凸(tu)輪軸(zhou)的關鍵之處在于(yu)凸(tu)輪。當凸(tu)輪軸(zhou)旋轉(zhuan)時(shi)，凸(tu)輪隨著活(huo)塞的運動會及時(shi)地打開/關閉進氣門(men)和排氣門(men)。因此(ci)，凸(tu)輪的形狀(zhuang)與發動機在不同轉(zhuan)速下的工作狀(zhuang)況有(you)著直接的聯系。

為(wei)了理解其中的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)，讓我們(men)(men)先想(xiang)象一(yi)下(xia)一(yi)個正在(zai)以極為(wei)緩慢的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)(de)發(fa)動(dong)機——10或20轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)/分——在(zai)這(zhe)(zhe)種情(qing)況下(xia)，活(huo)塞需要幾秒鐘(zhong)來(lai)完成(cheng)一(yi)個運(yun)(yun)行(xing)(xing)周期。而在(zai)現實中，正常運(yun)(yun)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)(de)發(fa)動(dong)機可不(bu)能這(zhe)(zhe)么慢，但(dan)我們(men)(men)想(xiang)象一(yi)下(xia)也無(wu)妨。在(zai)這(zhe)(zhe)樣(yang)慢的(de)(de)(de)(de)速度下(xia)，我們(men)(men)希望的(de)(de)(de)(de)凸輪形狀(zhuang)是：活(huo)塞開始向(xiang)下(xia)運(yun)(yun)動(dong)進(jin)入(ru)進(jin)氣(qi)(qi)(qi)沖程(cheng)（稱為(wei)上止(zhi)點即TDC）時(shi)，進(jin)氣(qi)(qi)(qi)門(men)(men)打開。 活(huo)塞到(dao)(dao)底時(shi)，進(jin)氣(qi)(qi)(qi)門(men)(men)就(jiu)會關閉。燃(ran)燒(shao)行(xing)(xing)程(cheng)結(jie)(jie)束以后(hou)，排氣(qi)(qi)(qi)門(men)(men)在(zai)活(huo)塞到(dao)(dao)底（稱為(wei)下(xia)止(zhi)點即BDC）時(shi)打開，在(zai)活(huo)塞的(de)(de)(de)(de)排氣(qi)(qi)(qi)沖程(cheng)結(jie)(jie)束時(shi)關閉。只要發(fa)動(dong)機一(yi)直在(zai)這(zhe)(zhe)種非常緩慢的(de)(de)(de)(de)速度下(xia)運(yun)(yun)行(xing)(xing)，這(zhe)(zhe)種良(liang)好的(de)(de)(de)(de)工(gong)作狀(zhuang)態(tai)就(jiu)會一(yi)直持續(xu)下(xia)去。 但(dan)是，如(ru)果(guo)在(zai)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速增(zeng)加(jia)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)會如(ru)何呢？讓我們(men)(men)來(lai)仔(zi)細地研(yan)究(jiu)一(yi)下(xia)。在(zai)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速為(wei)10-20轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)/分的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)運(yun)(yun)行(xing)(xing)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)凸輪軸的(de)(de)(de)(de)構(gou)造，在(zai)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速增(zeng)加(jia)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)就(jiu)不(bu)再適合了。發(fa)動(dong)機轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速達到(dao)(dao)4000轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)/分時(shi)，氣(qi)(qi)(qi)門(men)(men)每分鐘(zhong)要開閉2000次(ci)，即每秒33次(ci)。這(zhe)(zhe)樣(yang)，活(huo)塞的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)速度非常快，因(yin)(yin)而空氣(qi)(qi)(qi)/燃(ran)料混合氣(qi)(qi)(qi)進(jin)入(ru)氣(qi)(qi)(qi)缸的(de)(de)(de)(de)速度也非常快。

當進氣(qi)(qi)(qi)(qi)門打開(kai)(kai)，活(huo)塞(sai)開(kai)(kai)始(shi)它(ta)的(de)(de)(de)進氣(qi)(qi)(qi)(qi)沖程(cheng)時，空(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)/燃(ran)(ran)料混合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)在進氣(qi)(qi)(qi)(qi)流通(tong)管中開(kai)(kai)始(shi)加速，準備進入氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)。活(huo)塞(sai)在進氣(qi)(qi)(qi)(qi)沖程(cheng)到底時，空(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)/燃(ran)(ran)料混合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)將(jiang)以很高(gao)的(de)(de)(de)速度運(yun)動(dong)。如果(guo)進氣(qi)(qi)(qi)(qi)門突(tu)然(ran)關閉，所有空(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)/燃(ran)(ran)料混合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)會因受阻(zu)而無法進入氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)。通(tong)過延長進氣(qi)(qi)(qi)(qi)門開(kai)(kai)放的(de)(de)(de)時間(jian)，當活(huo)塞(sai)開(kai)(kai)始(shi)壓(ya)縮行程(cheng)時，高(gao)速運(yun)行的(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)/燃(ran)(ran)料混合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)沖力會繼續迫(po)使混合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)進入氣(qi)(qi)(qi)(qi)缸(gang)。因此，發(fa)動(dong)機運(yun)轉得越快，空(kong)(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)/燃(ran)(ran)料混合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)就(jiu)運(yun)動(dong)得越快，我(wo)們(men)希望進氣(qi)(qi)(qi)(qi)門打開(kai)(kai)的(de)(de)(de)時間(jian)也就(jiu)越長。在高(gao)轉速的(de)(de)(de)情況下，我(wo)們(men)也希望氣(qi)(qi)(qi)(qi)門的(de)(de)(de)開(kai)(kai)口更大些，這一參數被稱(cheng)為氣(qi)(qi)(qi)(qi)門升程(cheng)，它(ta)由凸(tu)輪(lun)輪(lun)廓(kuo)線決定。