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上一篇的動力之心系列文章中,我們了解到了各種引擎形式,而今天要深入了解引擎的細部結構。四行程引擎的汽缸頭在體積上,相較於引擎的汽缸部分,汽缸頭所佔的比例非常大,內部機械構造也複雜了許多。尤其是目前主流大馬力車所使用的DOHC雙凸輪軸引擎,其汽缸頭更是雄壯威武,這是因為其中包含了許多重要的機構而造成。Moto7將要帶你認識這個引擎運作的關鍵:汽缸頭。



汽缸頭佔了引擎很大的部分,但你有了解多少呢?

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汽缸頭在引擎的演進過程中,扮演的角色也越來越重要。早期在二行程引擎中,汽缸頭便沒有任何複雜的機械結構,只是一個可以讓火星塞鎖在上頭蓋子而已。若是再複雜一些,也僅是挖通水道,使冷卻水可以進入汽缸頭中、帶走爆炸帶來的高溫。

而說到四行程,以較早期的引擎為例,汽缸頭也沒有繁瑣的機械結構:汽門機構是放在汽缸旁,稱為側汽門式引擎。然而,隨著引擎的發展,汽門機構開始移至汽缸頭上,許多往復作動的零件也陸續改為轉動運作的零件,使汽門運作的效率更好、動力得以提升。

以下就來看看幾種不同、結構由簡單變至複雜的汽缸頭設計:

OHV

Over Head Valve,翻譯成中文便是頂上汽門。和側汽門式的引擎作比較之下,這類型的引擎是把汽門機構放置到引擎頂上(汽缸頭)。在這個階段,雖然引擎的汽門已經移至了汽缸頭上,但驅動汽門的凸輪仍放置於汽缸旁,帶動汽門挺桿,控制汽門的開閉。OHV引擎有著較為簡單的機械結構,這也讓體積與重量較同排氣量的OHC引擎更小、更輕;不過OHV的缺點就是不利於高轉速運行,所以大多數OHV較重視低轉速的扭力輸出。

來自INDIAN的OHV引擎。



OHC

Over Head Cam,中文作「頂上凸輪」。引擎進化至此,除了汽門已經被放置於汽缸頭上,凸輪軸也被移至汽缸的頭上了,據此而命名。將凸輪移至汽缸頭上,經由鏈條或皮帶驅動凸輪軸,進而控制汽門的開閉。OHC好處便是凸輪可以較直接地控制汽門的開啟動作,更精準的汽門控制也帶來動力的提升。一般而言,OHC指的是單凸輪軸,也常加上代表「單一」的S(single)以SOHC來表示,與以下要介紹的DOHC作區別。

SOHC引擎藉由鏈條或皮帶驅動凸輪軸。

DOHC

Dual Over Head Cam,頂上雙凸輪軸。在SOHC引擎上,一根凸輪軸必須同時控制進汽門及排汽門。而DOHC引擎則以兩支凸輪軸分別控制兩種汽門,不需要透過搖臂來直接開啟汽門,便能提升運轉的精確度。除此之外,採用雙凸輪軸可以將火星塞放置於引擎燃燒室的正中央,增加燃燒效率。不過DOHC有著更複雜的缸頭機械構造,不只引擎體積較大,製造成本也大幅的增加。

DOHC引擎以兩根凸輪軸分別控制進氣與排氣,並可將火星塞放置於引擎燃燒室的正中央,增加燃燒效率。



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