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文 / 圖：Dr.Chen   設計： 高毓廷

N/A 引擎要有決定性的馬力表現，就是增加進排氣的吞吐量，而能直接改變這個功能的機件，就是換裝高角度凸輪軸；其角度的變化及相關正時的設定，便可完全改變引擎的輸出特性。其間所關係的學問及技巧可說是相當重要！

↑坊間相當流行的進排氣拋光，其實只是進排氣歧管的頭尾、與燃燒室的進排氣道，這裡做拋光研磨對於進排氣效率雖有正面助益，但真正做得完整的不多，且效益程度還遠不如更換一支凸輪軸！

四行程引擎曲軸兩圈等於 720 度，活塞依序做出「 吸氣、壓縮、爆炸、排氣 」四個行程，此時凸輪軸經由曲軸帶動啟閉氣門，負責控制這準確的動作，此現象稱之為氣門正時。而標準的氣門正時動作是指：1.吸氣行程活塞下行、進氣門打開，2.壓縮行程活塞上行、進排氣門關閉，3.爆炸行程活塞下行、進排氣門關閉，4.排氣行程，活塞上行、排氣門開啟。因為新鮮空氣要進入汽缸內，主要是依靠活塞下行之吸力，也由於空氣的質量及阻力使然，當吸氣行程從開啟打開氣門，到關閉氣門的那一刻止，汽缸內所吸入之空氣往往未能達到飽和。故因此工程師在設計凸輪開啟角度時，便趨向早開及晚關的現象，才能讓空氣有較多的時間進入汽缸內。

※※ 氣門重疊之狀況  凸輪軸角度與揚程

↑凸輪軸性能表現取決於角度及揚程，當瞭解以上凸輪軸的工作原理後，換裝大角度凸輪軸便能增加吸氣的時間、改變引擎性能。

既然進排氣門有著早開及晚關的角度，那麼當排氣行程結束後，緊接著又是吸氣行程的開始；排氣門晚關、進氣門早開，造成了開啟角度重複；此情景即學理上之「 氣門重疊-Over Lap 」。氣門重疊是因為早開、晚關設計所產生的機械現象，而此現象也讓排氣尚未關閉前，利用新鮮空氣進入汽缸來驅離未完全排除的廢氣，此舉也有效增加汽缸的肺活量。

凸輪軸性能表現取決於角度及揚程，當瞭解以上凸輪軸的工作原理後，換裝大角度凸輪軸便能增加吸氣的時間、改變引擎性能。角度增加之凸輪軸，乃是增加 Cam 的作用角來增加氣門開啟的時間，除了作用角的加大外，增加凸輪的揚程( Lift )也能增加氣門的伸程；氣門能開得久且開得深，自然讓能活塞吸入更多的空氣、提高容積效率。

而凸輪軸角度的計算方法，是指曲軸在 720 度的過程中，氣門真正開啟的相對角度；而揚程的計算則是將凸輪最高點的數值，減去基圓的部分，其數值即為Lift之數據。

※※ 街道用車慎選凸輪角度  VTEC動靜皆宜

↑S2000 的 F20C 引擎，雖只有兩公升的排氣量，但可以發揮出 250hp（ 美規 240hp ）的性能數據，不僅讓號稱雙VANOS 的 E46 M3，其可輸出 343hp 的 M54 引擎吃癟，國內更有改裝 F20C 渦輪增壓打 1.3Bar 的成功案例。

一般市售車所配置的凸輪軸都屬於角度較小的 Cam，其特性皆著重於低速扭力的輸出，有穩定的怠速、低油耗和低空污排放，所以原廠車的 Cam 角度大致在 240 度上下。而所謂道路版的改裝Cam，大約在 250 度至 270 度左右，其所謂道路版的 Cam，即是能維持基本的怠速狀態，大約在 1000rpm 以下；如果大過 270 度時，將產生怠速不良、無法使用冷氣的困擾。如果是自排車，將大大的降低起步的扭力及加速性！

凸輪角度如果開始超過 280 度左右，即屬所謂的 Hi-Cam，此種大 Cam 不僅角度大且Lift高；如此大的角度造成氣門重疊角大增，低轉速時漏氣率高、怠速異常不穩，連帶的也使煞車增壓器 ( Air Tank ) 輔助力道減弱，原廠電腦所收取的數值完全移位。而前段轉速無力，後勁卻無窮的性能表現，大大地降低街道行駛的實用性，只能運用在競技場合的展現。一般而言，改裝如此大角度的 Cam 時，需搭配增加壓縮比，或密齒比變速箱來改善低速之遲滯。

如此說來有好的低速反應便無高馬力輸入，要求大馬力輸出的 Cam 通常低速反應就差，在「 角與熊掌 」不可兼得的情況下，令人束手無策。一直到 Honda 發明 VTEC( Valve Timing Electric Control )，其利用三個分離搖臂來驅動兩個氣門。當 VTEC 電磁閥未開啟時，兩側之較小凸輪直接驅動氣門，而中間凸輪且呈現空轉現象，其升程只作在搖臂上，並未能實際驅動氣門；當電腦根據引擎轉速負荷車速、水溫等數據，來判定 VTEC 開始動作時，電腦送出電壓訊號至VTEC電磁閥，開啟油壓通道，油壓使搖臂內之柱塞向右移動，迫使三個搖臂串連成一體。

如此一來，中央凸輪又大又高的角度與升程，開始作用中央搖臂，連帶使氣門受控於中央大Cam，此等創時代的設計粉碎了Cam的迷思，使得 Honda 引擎能有低油耗，且高馬力的極端表現，1600cc 就能產生160至170匹馬力，1800cc 則能創造出 180 匹到200匹的驚人實力！近年 Honda 又創新改良 i-VTEC 系統，不僅能切換高低 Cam，連整個凸輪軸的相位可經由電腦根據不同之時機，作精確之控制，可謂集科技之大成。

	← ↓ VTEC串聯三個搖臂，使得凸輪可以在適當時機轉變引擎的輸出特性，造就低速扭力與高速馬力雙贏的局面；而新款K系列引擎，其i-VTEC系統更進步到不僅可以切換高低角度凸輪，連整個相位都可以做精確控制與改變，可以說是可變氣門正時機構的科技尖端！	↑新鮮空氣要進入汽缸內，主要是依靠活塞下行之吸力，也由於空氣的質量及阻力使然，當吸氣行程從開啟打開氣門，到關閉氣門的那一刻止，汽缸內所吸入之空氣往往未能達到飽和。

※※ 如何對Cam才正確  特殊工具先備齊

更換 Hi-Cam 數據取得為首要，精確調校最重要；在更換 Hi-Cam 之前一定要先取得 Cam 的基本角度資料。接著必須備齊分度規及百分表，有了這些工具才能真正測量 Cam 的作用角度，如果角度在按裝上有誤差需要調整，便需要可調式凸輪皮帶盤 ( Ad.Cam Pulley )。正統的對 Cam 步驟是1.在曲軸皮帶盤上鎖七分度規，確定活塞上死點 0 度之位置；在測量上死量 0 度位置時，也需要注意活塞上死點之「 洛克位置 」要使用百分表，測定活塞不上下位移時、曲軸轉動的角度再除以二，才是活塞真正的上死點位置。此位置測定好之後，鎖上指示針，在分度規 0 度刻度。

2. 在汽缸頭選擇位置，鎖上固定座、架上百分錶，聯接百分錶之長拉桿，施加預負荷於氣門上蓋或彈簧上蓋。3 .順引擎轉動方向轉動引擎，參造廠家所提供的早開、晚關資料( 例如下壓 1mm，進氣門早開26度、晚關 58 度 )，仔細觀看百分錶數值，當達到 1mm 時停止轉動引擎，查看分度規的實測角度。如果超過或不足規定之角度，則鬆開 Ad.Cam.Pulley 之固定螺絲，轉動曲軸來調整所需之角度，待鎖緊 Cam Pulley 螺絲後再順引擎旋轉方向轉動，再次確認Cam角度之正確性。如果是雙凸輪軸引擎，此工作項目將依序再執行於另一根凸輪軸。

		↑皮帶盤需要更換，當然皮帶也需要講究。這種英國原裝進口、提供Escort Corsworth車種使用的皮帶，不但材質更堅韌，在齒溝處還設計有突出的鋸齒狀，配合一組設計良好的普利盤就可發揮出應有的功效。
↑Cam的選擇正確之後，還要搭配可調式普利盤來調整氣門正時。尤其做過壓縮、車削過汽缸頭的引擎，由於其距離已經改變，更需要可調式普利盤來校正。有些普利盤在溝槽凹陷處還設計防滑，避免皮帶在重負荷時脫溝。

※※ Cam與Cam Pulley  脣齒相依不可或缺

↑在更換 Hi-Cam 之前一定要先取得 Cam 的基本角度資料，接著必須備齊分度規及百分表，有了這些工具才能真正測量 Cam 的作用角度，如果角度在按裝上有誤差需要調整，便需要可調式凸輪皮帶盤。

此時值得一提的是，坊間有許多的改裝 Cam，姑且不論其材質或作用範圍的優劣，最基本的數據提供都無法達到，沒有作用角度、起始與關閉角度，如何能斷定 Cam 的按裝正確性？更別再研究往後的精密調整！在此奉勸要著手改裝 Hi-Cam 的車主或技師選擇 Cam 品牌，請先瞭解早開、晚關之角度，以免無功而返。

上述 Cam 角度的調整端靠 Ad.Cam.Pulley 之所賜。其實在不換 Cam 的情況下也有需要運用的場合，那就是為了提高壓縮比，而削 Head 之後其曲軸與 Cam 之相對位置距離改變，正時皮帶調緊之後，往往發生凸輪正時位置無法準確的對正。為了調回正確的正時角度，便需要可調 Cam Pulley 的幫助了。

※※ N/A引擎改裝Cam  不同於Turbo Cam

以 NA 引擎而言，Hi-Cam 對於引擎馬力及扭力的提升有很大的影響。然而一般人認為Turbo車換Cam，似乎沒有那麼的重要？其實原廠 Turbo 車在設定 Cam 的時候，為了儘量減低 Lag 現象，大致使用小角度且低 Lift 的 Cam，如果單純的增加渦輪 Bar 數，而沒有修正引擎汽缸內部的吞吐量，灌入汽缸的壓縮空氣依然會受到限制，排氣端未能適時增加效率的話，Turbine 也得不到更強的驅動能力。所以 Turbo 車若想要獲得爆炸性的馬力輸出，依然得藉助 Hi-Cam 的助力。

N/A Cam 著重大角度、高揚程，但 Turbo Cam 卻不能依樣畫葫蘆，Turbo Cam角度之變化有一定之限制，其重點是不能有過大的 Over Lap，改變 Cam Lift 才是增加進排氣力道的根本。而 Turbo 車改Cam能使馬力很輕鬆的提升，連帶也使得再加速力有明顯的變化。

最後談到改裝 Hi-Cam 時，除了要對好氣門正時外，最好能搭配高壓縮比的改良，如此吸排的容積效率才會更加充足，硬體裝置的成功更需要軟體的相輔相成。在供油的調校上往往在低轉速要減少供油比例，到 Cam 真正作用區域，又要增加所需的供油，點火的調校反而因為前段的低真空，要提高點火角度來彌補汽缸的燃燒速度。而高轉速也因為爆炸力的提升，點火時間要約略的延後，這是在更換 Hi-Cam 後調校的基本概念，而如何真正達到完美之境界？或許要依靠較為精密，和昂貴的供油/點火可程式電腦吧？

↑改裝高角度凸輪軸，除了要對好氣門正時外，最好能搭配高壓縮比的改裝，如此才能達到充足的容積效率；反之，改裝高壓縮比 ( 凸頂活塞、渦輪增壓 ) ，也需要借助高角度凸輪來「 引出 」極限動力。		↑渦輪增壓引擎為了降低遲滯現象，其凸輪大致上是使用角度小且揚程低的型式，改裝的重點在於不能有過大的氣門重疊角，因此改變揚程才是增加進排氣效率的根本。