摩托車排氣管不是越粗大、越暢通，動力就能提升

「引擎「作為機車必不可少的心臟，它決定了機車的轉速和扭力。在常用的四行程引擎中，汽門機構是在汽缸缸徑與活塞行程之外，另一個影響整個動力曲線的重要部件。為了讓引擎能兼顧不同轉速的需求，在汽車引擎上早已發展出相當成熟且多元的可變汽門機構。然而體積更小、對重量更計較的機車引擎，隨後發展出來的可變汽門技術，便是追求更加完美的性能輸出，不妥協下的成果。請關註：容濟點火器

1從四行程引擎的汽缸頭說起

在視覺上，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。也許說「重要的東西不一定要很大」但在此，小編將要帶你認識這個引擎運作的關鍵：汽缸頭。

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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，只是單純一個蓋子而已，並讓火星塞可以鎖在上頭。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、降低爆炸帶來的高溫。若以較早期的四行程引擎來說，汽缸頭也並沒有繁瑣的機械結構：氣門機構是放在汽缸旁，稱為側氣門式引擎。在發展的過程中，氣門機構開始移至汽缸頭上，許多往複作動的零件也陸續改為轉動運作的零件，使氣門運作的效率更好、馬力得以提升。

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：

3OHV

Over Head Valve，翻譯成中文便是「頂上氣門」。和側氣門式的引擎作比較之下，這類型的引擎是把氣門機構放置到引擎頂上（汽缸頭）。在這個階段，雖然引擎的氣門已經移至了汽缸頭上，但驅動氣門的凸輪仍放置於汽缸旁。

4OHC

Over Head Cam，頂上凸輪。引擎進化至此，除了氣門已經被放置於汽缸頭上，凸輪也被移至汽缸的頭上了，也據此命名。將凸輪移至汽缸頭上之後，好處便是凸輪軸可以較直接地控制氣門的開啟動作，更為精準的氣門控制也帶來動力的提升。一般而言，OHC 指的是單凸輪軸，也常以SOHC來表示，相對於以下要介紹的DOHC。

5（藏於車架內的DOHC汽缸頭）

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氣門及排氣門。若能以兩支凸輪軸分別控制兩種氣門，不需要透過搖臂來直接開啟氣門，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。在此同時，DOHC 帶來更複雜的缸頭機械構造，同時也大幅度增加了製造成本。

6氣門的相關技術

相對於汽缸頭構造的演進，氣門數目也是日益增加。以目前來看，大部分的四汽缸車種採用了DOHC 搭配十六氣門的設計，增大進氣及排氣效率。氣門的基本配置至少需要一個進氣門及一個排氣門，也就是常聽到的2V 設計，其中V 也就是Valve 氣門。演進過程中，工程師發現進氣效率不夠好，於是在進氣端加了第二個氣門，成為三氣門的引擎，也就是兩個進氣門，一個排氣門的搭配。為了能有效地利用汽缸頭的面積，也就演伸出四氣門，兩進兩排的設計。最後為了能夠提升進氣效率，YAMAHA也曾經在R1 及MotoGP 賽車上使用了五氣門的技術，也許是機構太過於複雜，如今已改回四氣門的設計。

7氣門重疊

為了提升進氣及排氣效率，進氣門及排氣門並非關了一個才開另一個的順序在運作，而是有互相重疊的情形。舉個例子，在排氣行程及進氣形成交替時，在排氣門還沒完全關上時，進氣門便會提早開啟，以獲得更多的進氣量，提升容積率。

可變技術

以凸輪軸來控制氣門，是以凸輪之形狀來掌握氣門的開啟時機、開啟時間之長短及開啟深度。每一支凸輪軸都只能提供固定的氣門運作模式，若需要加以改變，必須修改凸輪軸。更進一步，每一種氣門運作方式也決定了引擎的特性，究竟這顆引擎是屬於低轉扭力型或是高轉馬力型，凸輪軸的設計有深遠的影響。

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如果想要兼顧各轉速域的動力輸出，便需要可變機構來作即時的調整。以氣門重疊角度來說，若想再高轉速域發揮馬力，則必須採用更多的氣門重疊角，想要在低轉發揮扭力，便需要採取較少的重疊角度。若一顆引擎需要能兼顧高、低轉速的動力輸出，凸輪軸便必須有所切換或是在轉速升高的過程中略作改變。HONDA 的CB400 便利用VTEC可變氣門技術，使凸輪軸在低轉速及高轉速會提供不同模式的氣門控制。使400cc 的引擎在高轉速能達到較大馬力的輸出，中低轉速也不會流失應有的扭力。

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進氣是四行程引擎完整週期的第一步：新鮮的空氣自進氣系統被吸入，混合霧化的油氣，一同由進氣閥門進入引擎燃燒室中。待進氣閥門關閉之後，壓縮、點火爆炸！

從引擎的設計角度來看，如何在各轉速域吸入最多的空氣量，便是引擎追求性能的重點，也是許多新技術的目標。正如上一次主題所提的氣門重疊，就是希望能剛吸入更多的空氣，以爆發更多的動力。然而針對特定情形所做的調校，往往無法顧及到全段轉速域。舉個例子，若針對高轉速域的進氣量作設定，而增加氣門重疊量，則可能會流失低轉速的扭力：同樣的氣門設定在低轉速時，反而會讓空氣自排氣門流失。此時，得有所取捨，得依照車輛最初的設計目標，設定引擎最佳的出力轉速區域。前面所提及的可變氣門技術便是為了增加引擎最佳出力的轉速域而來，以下，我將另外介紹針對進氣系統而來的技術，YAMAHA YCC-I。

10由晶片所控制的進氣系統

YCC 便是指YAMAHA 新一代的晶片控制技術，透過全電子化的數位控制，影響動力輸出特性。而這裡所談到的是YCC-I，可變進氣歧管。在2007年式的R1 之上，YAMAHA 首度展現了YCC-I 技術。以動力數據來看，在12,500可輸出180匹馬力，可以說是完全高轉化的設定。由於高轉速出力，勢必犧牲了許多低轉的動力，但這麼高的轉速，對於一般道路騎乘而言，並非實用，許多騎士依然會使用到中、低轉速域。因此YAMAHA 便推出了可變進氣歧管，來增加低轉速域的動力。在低轉速時，氣體需要較高的慣性才能充飽燃燒室，因此進氣歧管會接合上、下兩段歧管，成為較長的管路，以增加氣體流動的慣性。在高轉運行時，引擎快速地進氣及排氣，相較之下，需要較短的進氣歧管，才能發揮更大的動力。此時YCC-I 的兩段歧管便會分離，使空氣能由開口處直接進入引擎內，增加進氣效率。

RAM-AIR 衝壓進氣

此外，值得一提的便是RAM-AIR 衝壓進氣技術，目前的仿賽車在設計進氣口、空氣箱及進氣歧管時，都會特別注意是否符合氣體流入的慣性。換句話說，當車輛高速行駛時，會有增加進氣量的效果，稱之為衝壓進氣。以前面所提到的2007年YZF-R1 而言，一般可以測出180匹馬力，但在衝壓進氣的推波助瀾之下，預計可以達到189匹馬力的強大輸出動力。

11（上方的兩條鋼索線所連結的位置為控制閥門的機構）

排氣

若說進氣部分是竭盡所能吸的多，那排氣所擔負的任務，便是把燃燒過後的廢氣，儘可能排出燃燒室，或配合進氣，保留些許廢氣在燃燒室內。除此之外，排氣系統還肩負起控制排污的工作：以消音器逐步降壓，使排氣浪聲低於標準值；並使用觸媒轉化器，降低污染量。

在設計上，排氣管並非越粗大、越暢通，動力輸出就能提升。而是必須從流體力學下去考量，讀者可以想像排氣就如液體一般，藉由排氣管流至大氣中。若是管路太小，勢必會造成液體阻塞，使引擎效率降低。但若管路太粗，液體在管路中四處鑽流，也會造成渦流、反效果，引擎效率仍然無法提高。簡單地說，當引擎處於高轉速時，此時動力不斷輸出，排氣量也大增，便需要較為通暢的排氣環境。然而當引擎以低轉速運轉時，排氣量較小，則希望管路較小，增加排氣的連續性。讀者可以想像每次爆炸的排氣都像是小火車般，一車拉著一車，使引擎內燃燒后的廢氣可以完全排出。

12排氣系統的可變技術

為了對應排氣系統在高轉速及低轉速域的不同需求，工程師便發展出許多可變系統。例如早期二行程仿賽車，排氣口便會設置可變閥門，HONDA 著名的RC VALVE 便是其中一例。利用簡單的閥門機構，在低轉時阻擋排氣口，使低轉扭力增加，當引擎轉速上升之後，逐步開啟，使高轉馬力可以發揮。

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在四行程引擎方面，YAMAHA 也推出了EXUP 系統，在排氣管設立閥門，控制排氣管在引擎各轉速域的回壓。在怠速時，EXUP 的閥門幾乎是全關的，在轉速提升之後，閥門漸漸開啟，最後大約在九千轉之後（得視各車種調校），將閥門全開。