDOHCエンジンで出力よりも高効率に振ったエンジンではある。４台目はサイファでこの車には１NZ-FEという４バルブDOHCエンジンが搭載されていたが、この辺りになるとVVT-ⅰを装備して燃焼効率に絞ったエンジンとなっている。このエンジンは狭角４バルブDOHCだが、シザーズギアを使用しない普通のツインカムとなっているそうである。５台目はダイハツのコペンでこれもDOHC、現在は86だが、これはスバルの水平対向4気筒DOHCでかつては高性能エンジンの代名詞だったDOHCも燃焼効率重視の機構になっている。昔はDOHCのトヨタ、ターボの日産などと言われたが、DOHCとかツインカムとかいう名称も今では死語だろう。ビスタのサイドプロテクターに「TWINCAM16」と言う金文字のロゴが入っていたが、当時はなかなか誇らしかった。今では高性能エンジンと言うと過給するのが手っ取り早いんだろうけどこれもCO2削減で間もなく消えていくだろう。そう言うとガソリンエンジンなどの内燃機関が風前の灯ではあるが、・・。BEVなど電動モーター車はアクセルを踏むと同時に最大トルクが発生するので加速はいいそうだ。次はGRヤリスだが、その次はどうするんだろう。ディーラーさんはHVやPHVを勧めるが、ドアが２枚で２シーターか２by２なら考えるが、どんな車が出てくるだろうか。やはりDOHC、TwincamやTwincam turboなんてロゴに魅力を覚えるのはアナクロニズムの残党と言うべきなんだろう、・・(;^_^A。