在上一篇谈谈摩托车的核心文章中，我们了解到了各种引擎形式，而今天要深入了解引擎的细部结构。四行程引擎的汽缸头在体积上，相较于引擎的汽缸部分，汽缸头所占的比例非常大，内部机械构造也复杂了许多。尤其是目前主流大马力车所使用的DOHC双凸轮轴引擎，其汽缸头更是雄壮威武，这是因为其中包含了许多重要的机构而造成。我们将要带你认识这个引擎运作的关键：汽缸头。

汽缸头占了引擎很大的部分，但你有了解多少呢？

汽缸头在引擎的演进过程中，扮演的角色也越来越重要。早期在二行程引擎中，汽缸头便没有任何复杂的机械结构，只是一个可以让火星塞锁在上头盖子而已。若是再复杂一些，也仅是挖通水道，使冷却水可以进入汽缸头中、带走爆炸带来的高温。

而说到四行程，以较早期的引擎为例，汽缸头也没有繁琐的机械结构：汽门机构是放在汽缸旁，称为侧汽门式引擎。然而，随着引擎的发展，汽门机构开始移至汽缸头上，许多往复作动的零件也陆续改为转动运作的零件，使汽门运作的效率更好、动力得以提升。

以下就来看看几种不同、结构由简单变至复杂的汽缸头设计：

OHV

Over Head Valve，翻译成中文便是顶上汽门。和侧汽门式的引擎作比较之下，这类型的引擎是把汽门机构放置到引擎顶上（汽缸头）。在这个阶段，虽然引擎的汽门已经移至了汽缸头上，但驱动汽门的凸轮仍放置于汽缸旁，带动汽门挺杆，控制汽门的开闭。OHV引擎有着较为简单的机械结构，这也让体积与重量较同排气量的OHC引擎更小、更轻；不过OHV的缺点就是不利于高转速运行，所以大多数OHV较重视低转速的扭力输出。

来自INDIAN的OHV引擎。

OHC

Over Head Cam，中文作「顶上凸轮」。引擎进化至此，除了汽门已经被放置于汽缸头上，凸轮轴也被移至汽缸的头上了，据此而命名。将凸轮移至汽缸头上，经由链条或皮带驱动凸轮轴，进而控制汽门的开闭。OHC好处便是凸轮可以较直接地控制汽门的开启动作，更精准的汽门控制也带来动力的提升。一般而言，OHC指的是单凸轮轴，也常加上代表「单一」的S（single）以SOHC来表示，与以下要介绍的DOHC作区别。

SOHC引擎藉由链条或皮带驱动凸轮轴。

DOHC

Dual Over Head Cam，顶上双凸轮轴。在SOHC引擎上，一根凸轮轴必须同时控制进汽门及排汽门。而DOHC引擎则以两支凸轮轴分别控制两种汽门，不需要透过摇臂来直接开启汽门，便能提升运转的精确度。除此之外，采用双凸轮轴可以将火星塞放置于引擎燃烧室的正中央，增加燃烧效率。不过DOHC有着更复杂的缸头机械构造，不只引擎体积较大，制造成本也大幅的增加。

DOHC引擎以两根凸轮轴分别控制进气与排气，并可将火星塞放置于引擎燃烧室的正中央，增加燃烧效率。

汽门的相关技术

随着汽缸头构造的演进，汽门数目也是日益增加。现代大部分的四汽缸车种采用了DOHC搭配十六汽门的设计，增大进气及排气效率。汽门的基本配置至少需要一个进气门及一个排气门，也就是常听到的2V设计，其中「V」也就是Valve（汽门）。在演进过程中，工程师发现进气效率不够好，于是在进气端加了第二个汽门，成为三汽门的引擎，也就是两个进气门，一个排气门的配置。为了能有效地利用汽缸头的面积，衍生出四汽门，两进两排的设计，成为了近代引擎最常见的配置。

不过在机械的世界总可以看见一些「异类」，YAMAHA也曾经在R1及MotoGP赛车上使用了五汽门的技术，以提升进气效率进而取得更强大的动力峰值；但由于机构太过于复杂，而且五汽门限制了汽缸设计的灵活度，如今已改回四汽门的设计。

98年R1 的引擎分解图，在圆形活塞下，挤进了三进二出的五汽门。

汽门重叠

为了提升进气及排气效率，进气门及排气门并非关了一个才开另一个的顺序在运作，而是有互相重叠的情形。举个例子，在排气行程及进气形成交替时，在排气门还没完全关上时，进气门便会提早开启，以获得更多的进气量，提升容积率。虽然可以藉由提升汽门重叠的时间，提升容积率与高转速的动力表现，但同时也会让低转速域的扭力流失。

可变技术

以凸轮轴来控制汽门，是以凸轮的形状来掌握汽门的开启时机、开启时间之长短及开启深度。每一支凸轮轴都只能提供固定的汽门运作模式，若需要加以改变，必须修改凸轮轴。更进一步，每一种汽门运作方式也决定了引擎的特性，究竟这颗引擎是属于低转扭力型或是高转马力型，凸轮轴的设计有深远的影响。

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如果想要兼顾各转速域的动力输出，便需要可变机构来作即时的调整。以汽门重叠角度来说，若想再高转速域发挥马力，则必须采用更多的汽门重叠角，想要在低转发挥扭力，便需要采取较少的重叠角度。若一颗引擎需要能兼顾高、低转速的动力输出，凸轮轴便必须有所切换或是在转速升高的过程中略作改变。HONDA的CB400便利用VTEC可变汽门技术，使凸轮轴在低转速及高转速会提供不同模式的汽门控制。使400c.c.的引擎在高转速能达到较大马力的输出，中低转速于也不会流失应有的扭力。

可变汽门系统能兼顾各转速域的动力输出做出调整。

在了解了汽门的运作方式后，就不得不再进一步的认识引擎系统进排气的运作。在下一集的动力之心中，我们除了会认识到RAM-AIR、排气可变系统等增强进排气效率的功能。