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汽車知識FLASH動(dòng)畫教程用直觀的動(dòng)畫普及汽車?yán)碚撝R第一頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)(Engine)第二頁,共289頁。引擎的基本構(gòu)造─凸輪軸與汽門凸輪軸:
在一支軸上有許多宛如「蛋形」凸輪,其被安裝在汽缸蓋的頂部,用來驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣汽門和排氣汽門做開啟與關(guān)閉的動(dòng)作。
在凸輪軸的一端會安裝一個(gè)傳動(dòng)輪,以鏈條或皮帶與位在曲軸上的傳動(dòng)輪連接。在以鏈條傳動(dòng)的系統(tǒng)中此傳動(dòng)輪為一齒輪;在以皮帶傳動(dòng)的系統(tǒng)中此傳動(dòng)輪為一具齒槽的皮帶輪。
一般雙頂置凸輪軸(DOHC)設(shè)計(jì)的引擎,其進(jìn)氣和排氣的凸輪軸均掛上一個(gè)傳動(dòng)輪,由鏈條或皮帶直接帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。有些引擎為了減少汽門夾角,而將凸輪軸的傳動(dòng)方式改變成以鏈條傳動(dòng)方式帶動(dòng)進(jìn)氣或排氣的凸輪軸,再藉由安裝在進(jìn)氣和排氣的凸輪軸上的齒輪以鏈條帶動(dòng)另外一支凸輪軸。
Toyota獨(dú)特的「TWINCAM」設(shè)計(jì)方式,則是以鏈條或皮帶去帶動(dòng)位在進(jìn)氣或排氣的凸輪軸上的傳動(dòng)輪,之后再以安裝在進(jìn)氣和排氣的凸輪軸上的無間隙齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)另外一支凸輪軸。
汽門:
控制空氣進(jìn)出汽缸的閥門。讓空氣或混合氣進(jìn)入的稱為「進(jìn)氣汽門」。讓燃料后的廢氣排出的稱為「排氣汽門」。第三頁,共289頁。引擎的基本構(gòu)造─缸徑、沖程、排氣量與壓縮比第四頁,共289頁。引擎的基本構(gòu)造─缸徑、沖程、排氣量與壓縮比引擎是由凸輪軸、汽門、汽缸蓋、汽缸本體、活塞、活塞連桿、曲軸、飛輪、油底殼…等主要組件,以及進(jìn)氣、排氣、點(diǎn)火、潤滑、冷卻…等系統(tǒng)所組合而成。以下將各位介紹在汽車型錄的「引擎規(guī)格」中常見的缸徑、沖程、排氣量、壓縮比、SOHC、DOHC等名詞。
缸徑:
汽缸本體上用來讓活塞做運(yùn)動(dòng)的圓筒空間的直徑。
沖程:
活塞在汽缸本體內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的起點(diǎn)與終點(diǎn)的距離。一般將活塞在最靠近汽門時(shí)的位置定為起點(diǎn),此點(diǎn)稱為「上死點(diǎn)」;而將遠(yuǎn)離汽門時(shí)的位置稱為「下死點(diǎn)」。
第五頁,共289頁。引擎的基本構(gòu)造─缸徑、沖程、排氣量與壓縮比排氣量:
將汽缸的面積乘以沖程,即可得到汽缸排氣量。將汽缸排氣量乘以汽缸數(shù)量,即可得到引擎排氣量。以Altis1.8L車型的4汽缸引擎為例:
缸徑:79.0mm,沖程:91.5mm,汽缸排氣量:448.5c.c.
引擎排氣量=汽缸排氣量×汽缸數(shù)量=448.5c.c.×4=1,794c.c.
第六頁,共289頁。引擎的基本構(gòu)造─缸徑、沖程、排氣量與壓縮比壓縮比:
最大汽缸容積與最小汽缸容積的比率。最小汽缸容積即活塞在上死點(diǎn)位置時(shí)的汽缸容積,也稱為燃燒室容積。最大汽缸容積即燃燒室容積加上汽缸排氣量,也就是活塞位在下死點(diǎn)位置時(shí)的汽缸容積。
Altis1.8L引擎的壓縮比為10:1,其計(jì)算方式如下:
汽缸排氣量:448.5c.c.,燃燒室容積:49.83c.c.
壓縮比=(49.84+448.5):49.84=9.998:1≒10:1第七頁,共289頁。引擎基本構(gòu)造─SOHC單凸輪軸引擎第八頁,共289頁。引擎基本構(gòu)造─SOHC單凸輪軸引擎引擎的凸輪軸裝置在汽缸蓋頂部,而且只有單一支凸輪軸,一般簡稱為OHC(頂置凸輪軸,OverHeadCamShaft)。凸輪軸透過搖臂驅(qū)動(dòng)汽門做開啟和關(guān)閉的動(dòng)作。
在每汽缸二汽門的引擎上還有一種無搖臂的設(shè)計(jì)方式,此方式是將進(jìn)汽門和排汽門排在一直在線,讓凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)汽門做開閉的動(dòng)作。有VVL裝置的引擎則會透過一組搖臂機(jī)構(gòu)去驅(qū)動(dòng)汽門做開閉的動(dòng)作。
第九頁,共289頁。引擎基本構(gòu)造─DOHC雙凸輪軸引擎第十頁,共289頁。引擎基本構(gòu)造─DOHC雙凸輪軸引擎此種引擎在汽缸蓋頂部裝置二支凸輪軸,由凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)汽門做開啟和關(guān)閉的動(dòng)作。僅有少數(shù)引擎是設(shè)計(jì)成透過搖臂去驅(qū)動(dòng)汽門做開閉的動(dòng)作。有VVL裝置的引擎則會透過一組搖臂機(jī)構(gòu)去驅(qū)動(dòng)汽門做開閉的動(dòng)作。
DOHC較SOHC的設(shè)計(jì)來得優(yōu)秀的主要原因有二。一是凸輪軸驅(qū)動(dòng)汽門的直接性,使汽門有較佳的開閉過程,而提升汽缸在進(jìn)氣和排氣時(shí)的效率。另一則是火星塞可以裝置在汽缸蓋中間的區(qū)域,使混合氣在汽缸內(nèi)部可以獲得更好更平均的燃燒。引擎基本構(gòu)造─DOHC雙凸輪軸引擎第十一頁,共289頁。汽車的動(dòng)力—馬力篇第十二頁,共289頁。汽車的動(dòng)力—馬力篇什么是馬力
說到車的性能,一般人第一個(gè)想到的就是馬力。什么是馬力呢?馬力是功率單位之一,而不是力量的單位。什么是功率呢?功率的定義是:單位時(shí)間內(nèi)所作的功。換句話說,對車子來講,就是在一定的時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生供給車子運(yùn)動(dòng)的能量多寡。再打個(gè)比方,同樣的工作量,有人可能很快做完,有人很慢,做得快的人表示他在每一段時(shí)間內(nèi)所完成的工作量,一定比慢的人多,我們稱之為工作效率高。相同的,在同樣時(shí)間內(nèi),能夠提供越多能量的引擎,它的功率越大,也就是馬力越大。
一般都說「馬力大的車比較夠力」,當(dāng)然,馬力的確和引擎的出力有關(guān),但是我們可以就一個(gè)簡單的物理學(xué)公式,認(rèn)識馬力(功率)、力量與速度間的關(guān)系。式子是這樣的:功率=力量*速度。舉例來說,一個(gè)很有力的人,能在5分鐘內(nèi)搬5包白米爬三層樓;而另一個(gè)人比較沒力,但腳程很快,同樣的路程雖只能搬一包白米,卻能在1分鐘達(dá)成。經(jīng)計(jì)算,有力但走得慢的人,和沒力但走得快的人,其實(shí)功率是一樣的。所以同樣是300hp馬力的車,跑車就能有很高的極速,而貨車則有很大的載重量。第十三頁,共289頁。汽車的動(dòng)力—馬力篇引擎測試標(biāo)準(zhǔn)
常見的引擎測試標(biāo)準(zhǔn)有JIS、SAE、EEC、DIN四種;它們分別為日本、美國、歐盟、德國所實(shí)行的測試標(biāo)準(zhǔn);其中DIN已經(jīng)較少被歐洲車廠所采用了。由于JIS、SAE、EEC三種測試標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容相近,使得引擎的測試結(jié)果也幾乎相同。汽車制造廠會因?yàn)槠嚿唐返男阅苄枨蠡蚴菫榱朔衔廴九欧艠?biāo)準(zhǔn),去對引擎做不同的周邊安排以及調(diào)校,使同一型的引擎在不同的國家或車型上會有不同的馬力值。
在引擎的測試方式還有總馬力和凈馬力二種測試方式??傫R力和凈馬力的不同處在于,總馬力是在引擎沒有附掛任何附加設(shè)備時(shí)所做的測量值。凈馬力是引擎在附掛發(fā)電機(jī)、水泵、排氣管....等附加設(shè)備后所做的測量值。目前引擎測試幾乎都是凈馬力測試。
第十四頁,共289頁。汽車的動(dòng)力—馬力篇德制日制如何換算
由于日本JIS在1994年施行修改后的引擎測試標(biāo)準(zhǔn),使得JIS與EEC及SAE的測試標(biāo)準(zhǔn)極為相近,使得同一個(gè)引擎在JIS、SAE、EEC的測試條件下,會有幾乎相同的輸出數(shù)據(jù)。而大家最關(guān)心的議題,不外是各種標(biāo)準(zhǔn)之間的馬力如何換算,由于德制(DIN)標(biāo)準(zhǔn)與其它測試標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定不同,不單純是單位之間的換算問題,所以,根本無法換算。第十五頁,共289頁。汽車的動(dòng)力—扭力篇第十六頁,共289頁。汽車的動(dòng)力—扭力篇圖為Mercedes-BenzE400CDI的引擎扭力曲線圖,由扭力曲線分布可看出,該引擎具有低轉(zhuǎn)速高扭力,及高原式扭力曲線之雙重特性。第十七頁,共289頁。汽車的動(dòng)力—扭力篇引擎馬力曲線是根據(jù)測試時(shí)所量測到之扭力值繪制而成。圖中藍(lán)色者為扭力曲線,紅色為馬力曲線。
第十八頁,共289頁。汽車的動(dòng)力—扭力篇扭力是什么
在我們看到汽車的性能數(shù)據(jù)時(shí),除了會注意到馬力的大小之外,還有一個(gè)值得注意的性能就是扭力的大小。扭力為引擎在運(yùn)轉(zhuǎn)速時(shí)所輸出的扭矩,講白一點(diǎn),就是引擎的出力。扭矩或扭力是針對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的物體說的,因?yàn)橐娴尿?qū)動(dòng)力,從飛輪經(jīng)過變速箱傳遞到車輪,都是在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下。對于駕駛者,能感受到的就是車輛加速的力量,所以我們說一部車很夠力,是因?yàn)楦惺艿揭鎻?qiáng)大扭力所產(chǎn)生的加速力。第十九頁,共289頁。汽車的動(dòng)力—扭力篇如何判讀扭力數(shù)據(jù)
通常我們看到扭力數(shù)據(jù)都是這樣的:14.9kg-m/4400rpm。這表示該具引擎在4400rpm時(shí),會有的「最大」扭力。一般來說,引擎在不同的轉(zhuǎn)速下,扭力輸出會不同,但是以上面的數(shù)據(jù)來看,不是引擎在4400rpm時(shí),就有14.9kg-m的扭力。引擎扭力輸出雖會隨著引擎轉(zhuǎn)速而不同,但扭力最主要還是跟引擎負(fù)荷,也就是油門踩踏深度有關(guān)。所以上面數(shù)據(jù)應(yīng)這樣解讀:當(dāng)引擎在全負(fù)荷/全油門狀態(tài)于4400rpm時(shí),會有14.9kg-m的「最大」扭力。
第二十頁,共289頁。汽車的動(dòng)力—扭力篇扭力輸出特性
引擎扭力大小既是指出力大小,當(dāng)然扭力就與車輛的加速性有關(guān),并且與爬坡、載重能力(載重能力還牽涉底盤設(shè)定)相關(guān)。不同的引擎設(shè)計(jì),就會有不同的扭力輸出特性,有些引擎是低轉(zhuǎn)速扭力較大,有些高轉(zhuǎn)速扭力較大,有些渦輪增壓有全速域大扭力的高原式扭力輸出特性。在一般使用狀態(tài)下,汽車多在市區(qū)以低速行駛,或是在高速公路上以高檔位做高速行駛,此時(shí)引擎多在中低轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn),所以低轉(zhuǎn)速高扭力的引擎,最適合一般日常使用。然而,對于常使用高轉(zhuǎn)速的競技用車,多采用強(qiáng)調(diào)高轉(zhuǎn)速大扭力的引擎。
第二十一頁,共289頁。直壓式氣門與搖臂式氣門凸輪直接壓動(dòng)汽門的直壓式設(shè)計(jì)是現(xiàn)在常見的設(shè)計(jì)。第二十二頁,共289頁。直壓式氣門與搖臂式氣門我們在「引擎概論」單元中,對凸輪與汽門之間的作動(dòng)、何謂DOHC及SOHC、可變汽門正時(shí)等題目,其實(shí)已經(jīng)有很詳細(xì)的論述,在「引擎詳論」中僅再作一些補(bǔ)充。對于凸輪如何帶動(dòng)汽門的啟閉,最常見的是「直壓式」與「搖臂式」。直壓式汽門通常見于DOHC引擎,此式汽門彈簧座上會會有一圓形套筒,凸輪則直接置于套筒上,所以當(dāng)凸輪尖端與套筒接觸時(shí),會透過套筒把汽門往下壓,使汽門開啟;而搖臂式汽門通常使用在SOHC引擎上,因?yàn)镾OHC引擎缸頭內(nèi)只有一支凸輪軸,卻要驅(qū)動(dòng)多個(gè)汽門,所以會以搖臂方式,由一個(gè)凸輪帶動(dòng)兩個(gè)汽門。搖臂是利用杠桿原理,當(dāng)凸輪尖端將搖臂一端挺起時(shí),另一端會向下將汽門壓下以使汽門開啟。
第二十三頁,共289頁。直壓式氣門與搖臂式氣門凸輪透過搖臂控制汽門的動(dòng)作,便是遙臂式的設(shè)計(jì)。第二十四頁,共289頁。直壓式氣門與搖臂式氣門搖臂式與直壓式汽門驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)各有其優(yōu)缺點(diǎn),以力量傳遞效率來說,直壓式比搖臂式來的直接、精確;以維修保養(yǎng)來說搖臂式則容易的多,因?yàn)橹眽菏街馆喤c汽門上之套筒的間隙,是靠不同厚度的填隙片來調(diào)整,所以當(dāng)引擎使用一定時(shí)數(shù),汽門間隙增大時(shí),要再調(diào)整較不易;而搖臂式之汽門間隙通常都以一螺栓調(diào)整,只要一支扳手就能搞定。然而目前直壓式汽門的填隙片材質(zhì)皆有一定的耐磨度,磨損的機(jī)率很低。第二十五頁,共289頁。直壓式氣門與搖臂式氣門DOHC的迷思
早期強(qiáng)調(diào)高性能的引擎多會采DOHC設(shè)計(jì),因?yàn)镈OHC的設(shè)計(jì)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍有相當(dāng)高的精確性,使得引擎能在高轉(zhuǎn)速輸出較大的功率。近來各家車廠在車輛的性能數(shù)據(jù)上競爭,使一般家庭房車的引擎也多采用DOHC的設(shè)計(jì),甚至造成消費(fèi)者認(rèn)為SOHC引擎為過時(shí)設(shè)計(jì),而非DOHC不買的迷思。其實(shí)引擎在一般使用下,不論SOHC、DOHC、一缸兩汽門的設(shè)計(jì)或是一缸多汽門的設(shè)計(jì),都足敷使用,甚至很多八汽門引擎(四缸)在低速表現(xiàn)會優(yōu)于多汽門引擎。再者,DOHC引擎比SOHC引擎多出一支凸輪軸(V型引擎多出兩支),引擎就需要多克服一倍的摩擦力,及承擔(dān)多一支凸輪軸的重量。所以像Mercedes-Benz等歐洲車廠,仍有許多現(xiàn)役的SOHC引擎。
筆者在此并非貶低DOHC引擎的價(jià)值,而是要讓讀者了解,SOHC并非過時(shí)的設(shè)計(jì)。一個(gè)適合自己駕駛習(xí)慣、省油且耐用的引擎,就是好引擎;當(dāng)然,如果您是性能派的熱血份子,DOHC的引擎是您最佳的選擇。第二十六頁,共289頁。何謂爆震第二十七頁,共289頁。何謂爆震當(dāng)混合氣(空氣與燃油充分的混合)在進(jìn)氣行程進(jìn)入燃燒室后,活塞在壓縮行程時(shí)便將其壓縮,火星塞將高壓混合氣點(diǎn)然后,其燃燒所產(chǎn)生的壓力則轉(zhuǎn)換成引擎運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力。引擎燃燒雖可以用三言兩語簡單的形容,但光是內(nèi)燃機(jī)的燃燒研究,不知已造就了多少博、碩士論文,甚至許多學(xué)者、工程師窮其一生都在研究燃燒的學(xué)問,所以要真正了解引擎,是要花很多工夫的。
正是因?yàn)橐娴娜紵謴?fù)雜,所以需要有相當(dāng)精確的設(shè)計(jì)與控制,稍有一點(diǎn)控制失誤或是失常,便會造成不正常燃燒,而「爆震」就是一種不正常燃燒。簡單的說,爆震是不正常燃燒所導(dǎo)致的燃燒室內(nèi)壓力失常。
右方高壓縮比設(shè)定的情形較容易引起爆震,便需使用高辛烷值的燃料以避免爆震。第二十八頁,共289頁。爆震的原因在說到爆震原因前,我們先要了解兩件事。第一,混合氣在燃燒室內(nèi)燃燒,其火焰是由點(diǎn)火點(diǎn)以「波」的方式向四周擴(kuò)散,所以由點(diǎn)火到油氣完全燃燒需要依段短暫的時(shí)間。第二,油氣雖然需要靠火星塞點(diǎn)燃,但是過于高溫、高壓的環(huán)境也會使油氣自燃。第二十九頁,共289頁。爆震的原因一般的爆震是因?yàn)槿紵覂?nèi)油氣點(diǎn)火后,火焰波尚未完全擴(kuò)散,遠(yuǎn)程未燃的油氣即因?yàn)楦邷鼗蚋邏憾匀?,其火焰波與正規(guī)燃燒的火焰波撞擊而產(chǎn)生極大壓力,使得引擎產(chǎn)生不正常的敲擊聲。造成爆震最主要有以下幾點(diǎn)原因:
一、點(diǎn)火角過于提前:
為了使活塞在壓縮上死點(diǎn)結(jié)束后,一進(jìn)入動(dòng)力沖程能立即獲得動(dòng)力,通常都會在活塞達(dá)到上死點(diǎn)前提前點(diǎn)火(因?yàn)閺狞c(diǎn)火到完全燃燒需要一段時(shí)間)。而過于提早的點(diǎn)火會使得活塞還在壓縮行程時(shí),大部分油氣已經(jīng)燃燒,此時(shí)未燃燒的油氣會承受極大的壓力自燃,而造成爆震。
二、引擎過度積碳:
引擎于燃燒室內(nèi)過度積碳,除了會使壓縮比增大(產(chǎn)生高壓),也會在積碳表面產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn),使引擎爆震。
三、引擎溫度過高:
引擎在太熱的環(huán)境使得進(jìn)氣溫度過高,或是引擎冷卻水循環(huán)不良,都會造成引擎高溫而爆震。
四、空燃比不正確:
過于稀的燃料空氣混合比,會使得燃燒溫度提升,而燃燒溫度提高會造成引擎溫度提升,當(dāng)然容易爆震。
五、燃油辛烷值過低:
辛烷值是燃油抗爆震的指標(biāo),辛烷值越高,抗爆震性越強(qiáng)。壓縮比高的引擎,燃燒室的壓力較高,若是使用抗爆震性低的燃油,則容易發(fā)生爆震。
第三十頁,共289頁。怎么知道爆震及爆震的影響爆震的英文是Knocking,及敲擊的意思,所以爆震時(shí)引擎會產(chǎn)生敲擊生。輕微不連續(xù)的爆震聲音相當(dāng)清脆,有點(diǎn)類似輕敲三角鐵的聲音。而嚴(yán)重且連續(xù)的爆震時(shí),引擎會有「哩哩哩」的聲音,此時(shí)引擎也會明顯的沒力。
現(xiàn)在許多車廠為了將引擎壓榨出最大的性能及降低油耗,通常會把常用轉(zhuǎn)速域的點(diǎn)火角設(shè)定的比較提前,所以有些引擎在2000至3000轉(zhuǎn)間負(fù)荷較大時(shí),難免會有輕微的爆震,然而輕微的爆震對引擎不會有太大的影響,車主也不用過于擔(dān)心。但是若因?yàn)橐娉鰡栴}所產(chǎn)生的爆震,如嚴(yán)重積碳或散熱不良等,這種爆震通常很嚴(yán)重,如果是在高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷發(fā)生連續(xù)且嚴(yán)重的爆震,不出一分鐘,輕則火星塞及活塞熔損,嚴(yán)重的甚至連汽缸及引擎本體都會炸穿。第三十一頁,共289頁。爆震感知器最立即且有效抑制爆震的方法,就是延后點(diǎn)火提前角,降低燃燒壓力。所以爆震感知器作動(dòng)原理,是當(dāng)偵測到引擎爆震時(shí),則將點(diǎn)火提前角延后到不會爆震的點(diǎn)火時(shí)機(jī),待引擎不爆震時(shí),再慢慢的將點(diǎn)火提前回復(fù)。爆震感知器是利用一加速度傳感器來量測引擎的加速度變化,也就是震動(dòng)。工程師在調(diào)校爆震感知器時(shí)會把爆震的震動(dòng)模式寫入ECU中,一旦爆震感知器偵測出該震動(dòng)模式,ECU則判定引擎爆震,隨即延后點(diǎn)火提前角。目前較先進(jìn)的爆震感知器甚至能判定是哪一個(gè)汽缸爆震,而針對該汽缸個(gè)別延后點(diǎn)火提前角。
第三十二頁,共289頁。92、95或98說到爆震,大家最關(guān)心的還是加什么汽油的問題。其實(shí)92、95或98是汽油的抗爆震性,也就是其「辛烷值」。什么是「辛烷值」呢?在研究燃料與爆震的關(guān)系時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn)「異辛烷」最能抵抗爆震,而「正庚烷」相當(dāng)容易爆震,所以就將異辛烷的抗爆震度訂為100,而正庚烷訂為0。所謂辛烷值95的汽油,就是它的抗爆震度與95%異辛烷和5%正庚烷混合物的抗爆震度相同。所以這純粹是抗爆震性的問題,并不是加了辛烷值越高的汽油,引擎就越有力。當(dāng)然,若是加了辛烷值太低的汽油而導(dǎo)致爆震,或是爆震發(fā)生時(shí)引擎退點(diǎn)火角,車子的確會比較沒力。換句話說,只要引擎不爆震,提高油料的辛烷值并不會讓引擎更有力或更省油,只會讓你的荷包更縮水。第三十三頁,共289頁。底盤傳動(dòng)系統(tǒng)
動(dòng)力接續(xù)裝置--離合器第三十四頁,共289頁。動(dòng)力接續(xù)裝置--離合器汽油引擎動(dòng)力車輛在運(yùn)行之時(shí),引擎持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的。但是為了符合汽車行駛上的需求,車輛必須有停止、換檔等需求,因此必須在引擎對外連動(dòng)之處,加入一組機(jī)構(gòu),以視需求中斷動(dòng)力的傳遞,以在引擎持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情形之下,達(dá)成讓車輛靜止或是進(jìn)行換檔的需戎。這組機(jī)構(gòu),便是動(dòng)力接續(xù)裝置。一般在Toyota車輛上可以看到的動(dòng)力接續(xù)裝置有離合器與扭力轉(zhuǎn)換器等兩種。第三十五頁,共289頁。動(dòng)力接續(xù)裝置--離合器離合器是手排系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)力接續(xù)裝置,以機(jī)構(gòu)方式利用離合器片的摩擦力,達(dá)成動(dòng)力接續(xù)的目的。
離合器這組機(jī)構(gòu)被裝置在引擎與手排變速箱之間,負(fù)責(zé)將引擎的動(dòng)力傳送到手排變速箱。如圖所示,飛輪機(jī)構(gòu)與引擎的輸出軸固定在一起。在飛輪的外殼之中,以一圓盤狀的彈簧連接壓板,其間有一摩擦盤與變速箱輸入軸連接。
當(dāng)離合器踏板釋放時(shí),飛輪內(nèi)的壓板利用彈簧的力量,緊緊壓住摩擦板,使兩者之間處于沒有滑動(dòng)的連動(dòng)現(xiàn)象,達(dá)成連接的目的,而引擎的動(dòng)力便可以透過此一機(jī)構(gòu),傳遞至變速箱,完成動(dòng)力傳動(dòng)的工作。
而當(dāng)踩下踏板時(shí),機(jī)構(gòu)將向彈簧加壓,使得彈簧的外圍翹起,壓皮便與摩擦板脫離。此時(shí)摩擦板與飛輪之間已無法連動(dòng),即便引擎持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),動(dòng)力仍不會傳遞至變速箱及車輪,此時(shí),駕駛者便可以進(jìn)行換檔以及停車等動(dòng)作,而不會使得引擎熄火。第三十六頁,共289頁。動(dòng)力接續(xù)裝置─扭力轉(zhuǎn)換器扭力轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)入,改善了人類使用車輛的習(xí)慣。第三十七頁,共289頁。動(dòng)力接續(xù)裝置─扭力轉(zhuǎn)換器當(dāng)汽車工業(yè)繼續(xù)發(fā)展,一般消費(fèi)者開始對于控制油門、剎車以及離合器等三個(gè)踏板的復(fù)雜操作模式感到厭煩。機(jī)械工程師開始思考如何以利用機(jī)構(gòu)的,來簡化使用的過程。扭力轉(zhuǎn)換器便是在這樣的情形之下被導(dǎo)入汽車產(chǎn)品,成就了全新的使用經(jīng)驗(yàn)。
扭力轉(zhuǎn)換器取代了傳統(tǒng)的機(jī)械式離合器,被裝置在引擎與自排變速箱之間,能夠?qū)⒁娴膭?dòng)力平順的傳送到自排變速箱。第三十八頁,共289頁。動(dòng)力接續(xù)裝置─扭力轉(zhuǎn)換器從圖中可以清楚地看到,扭力轉(zhuǎn)換器的離作方式與離合器之間截然不同。在扭力轉(zhuǎn)換器之中,左側(cè)為引擎動(dòng)力輸出軸,直接與泵輪外殼連接。而在扭力轉(zhuǎn)換器的左側(cè),則有一組渦輪,透過軸與位于右側(cè)的變速系統(tǒng)連接。導(dǎo)輪與渦輪之間沒有任何直接的連接機(jī)構(gòu),兩者均密封在扭力轉(zhuǎn)換器的外殼之中,而扭力轉(zhuǎn)換器之內(nèi)則是充滿了黏性液體。
當(dāng)引擎低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),整個(gè)扭力轉(zhuǎn)換器會同樣低速運(yùn)轉(zhuǎn),泵輪上的葉片會帶動(dòng)扭力轉(zhuǎn)換器內(nèi)的黏性液體,使其進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。但是由于轉(zhuǎn)速太低,液體對于渦輪所施力之力道,并不足以推動(dòng)車輛前進(jìn),車輛便可靜止不動(dòng),便可達(dá)到如同離合器分離的狀況。
當(dāng)油門踏下,引擎轉(zhuǎn)速提升,泵輪的轉(zhuǎn)速將會同步提升,扭力轉(zhuǎn)換器內(nèi)的液體流速持續(xù)增加,對于渦輪的施力繼續(xù)增加,當(dāng)其超過運(yùn)轉(zhuǎn)的阻力時(shí),車輛便可以前進(jìn),動(dòng)力便可傳遞至變速系統(tǒng)及車輪,達(dá)成動(dòng)力傳遞的目的。第三十九頁,共289頁。傳動(dòng)系統(tǒng)—差速器第四十頁,共289頁。傳動(dòng)系統(tǒng)—差速器在解決了車輛動(dòng)力傳遞的問題之后,汽車工程師又碰到了另外的一個(gè)問題─轉(zhuǎn)彎。
轉(zhuǎn)彎,除了必須要有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輔助之外,還必需在傳動(dòng)系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)整。理因在于,當(dāng)過彎時(shí),位于內(nèi)側(cè)的輪子所走的路徑較短,位于外側(cè)的輪子所走的路徑較長。在同樣的時(shí)間內(nèi)經(jīng)過這樣的路徑,左右兩側(cè)的車輪勢必面對著轉(zhuǎn)速不同的問題。如果沒有一個(gè)特殊的機(jī)構(gòu)來處理,將造成車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)不過去的窘境;即便用力地轉(zhuǎn)了過去,也會有著輪胎嚴(yán)重磨損的問題。此時(shí),差速器便被導(dǎo)入汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)之中。
由圖中可看出,差速器是由許多齒輪組所構(gòu)成。當(dāng)直行時(shí),左右車輪的轉(zhuǎn)速相同,其內(nèi)齒輪組并未發(fā)生作用,如同左右車輪以同一輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)車輛進(jìn)入彎道時(shí),左右車輪的轉(zhuǎn)速差異,便由中間齒輪組的轉(zhuǎn)動(dòng)來吸收,使其可以順利地過彎。第四十一頁,共289頁。前置前驅(qū)第四十二頁,共289頁。前置前驅(qū)前置前驅(qū)是近代汽車最多采用的方式。引擎和傳動(dòng)系統(tǒng)都被安裝在車頭引擎室內(nèi)。這樣的安排使前輪要負(fù)責(zé)傳動(dòng),而不再只有負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向的工作。由于前輪同時(shí)負(fù)擔(dān)傳動(dòng)和轉(zhuǎn)向的工作,使車輛在轉(zhuǎn)向時(shí)的控制變得簡單,因此前置引擎前輪驅(qū)動(dòng)(FF)的車輛在行駛時(shí)的安全性比其它方式來得高。
由于前置引擎前輪驅(qū)動(dòng)(FF)車的引擎和傳動(dòng)系統(tǒng)都被安裝在車頭引擎室內(nèi),因此汽車主要的重量都集中在車頭的部位,這樣的情形讓前輪必須負(fù)擔(dān)較多的重量,而后輪負(fù)擔(dān)的重量則少了許多,前輪大約要承擔(dān)62%左右的車身重量。第四十三頁,共289頁。前置后驅(qū)第四十四頁,共289頁。前置后驅(qū)這是汽車最為傳統(tǒng)的布置方式,引擎和部份的傳動(dòng)裝置被安裝在車頭的引擎室內(nèi),再以傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳送到后輪去。
由于傳動(dòng)系統(tǒng)中的差速器和輪軸都是裝置在車輛的后軸,再加上引擎都是采取縱向放置在引擎室里面,使引擎的重心落于前輪軸之后,而且體積越大的引擎的重心會落在越后面的位置,車輛的前、后軸因此獲得良好的配重比率。一般車型的后軸須要承擔(dān)大約47%的車身重量,因此以后輪驅(qū)動(dòng)的車輛在驅(qū)動(dòng)輪獲得較加的下壓力,讓行駛在陡坡或是連續(xù)的彎道中的車輛能夠獲得更佳的操控性能。
由于引擎的重心落于前輪軸之后,因此前置引擎后輪驅(qū)動(dòng)(FR)車輛可以視為引擎放置在車頭的中置引擎后輪驅(qū)動(dòng)(MR)車輛。也因此近年來有些高性能的前置引擎后輪驅(qū)動(dòng)(FR)車在配置體積更大的引擎之后,即標(biāo)榜為前中置引擎后輪驅(qū)動(dòng)(F-MR)車輛。
第四十五頁,共289頁。前置四驅(qū)第四十六頁,共289頁。前置四驅(qū)在近年來,四輪驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品隨著WRC賽事以及SUV產(chǎn)品的風(fēng)行而成為消費(fèi)者所熟悉的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
在汽車的運(yùn)動(dòng)之中,所有的驅(qū)動(dòng)力輛與制動(dòng)力量,都是靠著車輪與地面之前的摩擦力而產(chǎn)生,因此若能夠?qū)⑺膫€(gè)輪子的摩擦力發(fā)揮到極限,將能具有較佳的操控性能、運(yùn)動(dòng)性能,在駕駛表現(xiàn)與安全性上有較佳的表現(xiàn)。
前置引擎四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是最常見的配置,在變速箱的后面再加裝一具稱為「分動(dòng)箱」的動(dòng)力分配裝置,依照設(shè)定的比率將動(dòng)力傳送到前、后輪軸,使汽車的四個(gè)輪子獲得動(dòng)力。第四十七頁,共289頁。避震器與阻尼由上圖可清處看出避震器對于抑制彈簧談跳的效果。
第四十八頁,共289頁。避震器與阻尼避震器的內(nèi)部就是使用高黏滯系數(shù)的流體以及小尺寸的孔徑,來進(jìn)行阻尼的設(shè)定。第四十九頁,共289頁。避震器的功用從避震器這個(gè)名稱看來,好像車輛的震動(dòng)主要是由避震器來吸收,其實(shí)不然。車輛在行經(jīng)不平路面之震動(dòng)所產(chǎn)生的能量主要是由彈簧來吸收,彈簧在吸收震動(dòng)后還會產(chǎn)生反彈的震蕩,這時(shí)候就利用避震器來減緩彈簧引起的震蕩。
當(dāng)避震器失效時(shí),車子在行經(jīng)不平路面就會因?yàn)楸苷鹌鳠o法吸收彈簧彈跳的能量,而使車身有余波蕩漾的彈跳,影響行車穩(wěn)定性及舒適性。簡單的說,避震器最主要是要抑制彈簧的跳動(dòng),迅速弭平車身彈跳。
第五十頁,共289頁。阻尼「阻尼」這個(gè)詞我們可能很常聽到,但是究竟何謂阻尼呢?簡單的說,阻尼是作用于運(yùn)動(dòng)物體的一種阻力,而且阻力通常與運(yùn)動(dòng)速度成正比。就拿一般人常見的門弓器來說,當(dāng)你輕輕開門時(shí),門弓器內(nèi)的油壓缸所產(chǎn)生的阻力很小,很輕松就能把門推開;但是當(dāng)你用力推門時(shí),反而會因阻力較大而不好推。同樣原理應(yīng)用于汽車避震器,當(dāng)彈簧受到較大的伸張或壓縮力時(shí),避震器會因阻尼效應(yīng)而給予較大的抑制力。
避震器之所以會產(chǎn)生阻尼效應(yīng),是因避震器受力而壓縮或拉伸時(shí),內(nèi)部的活塞在移動(dòng)時(shí)會對液壓油或高壓氣體加壓使之通過小孔徑的閥門,當(dāng)液壓油或高壓氣體通過閥門時(shí)會產(chǎn)生阻力,此一阻力就產(chǎn)生阻尼;而閥門的孔徑大小和液壓油的黏度都會改變阻尼的大小。一般阻尼較大的避震器就是所謂較硬的避震器,阻尼越大則避震器越不容易被壓縮或拉伸,所以車身的晃動(dòng)也會越小,并增加行經(jīng)不平路面時(shí)輪胎的循跡性,然而卻會降低行駛時(shí)的舒適性。
第五十一頁,共289頁??烧{(diào)式避震器可調(diào)式避震器可分為阻尼大小可調(diào)式避震器和彈簧位置高低可調(diào)式避震器,以及阻尼大小和彈簧位置高低都可調(diào)整的避震器。
阻尼大小可調(diào)式:
在避震器的內(nèi)部使用可以調(diào)整孔徑大小的閥門,在將閥門的孔徑變小之后,避震器的阻尼也會跟著變硬。調(diào)整避震器的阻尼大小的方式可分為有段與無段的方式。以電子控制方式改變阻尼大小的避震器,則是采取有段調(diào)整的方式。
彈簧位置高低可調(diào)式:
在避震器的筒身有螺牙并套上特制的螺帽與彈簧拖架,借著螺帽的移動(dòng)來調(diào)整彈簧拖架的高低位置。把彈簧拖架向下調(diào)整會讓彈簧往下移動(dòng),可以在不影響避震效果下,降低車身的高度。
第五十二頁,共289頁。鼓剎第五十三頁,共289頁。鼓剎鼓式煞車應(yīng)用在汽車上面已經(jīng)將近一世紀(jì)的歷史了,但是由于它的可靠性以及強(qiáng)大的制動(dòng)力,使得鼓式煞車現(xiàn)今仍配置在許多車型上(多使用于后輪)。鼓式煞車是藉由液壓將裝置于煞車鼓內(nèi)之煞車蹄片往外推,使煞車蹄片表面的來令片與隨著車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的煞車鼓之內(nèi)面發(fā)生磨擦,而產(chǎn)生煞車的效果。
鼓式煞車的煞車鼓內(nèi)面就是煞車裝置產(chǎn)生煞車力矩的位置。在獲得相同煞車力矩的情況下,鼓式煞車裝置的煞車鼓的直徑可以比碟式煞車的煞車碟還要小上許多。因此載重用的大型車輛為獲取強(qiáng)大的制動(dòng)力,只能夠在輪圈的有限空間之中裝置鼓式煞車。
第五十四頁,共289頁。鼓式煞車的作用方式簡單的說,鼓式煞車就是利用煞車鼓內(nèi)靜止的煞車片,去摩擦隨著車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的煞車鼓,以產(chǎn)生摩擦力使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度降低的煞車裝置。
在踩下煞車踏板時(shí),腳的施力會使煞車總泵內(nèi)的活塞將煞車油往前推去并在油路中產(chǎn)生壓力。壓力經(jīng)由煞車油傳送到每個(gè)車輪的煞車分泵活塞,煞車分泵的活塞再推動(dòng)煞車蹄片向外,使煞車蹄片表面的來令片與煞車鼓的內(nèi)面發(fā)生磨擦,并產(chǎn)生足夠的磨擦力去降低車輪的轉(zhuǎn)速,以達(dá)到煞車的目的。
第五十五頁,共289頁。鼓式煞車之優(yōu)點(diǎn)1.有自動(dòng)煞緊的作用,使煞車系統(tǒng)可以使用較低的油壓,或是使用直徑比煞車碟小很多的煞車鼓。
2.手煞車機(jī)構(gòu)的安裝容易。有些后輪裝置碟式煞車的車型,會在煞車碟中心部位安裝鼓式煞車的手煞車機(jī)構(gòu)。
3.零件的加工與組成較為簡單,而有較為低廉的制造成本。第五十六頁,共289頁。鼓式煞車的缺點(diǎn)1.鼓式煞車的煞車鼓在受熱后直徑會增大,而造成踩下煞車踏板的行程加大,容易發(fā)生煞車反應(yīng)不如預(yù)期的情況。因此在駕駛采用鼓式煞車的車輛時(shí),要盡量避免連續(xù)煞車造成來令片因高溫而產(chǎn)生衰退現(xiàn)象。
2.煞車系統(tǒng)反應(yīng)較慢,煞車的踩踏力道較不易控制,不利于做高頻率的煞車動(dòng)作。
3.構(gòu)造復(fù)雜零件多,煞車間隙須做調(diào)整,使得維修不易。
第五十七頁,共289頁。碟剎
第五十八頁,共289頁。碟剎由于車輛的性能與行駛速度與日遽增,為增加車輛在高速行駛時(shí)煞車的穩(wěn)定性,碟式煞車已成為當(dāng)前煞車系統(tǒng)的主流。由于碟式煞車的煞車盤暴露在空氣中,使得碟式煞車有優(yōu)良的散熱性,當(dāng)車輛在高速狀態(tài)做急煞車或在短時(shí)間內(nèi)多次煞車,煞車的性能較不易衰退,可以讓車輛獲得較佳的煞車效果,以增進(jìn)車輛的安全性。
并且由于碟式煞車的反應(yīng)快速,有能力做高頻率的煞車動(dòng)作,因此許多車款采用碟式煞車與ABS系統(tǒng)以及VSC、TCS等系統(tǒng)搭配,以滿足此類系統(tǒng)需要快速做動(dòng)的需求。
第五十九頁,共289頁。碟式煞車的作用方式顧名思義,碟式煞車以靜止的煞車盤片,夾住隨著輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的煞車碟盤以產(chǎn)生摩擦力,使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度將低的煞車裝置。
當(dāng)踩下煞車踏板時(shí),煞車總泵內(nèi)的活塞會被推動(dòng),而在煞車油路中建立壓力。壓力經(jīng)由煞車油傳送到煞車卡鉗上之煞車分泵的活塞,煞車分泵的活塞在受到壓力后,會向外移動(dòng)并推動(dòng)來令片去夾緊煞車盤,使得來令片與煞車盤發(fā)生磨擦,以降低車輪轉(zhuǎn)速,好讓汽車減速或是停止。第六十頁,共289頁。碟式煞車的優(yōu)點(diǎn)1.碟式煞車散熱性較鼓式煞車佳,在連續(xù)踩踏煞車時(shí)比較不會造成煞車衰退而使煞車失靈的現(xiàn)象。
2.煞車盤在受熱之后尺寸的改變并不使踩煞車踏板的行程增加。
3.碟式煞車系統(tǒng)的反應(yīng)快速,可做高頻率的煞車動(dòng)作,因而較為符合ABS系統(tǒng)的需求。
4.碟式煞車沒有鼓式煞車的自動(dòng)煞緊作用,因此左右車輪的煞車力量比較平均。
5.因煞車盤的排水性較佳,可以降低因?yàn)樗蚰嗌吃斐缮奋嚥涣嫉那樾巍?/p>
6.與鼓式煞車相比較下,碟式煞車的構(gòu)造簡單,且容易維修。
第六十一頁,共289頁。碟式煞車的缺點(diǎn)1.因?yàn)闆]有鼓式煞車的自動(dòng)煞緊作用,使碟式煞車的煞車力較鼓式煞車為低。
2.碟式煞車的來令片與煞車盤之間的摩擦面積較鼓式煞車的小,使煞車的力量也比較小。
3.為改善上述碟式煞車的缺點(diǎn),因此需較大的踩踏力量或是油壓。因而必須使用直徑較大的煞車盤,或是提高煞車系統(tǒng)的油壓,以提高煞車的力量。
4.手煞車裝置不易安裝,有些后輪使用碟式煞車的車型為此而加設(shè)一組鼓式煞車的手煞車機(jī)構(gòu)。
5.來令片之磨損較大,致更換頻率可能較高。第六十二頁,共289頁。車身及附件-車身尺寸第六十三頁,共289頁。車身尺寸一部車除了好開順暢外,還有很多其它因素會是在買車時(shí)會加入考慮的,例如空間或外觀,而車身尺寸直接的與此相關(guān)。除此之外,車身尺寸或車身重量也會一定程度的影響車輛的行駛特性。以下將介紹如何判讀汽車型錄上車身相關(guān)的尺度,及各尺度對車輛的影響。第六十四頁,共289頁。車身長度車身長度的定義是,從汽車前保險(xiǎn)桿最凸出的位置量起,直到后保險(xiǎn)桿最凸出的位置,這兩點(diǎn)之間的距離。因此,有些歐洲車系銷售至北美市場而換上美規(guī)保險(xiǎn)桿后,車身長度數(shù)據(jù)會因?yàn)楸U增長而增加。
而自前保險(xiǎn)桿最凸出處到前輪中心的距離稱為前懸,一般來說,前輪驅(qū)動(dòng)車的前懸會比同級后輪驅(qū)動(dòng)車來得長,強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)性的后輪驅(qū)動(dòng)車通常前懸都很短,如Lesux的IS系列。同樣的,從后輪中心到后保險(xiǎn)桿最凸出處的距離稱為后懸,除了裝設(shè)大型保險(xiǎn)桿或后置引擎的車型以外;后懸較長的車型都會擁有較大的行李箱空間,在高級豪華房車上經(jīng)常會出現(xiàn)此一情形。第六十五頁,共289頁。車身寬度絕大多數(shù)車型的車寬數(shù)據(jù),都是車身左、右最凸出位置的距離,但是不包含左、右照后鏡伸出的寬度。
車身長度及寬度較大的車型雖可以獲得較為寬敞的車室空間,給乘客有較好的乘坐感,但是也容易降低于狹窄巷道中的行駛靈活性。
第六十六頁,共289頁。車身高度車身高度是從地面算起,一直到車身頂部最高的位置,不包括天線的長度。
車身高度會影響到座位的頭部空間以及乘坐姿態(tài)。頭部空間大則不易有壓迫感;稍挺的坐姿較適合長時(shí)間的乘坐。近年來SUV、VAN這一類高車身的車型大為流行,較高的車室高度有利乘員在車內(nèi)的活動(dòng);但是過高的車身卻不利車輛進(jìn)出地下停車場。而強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)性的跑車,為了提升過彎穩(wěn)定性,通常車身高度較低。
第六十七頁,共289頁。軸距從前輪中心點(diǎn)到后輪中心點(diǎn)之間的距離,也就是前輪軸與后輪軸之間的距離,稱為軸距。較長的軸距可以使汽車獲得較好的直線行駛穩(wěn)定性,而短軸距則提供較佳的靈活性。對于車室空間來說,軸距代表前輪與后輪之間的距離,軸距越長,車室內(nèi)縱向空間就越大,膝部及腳部空間也因此而較寬敞。然而后輪驅(qū)動(dòng)車因引擎縱向排列的關(guān)系,為了達(dá)到相同的車室空間,通常軸距會較同級前輪驅(qū)動(dòng)車來得長。第六十八頁,共289頁。輪距左、右車輪中心的距離。較寬的輪距有助于橫向的穩(wěn)定性與較佳的操縱性能。輪距和軸距搭配之后,即顯示四個(gè)車輪著地的位置;車輪著地位置越寬大的車型,其行駛的穩(wěn)定度越好,因此越野車輛的輪距都比一般車型要寬。第六十九頁,共289頁。風(fēng)阻系數(shù)第七十頁,共289頁。風(fēng)阻系數(shù)外型所造成的阻力來自車后方的真空區(qū),真空區(qū)越大,阻力就越大。一般來說,三廂式的房車之外型阻力會比掀背式休旅車小。
風(fēng)阻是車輛行駛時(shí)來自空氣的阻力,一般空氣阻力有三種形式,第一是氣流撞擊車輛正面所產(chǎn)生的阻力,就像拿一塊木板頂風(fēng)而行,所受到的阻力幾乎都是氣流撞擊所產(chǎn)生的阻力。第二是摩擦阻力,空氣與劃過車身一樣會產(chǎn)生摩擦力,然而以一般車輛能行駛的最快速度來說,摩擦阻力小到幾乎可以忽略。第三則是外型阻力(下圖可說明何謂外型阻力),一般來說,車輛高速行駛時(shí),外型阻力是最主要的空氣阻力來源。
車輛在行駛時(shí),所要克服的阻力有機(jī)件損耗阻力、輪胎產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力(一般也稱做路阻)及空氣阻力。隨著車輛行駛速度的增加,空氣阻力也逐漸成為最主要的行車阻力,在時(shí)速200km/h以上時(shí),空氣阻力幾乎占所有行車阻力的85%。第七十一頁,共289頁。風(fēng)阻系數(shù)風(fēng)阻系數(shù)通常是以Cd做標(biāo)示,風(fēng)阻系數(shù)必須于風(fēng)洞內(nèi)實(shí)際測試而得,并且嚴(yán)格來說,不同的行駛速度,風(fēng)阻會產(chǎn)生些微差異。風(fēng)阻系數(shù)越低,代表車輛行駛時(shí)所受的空氣阻力越低。風(fēng)阻系數(shù)越低的車,高速行駛越省油,也越有可能跑出較高的極速。近代的汽車越來越注重在空氣力學(xué)方面的設(shè)計(jì),各家汽車制造廠都在努力的在為降低汽車的風(fēng)阻系數(shù)而努力。一般來說,外型越流線、平整,風(fēng)阻系數(shù)越低,所以在車身上自行加裝的配備或套件,如晴雨窗、尾翼等,或是高速行駛時(shí)開啟車窗,都會造成空氣阻力增加,影響行車順暢。第七十二頁,共289頁?;剞D(zhuǎn)半徑第七十三頁,共289頁。回轉(zhuǎn)半徑將汽車的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)到極限,以極低的速度讓汽車進(jìn)行轉(zhuǎn)向的圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)所形成的圓周的半徑就是回轉(zhuǎn)半徑?;剞D(zhuǎn)半徑數(shù)據(jù)可以使駕駛者知道汽車所須的回轉(zhuǎn)空間,這對于經(jīng)常行駛在狹小巷弄的車輛尤其重要。
由此圖來看,所謂「回轉(zhuǎn)半徑」,是指回轉(zhuǎn)所畫出之圓的「半徑」,而不是「直徑」。也就是說,當(dāng)一輛車的回轉(zhuǎn)半徑標(biāo)示為5.5m時(shí),其回轉(zhuǎn)「直徑」為11m,表示至少要有11公尺的路寬,才能提供該車進(jìn)行一次完整的回轉(zhuǎn)。第七十四頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理第七十五頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理一、基本理論
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能來驅(qū)動(dòng)汽車,最簡單的辦法是通過在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒汽油來獲得動(dòng)能。因此,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī)----燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生。
有兩點(diǎn)需注意:
1.內(nèi)燃機(jī)也有其他種類,比如柴油機(jī),燃?xì)廨啓C(jī),各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
2.同樣也有外燃機(jī)。在早期的火車和輪船上用的蒸汽機(jī)就是典型的外燃機(jī)。燃料(煤、木頭、油)在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒產(chǎn)生蒸氣,然后蒸氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部來產(chǎn)生動(dòng)力。內(nèi)燃機(jī)的效率比外燃機(jī)高不少,也比相同動(dòng)力的外燃機(jī)小很多。所以,現(xiàn)代汽車不用蒸汽機(jī)。
相比之下,內(nèi)燃機(jī)比外燃機(jī)的效率高,比燃?xì)廨啓C(jī)的價(jià)格便宜,比電動(dòng)汽車容易添加燃料。這些優(yōu)點(diǎn)使得大部分現(xiàn)代汽車都使用往復(fù)式的內(nèi)燃機(jī)。
第七十六頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理二、燃燒是關(guān)鍵
汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用4沖程。(馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在此不討論,汽車畫報(bào)曾做過介紹)
4沖程分別是:進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個(gè)過程,發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)周期(2圈)。第七十七頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理理解4沖程
活塞,它由一個(gè)活塞桿和曲軸相聯(lián),過程如下:
1.活塞在頂部開始,進(jìn)氣閥打開,活塞往下運(yùn)動(dòng),吸入油氣混合氣
2.活塞往頂部運(yùn)動(dòng)來壓縮油氣混合氣,使得爆炸更有威力。
3.當(dāng)活塞到達(dá)頂部時(shí),火花塞放出火花來點(diǎn)燃油氣混合氣,爆炸使得活塞再次向下運(yùn)動(dòng)。
4.活塞到達(dá)底部,排氣閥打開,活塞往上運(yùn)動(dòng),尾氣從汽缸由排氣管排出。
注意:內(nèi)燃機(jī)最終產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)的,活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)最終由曲軸轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng),這樣才能驅(qū)動(dòng)汽車輪胎。第七十八頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理三、汽缸數(shù)
發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件是汽缸,活塞在汽缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),上面所描述的是單汽缸的運(yùn)動(dòng)過程,而實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)動(dòng)機(jī)都是有多個(gè)汽缸的(4缸、6缸、8缸比較常見)。我們通常通過汽缸的排列方式對發(fā)動(dòng)機(jī)分類:直列、V或水平對置(當(dāng)然現(xiàn)在還有大眾集團(tuán)的W型,實(shí)際上是兩個(gè)V組成)。第七十九頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理直列4缸第八十頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理V6第八十一頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理水平對置4缸第八十二頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理不同的排列方式使得發(fā)動(dòng)機(jī)在順滑性、制造費(fèi)用和外型上有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),配備在相應(yīng)的汽車上。
第八十三頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理四、排量
混合氣的壓縮和燃燒在燃燒室里進(jìn)行,活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),你可以看到燃燒室容積的變化,最大值和最小值的差值就是排量,用升(L)或毫升(CC)來度量。汽車的排量一般在1.5L~4.0L之間。每缸排量0.5L,4缸的排量為2.0L,如果V型排列的6汽缸,那就是V63.0升。一般來說,排量表示發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的大小。
所以增加汽缸數(shù)量或增加每個(gè)汽缸燃燒室的容積可以獲得更多的動(dòng)力。
第八十四頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理五、發(fā)動(dòng)機(jī)的其他部分
凸輪軸控制進(jìn)氣閥和排氣閥的開閉
火花塞火花塞放出火花點(diǎn)燃油氣混合氣,使得爆炸發(fā)生?;鸹ū仨氃谶m當(dāng)?shù)臅r(shí)候放出。
閥門進(jìn)氣、出氣閥分別在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候打開來吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和
燃燒時(shí),這兩個(gè)閥都是關(guān)閉的,來保證燃燒室的密封。
第八十五頁,共289頁。發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理活塞環(huán)在氣缸壁和活塞中提出密封:
1.防止在壓縮和燃燒時(shí)油氣混合氣和尾氣泄漏進(jìn)潤滑油箱。
2.防止?jié)櫥瓦M(jìn)入汽缸內(nèi)燃燒。
大多“燒機(jī)油”的汽車就是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)太舊:活塞環(huán)不再密封引起的(尾氣管冒青煙)
活塞桿連接活塞環(huán)和曲軸,使得活塞和曲軸維持各自的運(yùn)動(dòng)。
潤滑油槽包圍著曲軸,里面有相當(dāng)數(shù)量的油.第八十六頁,共289頁。何謂正時(shí)一具引擎要能正確的運(yùn)轉(zhuǎn),所有零件都要能在正確的時(shí)間和正確的位置做正確的事,在最佳的協(xié)調(diào)下,發(fā)揮應(yīng)有的性能。就像一支部隊(duì)要作戰(zhàn)前,指揮官會分配每一組甚至每個(gè)人個(gè)別的任務(wù),大家接受任務(wù)后,還有一件事很重要,沒錯(cuò),就是:對表!所有人都必須在一個(gè)獨(dú)一的時(shí)間軸內(nèi)完成任務(wù)。大家都必須各自在正確的時(shí)間到達(dá)定位,這就是「正時(shí)」。
則,在引擎中要怎么「對表」,又要以誰為準(zhǔn)呢?引擎中最主要的轉(zhuǎn)動(dòng)是曲軸,所以所有的正時(shí)都以曲軸旋轉(zhuǎn)角度做為基準(zhǔn)。以一個(gè)單缸引擎為例,當(dāng)活塞在上死點(diǎn)時(shí)為0度,到了下死點(diǎn)時(shí)為180度,四行程引擎以720度為一循環(huán),所有運(yùn)轉(zhuǎn)件就以曲軸的運(yùn)轉(zhuǎn)為準(zhǔn),曲軸每旋轉(zhuǎn)720度,所有運(yùn)作就完成一次循環(huán)。
第八十七頁,共289頁。何謂正時(shí)凸輪之所以能在正確的時(shí)機(jī)開啟汽門,便是靠著正時(shí)鏈條,與曲軸保持正確的正時(shí)。第八十八頁,共289頁。曲軸正時(shí)齒盤我們知道引擎中一切的運(yùn)轉(zhuǎn)都以曲軸為準(zhǔn),所以曲軸就有責(zé)任將它的正時(shí)「告知」所有機(jī)件。由于現(xiàn)在ECU的運(yùn)算分辨率越來越高,甚至達(dá)到32位以上,所以需有一機(jī)件能精確的擷取正時(shí)訊號。目前大部分引擎會在曲軸的一端裝設(shè)一個(gè)齒盤,再由一個(gè)磁感sensor來接收并產(chǎn)生訊號。假設(shè)齒盤有60齒,一圈360度則每一齒間距為6度,當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),齒盤會以相同的轉(zhuǎn)速跟著曲軸轉(zhuǎn)動(dòng),而每一齒經(jīng)過sensor時(shí),會感應(yīng)一個(gè)磁場,并由sensor轉(zhuǎn)換為電子訊號讓ECU得知目前的曲軸角度,好使噴油、點(diǎn)火等動(dòng)作能在正確時(shí)機(jī)作動(dòng)。
第八十九頁,共289頁。正時(shí)皮帶與正時(shí)鏈條現(xiàn)在引擎多是頂置式凸輪軸的設(shè)計(jì),就是將凸輪軸設(shè)置在引擎缸頭上,要驅(qū)動(dòng)凸輪軸必須利用皮帶或煉條使之與運(yùn)轉(zhuǎn)中的曲軸連結(jié)。就如前面提到的,凸輪軸的運(yùn)轉(zhuǎn)也需要「正時(shí)」,所以在安裝正時(shí)皮帶時(shí),凸輪和曲軸的正時(shí)必須對妥。
由于正時(shí)皮帶屬于耗損品,而且正時(shí)皮帶一旦斷裂,凸輪軸當(dāng)然不會照著正時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)極有可能導(dǎo)致汽門與活塞撞擊而造成嚴(yán)重毀損,所以正時(shí)皮帶一定要依據(jù)原廠指定的里程或時(shí)間更換。而正時(shí)煉條則會有相當(dāng)長的壽命,所以選購配置正時(shí)煉條引擎的車,會省去更換正時(shí)皮帶的麻煩與開支。第九十頁,共289頁。節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管第九十一頁,共289頁。節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管節(jié)氣門是在進(jìn)氣的管道中,加入一組蝴蝶閥,利用閥片旋轉(zhuǎn)角度不同、開口不同的方式,控制進(jìn)氣量,進(jìn)一步控制引擎的動(dòng)力。現(xiàn)在車輛多采用電子節(jié)氣門設(shè)計(jì),可由引擎控制模塊進(jìn)行精確的控制,讓輸出提高、油耗下降。
新鮮空氣自進(jìn)氣道、空氣濾清器一路往引擎前進(jìn),下一個(gè)會碰到的就是節(jié)氣門,也就是俗稱的「油門」。這是整個(gè)引擎,唯一由駕駛?cè)怂刂频臋C(jī)構(gòu),在化油器引擎中,這個(gè)任務(wù)則由化油器擔(dān)任;而在噴射供油引擎中,節(jié)氣門閥體取代了化油器。在采用了噴射供油系統(tǒng)后,燃油直接在進(jìn)氣門前由噴射器射出,節(jié)氣門閥體便少了使燃油與空氣混合的任務(wù)。但為了能精確控制油氣混合,節(jié)氣門閥體機(jī)構(gòu)并不比化油器簡單。
第九十二頁,共289頁。節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管一個(gè)典型的節(jié)氣門體,應(yīng)具備主進(jìn)氣道及節(jié)氣門,而節(jié)氣門是由一彈簧控制,當(dāng)駕駛者未踩下油門時(shí),節(jié)氣門處于關(guān)閉狀態(tài),使大部分的空氣被排除在閥門外;而當(dāng)駕駛踏下油門踏板時(shí),油門拉線便會拉動(dòng)節(jié)氣門彈簧,使閥門打開讓空氣從主進(jìn)氣道進(jìn)入引擎中。除此之外,還有一個(gè)節(jié)氣門感知器來把節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)成電子訊號,使得引擎監(jiān)理系統(tǒng)(ECU)能依據(jù)此來控制燃油噴量。
節(jié)氣門閥體上還有一個(gè)怠速控制閥,是由一步進(jìn)馬達(dá)控制,引擎ECU會在冷車、啟閉冷氣、空檔與D檔變換等時(shí)機(jī),控制怠速馬達(dá)的作動(dòng),以調(diào)整引擎怠速之合適的進(jìn)氣量。
第九十三頁,共289頁。節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管傳統(tǒng)的節(jié)氣門(油門)是以油門拉線采機(jī)械方式驅(qū)動(dòng),然而為了全車控制的整體性,許多新推出的車型已采用了電子控制的節(jié)氣門(電子油門)。
新鮮空氣自進(jìn)氣道、空氣濾清器一路往引擎前進(jìn),下一個(gè)會碰到的就是節(jié)流閥,也就是俗稱的「油門」。這是整個(gè)引擎,唯一由駕駛?cè)怂刂频臋C(jī)構(gòu),在化油器引擎中,這個(gè)任務(wù)則由化油器擔(dān)任;而在噴射供油引擎中,節(jié)流閥體取代了化油器。在采用了噴射供油系統(tǒng)后,燃油直接在進(jìn)氣門前由噴射器射出,節(jié)流閥體便少了使燃油與空氣混合的任務(wù)。但為了能精確控制油氣混合,節(jié)流閥體機(jī)構(gòu)并不比化油器簡單。
第九十四頁,共289頁。節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管一個(gè)典型的節(jié)流閥體,應(yīng)具備主進(jìn)氣道及節(jié)流閥,而節(jié)流閥是由一彈簧控制,當(dāng)駕駛者未踩下油門時(shí),節(jié)流閥處于關(guān)閉狀態(tài),使大部分的空氣被排除在閥門外;而當(dāng)駕駛踏下油門踏板時(shí),油門拉線便會拉動(dòng)節(jié)流閥彈簧,使閥門打開讓空氣從主進(jìn)氣道進(jìn)入引擎中。除此之外,還有一個(gè)節(jié)流閥感知器來把節(jié)流閥開度轉(zhuǎn)成電子訊號,使得引擎監(jiān)理系統(tǒng)(ECU)能依據(jù)油門開度來控制燃油噴量。
節(jié)流閥體上還有一個(gè)怠速控制閥,是由一步進(jìn)馬達(dá)控制,引擎ECU會在冷車、啟閉冷氣、空檔與D檔變換等時(shí)機(jī),控制怠速馬達(dá)的作動(dòng),以調(diào)整引擎怠速之合適的進(jìn)氣量。
傳統(tǒng)的節(jié)流門(油門)是以油門拉線采機(jī)械方式驅(qū)動(dòng),然而為了全車控制的整體性,許多新推出的車型已采用了電子控制的節(jié)流閥(電子油門)。
第九十五頁,共289頁。節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管進(jìn)氣歧管
在談到進(jìn)氣歧管之前,我們先來想想空氣是怎樣進(jìn)入引擎的。在引擎概論中我們曾提到活塞在汽缸內(nèi)的運(yùn)作,當(dāng)引擎處于進(jìn)氣行程時(shí),活塞往下運(yùn)動(dòng)使汽缸內(nèi)產(chǎn)生真空(也就是壓力變小),好與外界空氣產(chǎn)生壓力差,讓空氣能進(jìn)入汽缸內(nèi)。舉例來說,大家都應(yīng)該有被打過針,也看過護(hù)士小姐如何將藥水吸入針桶內(nèi)吧!假想針桶就是引擎,則當(dāng)針桶內(nèi)的活塞向外抽出時(shí),藥水就會被吸入針桶內(nèi),而引擎就是這樣把空氣吸到汽缸內(nèi)的。第九十六頁,共289頁。節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管第九十七頁,共289頁。節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管由于進(jìn)氣端的溫度較低,復(fù)合材料開始成為熱門的進(jìn)氣歧管材質(zhì),其質(zhì)輕則內(nèi)部光滑,能有效減少阻力,增加進(jìn)氣的效率。
好了,回到主題,進(jìn)氣歧管位于節(jié)氣門與引擎進(jìn)氣門之間,之所以稱為「歧管」,是因?yàn)榭諝膺M(jìn)入節(jié)氣門后,經(jīng)過歧管緩沖統(tǒng)后,空氣流道就在此「分歧」了,對應(yīng)引擎汽缸的數(shù)量,如四缸引擎就有四道,五缸引擎則有五道,將空氣分別導(dǎo)入各汽缸中。以自然進(jìn)氣引擎來說,由于進(jìn)氣歧管位于節(jié)氣門之后,所以當(dāng)引擎油門開度小時(shí),汽缸內(nèi)無法吸到足量的空氣,就會造成歧管真空度高;而當(dāng)引擎油門開度大時(shí),進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空度就會變小。因此,噴射供油引擎都會在進(jìn)氣歧管上裝設(shè)一個(gè)壓力計(jì),供給ECU判定引擎負(fù)荷,而給予適量的噴油。
第九十八頁,共289頁。節(jié)氣門與進(jìn)氣歧管歧管真空不只可用來供給判定引擎負(fù)荷的壓力訊號,還有許多用處呢!如煞車也需要利用引擎的真空來輔助,所以當(dāng)引擎發(fā)動(dòng)后煞車踏板會輕盈許多,就是因?yàn)橛姓婵蛰o助的緣故。還有某些形式的定速控制機(jī)構(gòu)也會利用到歧管真空。而這些真空管一旦有泄漏或者不當(dāng)改裝,會造成引擎控制失調(diào),也會影響煞車的作動(dòng),所以奉勸讀者盡量不要于真空管上作不當(dāng)?shù)母难b,以維護(hù)行車的安全。
進(jìn)氣歧管的設(shè)計(jì)也是大有學(xué)問的,為了引擎每一汽缸的燃燒狀況相同,每一缸的歧管長度和彎曲度都要盡可能的相同。由于引擎是由四個(gè)行程來完成運(yùn)轉(zhuǎn)程序,所以引擎每一缸會以脈沖方式進(jìn)氣,依據(jù)經(jīng)驗(yàn),較長的歧管適合低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),而較短的歧管則適合高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。所以有些車型會采用可變長度進(jìn)氣歧管,或連續(xù)可變長度進(jìn)氣歧管,使引擎在各轉(zhuǎn)速域都能發(fā)揮較佳的性能。第九十九頁,共289頁。直列引擎VSV型引擎
直列引擎一如其名,直列引擎的汽缸均排成一直線。第一百頁,共289頁。直列引擎引擎的所有汽缸均排列在同一平面上,形成一直列的情形,稱為直列引擎。以直列四汽缸引擎為例,常見的標(biāo)示方式有二種,一是取與排列外型相似的I做標(biāo)示,就標(biāo)示為「I4」。另外一種則是以英文Line做開頭,而標(biāo)示為「Line4」或「L6」以代表直列4汽缸或是直列6汽缸引擎之意。
第一百零一頁,共289頁。V型引擎
汽缸數(shù)增加,采用V型汽缸配置的引擎可以有效減少引擎體積,增加車室空間。第一百零二頁,共289頁。V型引擎引擎的汽缸分別排列在二個(gè)平面上,此二個(gè)平面相互產(chǎn)生一個(gè)夾角。汽缸呈V型排列的引擎會因汽缸數(shù)量的不同,而有60、90、120度三種常見的角度。夾角為180度的引擎則另外稱為「水平對置式引擎」。第一百零三頁,共289頁。冷卻系統(tǒng)-冷卻系統(tǒng)的功用冷卻系統(tǒng)的功用是帶走引擎因燃燒所產(chǎn)生的熱量,使引擎維持在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)。引擎依照冷卻的方式可分為氣冷式引擎及水冷式引擎,氣冷式引擎是靠引擎帶動(dòng)風(fēng)扇及車輛行駛時(shí)的氣流來冷卻引擎;水冷式引擎則是靠冷卻水在引擎中循環(huán)來冷卻引擎。不論采何種方式冷卻,正常的冷卻系統(tǒng)必須確保引擎在各樣行駛環(huán)境都不致過熱。
第一百零四頁,共289頁。冷卻循環(huán)因?yàn)槎鄶?shù)車輛皆采用水冷式引擎,所以本文以介紹水冷式引擎之冷卻循環(huán)為主。在水冷引擎的冷卻循環(huán)中,可分為「小循環(huán)」與「大循環(huán)」。小循環(huán)是指冷卻水僅在引擎內(nèi)循環(huán),而大循環(huán)則是冷卻水在引擎與熱交換器(水箱)間循環(huán)。為什么要有大循環(huán)與小循環(huán)呢?主要是因?yàn)橐嬖诶滠嚂r(shí)溫度低,此時(shí)少量的冷卻水在引擎內(nèi)作小循環(huán),使引擎能迅速達(dá)到工作溫度;一旦引擎達(dá)到工作溫度,控制大、小循環(huán)轉(zhuǎn)換的溫度控制閥(俗稱水龜)則會開啟,讓冷卻水能流至水箱內(nèi)讓空氣將熱帶走,引擎溫度越高,水龜開啟的程度就越大,冷卻水的流量也越大,好帶走更多的熱量。冷卻水的循環(huán)是靠水泵浦帶動(dòng)的,水泵浦則是由引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)所驅(qū)動(dòng),所以當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速越高,水泵浦的運(yùn)轉(zhuǎn)效率也越高。
第一百零五頁,共289頁。冷卻液的特性冷卻液是由純水與水箱精案一定比例調(diào)制而成,水箱精能提高冷卻水的沸點(diǎn)。純水在常溫常壓下的沸點(diǎn)是100℃,一旦引擎溫度過高,會使冷卻水沸騰成為水蒸氣,而水在氣態(tài)下的熱對流系數(shù)遠(yuǎn)低于液態(tài),所以氣態(tài)的水蒸氣幾乎無法帶走引擎的熱量,此時(shí)引擎溫度會迅速升高而損害引擎。所以水箱精將冷卻水的沸點(diǎn)提高,以確保冷卻液在高溫時(shí)仍是液態(tài),才能帶走引擎產(chǎn)生的熱。第一百零六頁,共289頁。供油系統(tǒng)近年來上市的車輛,幾乎都是采用噴射供油系統(tǒng),最主要的原因也是因?yàn)橐驊?yīng)日趨嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)。噴射供油系統(tǒng)從早期的機(jī)械式單點(diǎn)噴射一直演化至目前的電子式多點(diǎn)噴射,則,何謂單點(diǎn)噴射及多點(diǎn)噴射呢?假設(shè)一個(gè)四缸的引擎,由單個(gè)噴油嘴至于進(jìn)氣歧管分支之前,油料由一處噴入后在隨著進(jìn)氣分布到四個(gè)汽缸內(nèi),這是單點(diǎn)噴射;而噴油嘴置于四個(gè)汽缸之各器缸的進(jìn)氣道者,因?yàn)槊恳黄赘饔幸粋€(gè)噴油嘴,四缸引擎則有四個(gè)噴油嘴,這稱為多點(diǎn)噴射,本單元將談?wù)撃壳皬V泛使用之多點(diǎn)噴射的原理。
第一百零七頁,共289頁。供油系統(tǒng)從燃油路徑來看,首先燃油泵浦自油箱中將油料送至輸油管中,輸油管再將油料送至油軌內(nèi),而油軌由調(diào)壓閥來控制燃油壓力,并且確保送至各缸的燃油壓力皆能相同。另一方面,調(diào)壓閥也會借著泄壓將過多的油料送至回油管而流回油箱中。而噴油嘴一端連接于油軌上,噴嘴則為于各個(gè)器缸的進(jìn)氣道上。引擎ECU根據(jù)引擎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況會對噴油嘴下達(dá)噴油指令,噴油量是由燃油壓力及噴油嘴噴油時(shí)間所決定,燃油壓力在油軌處已由調(diào)壓閥所控制,而燃油調(diào)壓閥之壓力是由歧管真空(引擎負(fù)荷)調(diào)整,所以ECU能控制的就是噴油時(shí)間,當(dāng)引擎需要較多的燃油時(shí),噴油時(shí)間就會較長,反之則噴油時(shí)間較短。第一百零八頁,共289頁。供油系統(tǒng)噴油嘴本身是一個(gè)常閉閥(常閉閥的意思是當(dāng)沒有輸入控制訊號時(shí),閥門一直處于關(guān)閉狀態(tài);而常開閥則是當(dāng)沒有輸入控制訊號時(shí),閥門一直處于開啟狀態(tài)),由一個(gè)閥針上下運(yùn)動(dòng)來控制閥的開閉。當(dāng)ECU下達(dá)噴油指令時(shí),其電壓訊號會使電流流經(jīng)噴油嘴內(nèi)的線圈,產(chǎn)生磁場來把閥針吸起,讓閥門開啟好使油料能自噴油孔噴出。
噴射供油的最大優(yōu)點(diǎn)就是燃油供給之控制十分精確,讓引擎在任何狀態(tài)下都能有正確的空燃比,不僅讓引擎保持運(yùn)轉(zhuǎn)順暢,其廢氣也能合乎環(huán)保法規(guī)的規(guī)范。第一百零九頁,共289頁。點(diǎn)火系統(tǒng)引擎依照運(yùn)轉(zhuǎn)模式不同可分為火花點(diǎn)火(SISparkIgnition)引擎及壓縮點(diǎn)火(CICompressionIgnition)引擎,汽油引擎屬于火花點(diǎn)火引擎,而柴油引擎則屬于壓縮點(diǎn)火引擎。汽油引擎既是屬于火花點(diǎn)火引擎,其點(diǎn)火就必須借著點(diǎn)火系統(tǒng)來完成。
第一百一十頁,共289頁?;鹦侨櫭剂x,火花點(diǎn)火引擎要點(diǎn)火就必須靠火花,而火花是借著火星塞產(chǎn)生的?;鹦侨迓菅梨i付在引擎燃燒式的頂端,也就是在缸頭上進(jìn)、排氣門之間,火星塞在頭部有一中央電極及接地電極,接地電極是由螺牙部分延伸出來成L形,與中央電極維持0.7到0.9mm的間隙,火星塞尾部則與高壓導(dǎo)線連接。
當(dāng)高壓導(dǎo)線將極高的電壓送至火星塞時(shí),造成火星塞的兩個(gè)電極間極大的電位差,導(dǎo)致兩極間隙間原本無法導(dǎo)電的空氣成為導(dǎo)體,電流便以離子流(IonizingStreamers)的方式由一個(gè)電極傳至另一電極,產(chǎn)生電弧(ElectricArc)來點(diǎn)燃引擎是中的油氣。若您還是覺得不好理解,可以去觀察瓦斯?fàn)t或放電式打火機(jī)的點(diǎn)火方式,火星塞的點(diǎn)火方式跟它們很類似。
第一百一十一頁,共289頁?;鹦侨魇交鹦侨藭写笮∩喜煌?,相同大小的火星塞還會有熱值(HeatRating)的不同。熱值大的火星塞其電極絕緣包覆的部分較長,適用運(yùn)轉(zhuǎn)溫度較低的引擎;而熱值較小的火星塞其電極絕緣包覆的部分較長,適用運(yùn)轉(zhuǎn)溫度較高的引擎,如競技用引擎。各式車輛必須依照原廠規(guī)定的火星塞規(guī)格選用火星塞,若使用熱值過高的火星塞,引擎容易因溫度過高而爆震;使用熱值過低的火星塞,引擎則可能因燃燒溫度過低而造成燃燒不完全或積碳。
第一百一十二頁,共289頁。分電盤點(diǎn)火與電子點(diǎn)火分電盤是以機(jī)械方式控制各缸的點(diǎn)火時(shí)機(jī),其中有一轉(zhuǎn)子在分電盤中旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)軸是由引擎帶動(dòng)并且轉(zhuǎn)速是引擎曲軸轉(zhuǎn)速的二分之一,連接至各缸火星塞的接點(diǎn)則依序設(shè)置在分電盤四周。當(dāng)轉(zhuǎn)子在分電盤中旋轉(zhuǎn)時(shí),會依序使各缸接點(diǎn)之觸發(fā)電流導(dǎo)通,并藉高壓導(dǎo)線將電傳送至火星塞,使火星塞點(diǎn)火。
分電盤上會有一個(gè)慣性彈簧-飛輪組來控制隨著引擎轉(zhuǎn)速不同之點(diǎn)火提前角,也有真空機(jī)構(gòu)隨著不同的引擎負(fù)荷來控制點(diǎn)火提前角。雖然如此,因?yàn)榉謮|盤的點(diǎn)火提前角控制皆為機(jī)械式,以現(xiàn)代引擎科技而言,還是無法稱得上精確,但是因成本關(guān)系,也有少數(shù)2000c.c.以下的引擎采用分電盤點(diǎn)火。
第一百一十三頁,共289頁。分電盤點(diǎn)火與電子點(diǎn)火機(jī)械組件雖然可靠,但用來作引擎系統(tǒng)的控制總不若電子組件來得精確。在環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)苛及消費(fèi)者對性能的重視,各家車廠紛紛采用電子點(diǎn)火系統(tǒng),及其它電子控制系統(tǒng)。電子點(diǎn)火是每兩缸或每一缸由一個(gè)高壓點(diǎn)火線圈負(fù)責(zé),由ECU個(gè)別對點(diǎn)火線圈下達(dá)點(diǎn)火訊號,其點(diǎn)火提前角是由ECU依據(jù)引擎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況計(jì)算而得,可依據(jù)引擎運(yùn)轉(zhuǎn)作靈活的調(diào)整;若配備有爆震感知器的引擎,ECU也能直接對某缸作點(diǎn)火角提前或延后的動(dòng)作。所以,爆震感知器只能裝設(shè)在有電子點(diǎn)火的引擎上,因?yàn)榉蛛姳P的點(diǎn)火提前角是不受ECU控制的。第一百一十四頁,共289頁。排氣系統(tǒng)-排氣歧管第一百一十五頁,共289頁。排氣系統(tǒng)-排氣歧管圖中顯示四缸引擎其中兩缸的排氣歧管。由左邊的剖面可以看到排氣歧管直接連接在排氣孔后,再結(jié)合為一。排氣歧氣在設(shè)計(jì)上會盡量讓各缸的阻力相同,以讓排氣順暢。
新鮮空氣與汽油混合進(jìn)入引擎燃燒后,產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞,當(dāng)氣體能量釋放后,對引擎就不再有價(jià)值,這些氣體就成為廢氣被排放出引擎外。廢氣自汽缸排出后,隨即進(jìn)入排氣歧管,各缸的排氣歧管匯集后,經(jīng)過排氣管將廢氣排出。而就如進(jìn)氣歧管一樣,氣體在排氣歧管內(nèi)也是以脈沖的方式離開引擎,所以各缸的排氣歧管長度及彎度也要設(shè)計(jì)成盡量相同,使各缸的排氣都能一樣的順暢。第一百一十六頁,共289頁。觸媒轉(zhuǎn)換器在說到觸媒轉(zhuǎn)換器之前,我們先簡單的認(rèn)識一下引擎廢氣的組成成分。汽油是一種碳?xì)浠衔?,在汽油分子中幾乎都是碳及氫原子,這些碳及氫燃燒后照理應(yīng)該是產(chǎn)生二氧化碳(CO2)及水(H2O),但是因?yàn)樯倭炕旌蠚馕赐耆紵?,并且會有少許機(jī)油(有未燃燒的也有以燃燒的)被排放出來,所以會產(chǎn)生HC(碳?xì)浠衔?及CO(一氧化碳)。再者,進(jìn)到引擎內(nèi)的空氣中,含有百分之八十的氮?dú)?N2),但經(jīng)過燃燒室的高溫,原本很穩(wěn)定的氮,會與空氣中的氧(O2)化合,產(chǎn)生NO及NO2,統(tǒng)稱NOx。HC、CO及NOx都會造成環(huán)境污染且對人體有害,所以世界各國都會制訂環(huán)保法規(guī),針對車輛排污加以限制。
由于環(huán)保法規(guī)對車輛排污的標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)嚴(yán)苛,不論怠速、加速、低速行駛、高速行駛或減速,都必須符合排污標(biāo)準(zhǔn),車輛在面對這么嚴(yán)苛的限制,除了在性能與排污中取得平衡點(diǎn)外,唯一的「撇步」就是觸媒轉(zhuǎn)換器了。觸媒轉(zhuǎn)換器通常以貴重金屬為原料,有氧化型觸媒、還原型觸媒及目前絕大多數(shù)車輛采用的三元觸媒轉(zhuǎn)換器。
第一百一十七頁,共289頁。觸媒轉(zhuǎn)換器第一百一十八頁,共289頁。觸媒轉(zhuǎn)換器從排氣歧管之后,便接上觸媒轉(zhuǎn)換器,以將未完全燃燒之污染物轉(zhuǎn)換為無害物質(zhì),保護(hù)環(huán)境。
再來上個(gè)簡單的化學(xué)課,排污中的HC和CO都是因?yàn)槿紵煌耆a(chǎn)生的,要消除它們就必須再燃燒它們,也就是使它們氧化,所以這是氧化型觸媒的任務(wù)。而NOx的生成則是因?yàn)榈谎趸?,所以必須還原型觸媒來將NOx還原氮?dú)?。三元觸媒轉(zhuǎn)換器則是讓HC和CO的氧化及NOx的還原都發(fā)生在同一觸媒中。而「觸媒」本身并不參與氧化或還原的化學(xué)反應(yīng),它只是化學(xué)反應(yīng)中的催化劑。
觸媒轉(zhuǎn)換器位于哪里呢?早期的觸媒轉(zhuǎn)換器多設(shè)置于排氣管中段的位置,而近來多裝在緊接排氣歧管之后,好使觸媒加快達(dá)到工作溫度。觸媒必須在接近500度的高溫下,才能獲得較好的轉(zhuǎn)換效率,低溫時(shí)則幾乎沒有轉(zhuǎn)換能力,故冷車的排污量相當(dāng)大。所以在此也要提醒所有車主,千萬不要在室內(nèi)或地下停車場內(nèi)熱車,盡量車一發(fā)動(dòng)就開到室外,才不至于毒害自己或是其它在停車場內(nèi)的人員。
第一百一十九頁,共289頁。消音器顧名思義,消音器就是用來消除排氣的噪音,使車輛行駛起來更寧靜。一般消音器中會有數(shù)個(gè)膨脹室,引擎排放出來的廢氣經(jīng)過數(shù)個(gè)膨脹程序后,會使得排氣脈沖緩和而消除噪音。然而,由于氣體在消音器路徑復(fù)雜,換言之也就是消音器降低了排氣的順暢性,所以也會略略影響引擎性能。有些人會自行改裝直通式排氣尾管,這樣雖然稍稍提升引擎性能,卻會大大增加排氣噪音,所以這是不值得一定也是違反交通規(guī)定的行為。第一百二十頁,共289頁。潤滑系統(tǒng)燃料進(jìn)入引擎燃燒后,將燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)換成「功」來使引擎運(yùn)轉(zhuǎn),然而并不是所有的「功」都用來驅(qū)動(dòng)引擎的運(yùn)轉(zhuǎn),因?yàn)橐嬷袡C(jī)件間的摩擦?xí)囊娈a(chǎn)生的功,而將其轉(zhuǎn)換為熱能。為了降低磨差來保護(hù)引擎,必須有一潤滑系統(tǒng)來潤滑引擎。
第一百二十一頁,共289頁。機(jī)油的功用沒錯(cuò),機(jī)油正是在引擎中扮演潤滑的角色。機(jī)油除了能潤滑引擎降低摩擦外,還有防止引擎金屬腐蝕、消除進(jìn)入引擎中的灰塵及其它污染物、在活塞與汽缸壁間幫助燃燒室氣蜜、為活塞及軸成等零件冷卻及消除引擎內(nèi)不必要的產(chǎn)物。
第一百二十二頁,共289頁。機(jī)油的循環(huán)引擎中大部分的機(jī)油都儲存于油底殼中,機(jī)油的循環(huán)由隨引擎轉(zhuǎn)動(dòng)之機(jī)油泵浦驅(qū)動(dòng),自油底殼將機(jī)油吸出,經(jīng)過機(jī)油濾清器濾掉雜質(zhì)后,高壓的機(jī)油從引擎的機(jī)油流道流至引擎各處,潤滑或冷卻各個(gè)機(jī)件,最后在流回油底殼中。
引擎中會有極少量的機(jī)油進(jìn)入燃燒室被燃燒,所以機(jī)油有少量的消耗是正常的。然而若過量的機(jī)油由活塞與汽缸壁的間隙往上進(jìn)入燃燒室稱為「上機(jī)油」,而機(jī)油由汽缸頭之閥系間隙向下流入燃燒室中則稱為「下機(jī)油」,二者都是所謂的「吃機(jī)油」。引擎若是有吃機(jī)油的現(xiàn)象,當(dāng)然機(jī)油會消耗很快,而且因?yàn)闄C(jī)油大量燃燒的關(guān)系,會自排氣管排出淡青色的煙,此時(shí)必須去保修場檢查是「上機(jī)油」或「下機(jī)油」,好對癥下藥。
第一百二十三頁,共289頁。機(jī)油的選用機(jī)油依據(jù)其成分可分為全合成、半合成及礦物油,一般來說,全合成機(jī)油在引擎中隨引擎運(yùn)轉(zhuǎn)的衰退程度較低,而礦物油的衰退程度較高。但是若是車輛都能在原廠指定之換油里程或時(shí)間內(nèi)更換機(jī)油,就算使用礦物油,也不會對引擎造成任何傷害。
機(jī)油除了有成分上的不同,也在「黏度指數(shù)」上有區(qū)別。黏度指數(shù)是指機(jī)油黏度隨溫度改變的程度,目前最常使用的機(jī)油黏度分類是依照SAE號數(shù)分類,不同的號數(shù)對應(yīng)不同的黏度范圍,號數(shù)越大代表黏度越大。SAE編號后方加上W者指適用于寒冷氣候的機(jī)油,其編號越小者黏性越小,引擎在寒冷的冬天越容易啟動(dòng)。
機(jī)油號數(shù)除了SAE50(例)或SAE10W(例)等單級機(jī)油外,還有如10W-40等之復(fù)級機(jī)油,復(fù)級機(jī)油能同時(shí)滿足高溫與低溫的使用需求。目前市面上常見的多為復(fù)級機(jī)油,復(fù)級機(jī)油于W之前的號數(shù)越低、后方的號數(shù)越高者,表示該機(jī)油能適用的氣候范圍較大。以臺灣的氣候狀況,10W-40已經(jīng)能滿足,若引擎長時(shí)間以高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)者,則可選用黏度較高的機(jī)油。第一百二十四頁,共289頁。泵浦、發(fā)電機(jī)與壓縮機(jī)所謂附件,就是在維持引擎基本運(yùn)轉(zhuǎn)所需之外的機(jī)件,而這些機(jī)見識由引擎附件皮帶所驅(qū)動(dòng)。通常引擎附件包括:發(fā)電機(jī)、水泵浦、冷氣壓縮機(jī)及動(dòng)力方向盤泵浦等,以下對這幾項(xiàng)附件作概略介紹。
第一百二十五頁,共289頁。泵浦、發(fā)電機(jī)與壓縮機(jī)第一百二十六頁,共289頁。泵浦、發(fā)電機(jī)與壓縮機(jī)引擎是車輛主要的動(dòng)力來源,因此壓縮機(jī)、泵浦、發(fā)電機(jī)等都與引擎以皮帶連結(jié),利用引擎運(yùn)轉(zhuǎn)的輸出帶動(dòng),提供冷卻、潤滑、空調(diào)、供電及轉(zhuǎn)向輔助等功能。第一百二十七頁,共289頁。發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)利用引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)為動(dòng)力,將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能,再將電量儲存于電瓶中,以供車上所有電器使用。發(fā)電機(jī)若損壞會失去充電能力,電瓶內(nèi)的電量就會逐漸消耗到完全沒電為止。所以車子的電瓶若是經(jīng)常沒電,除了要檢查電瓶外,也要檢查發(fā)電機(jī)是否還正常。第一百二十八頁,共289頁。水泵浦水泵浦提供引擎冷卻水能正常循環(huán)所需的壓力,嚴(yán)格來說不該算是附件,只是有些引擎利用附件皮帶來驅(qū)動(dòng)水泵浦。水泵浦一旦失效,引擎則會失去冷卻能力,此時(shí)若沒有短時(shí)間內(nèi)將引擎熄火,常會使引擎因過熱而嚴(yán)重受損。第一百二十九頁,共289頁。冷氣壓縮機(jī)常有人認(rèn)為車上的冷氣壓縮機(jī)是靠電力驅(qū)動(dòng),其實(shí)冷氣壓縮機(jī)動(dòng)力是來自引擎的運(yùn)轉(zhuǎn),并由附件皮帶所帶動(dòng)。當(dāng)駕駛在車內(nèi)按下冷氣開關(guān)時(shí),冷氣壓縮機(jī)上的離合器便會與被附件皮帶帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的惰輪接合,此時(shí)壓縮機(jī)就會開始運(yùn)作。所以當(dāng)引擎不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓縮機(jī)是完全不會運(yùn)轉(zhuǎn)的;然而一旦壓縮機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn),是會耗損些許引擎動(dòng)力的,當(dāng)然油耗也會有些許的增加。
第一百三十頁,共289頁。動(dòng)力方向盤泵浦配備動(dòng)力方向盤的車,方向盤會變得比較輕盈,這是因?yàn)閯?dòng)力方向盤泵浦利用引擎的動(dòng)力,產(chǎn)生油壓來輔助方向機(jī)轉(zhuǎn)向,所以動(dòng)力方向盤也是在引擎發(fā)動(dòng)時(shí)才有作用的。然而和冷氣壓縮機(jī)一樣,動(dòng)力方向盤泵浦也是會消耗引擎動(dòng)力并造成油耗的。第一百三十一頁,共289頁。附件皮帶引擎的兩端分別稱為飛輪端與附件端,飛輪端連接變速箱,而附件端則是掛載引擎附件。所有附件安置于引擎附件端,是由一至二條皮帶將所有附件連上曲軸。而附件皮帶上都會有一個(gè)張力器來調(diào)整皮帶張力,如果張力過松,通常皮帶在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會產(chǎn)生尖銳的聲音,所以當(dāng)有些車子在起步時(shí),會伴隨著尖銳的聲音,這都是皮帶在作祟。
附件皮帶也是需要定期更換的,通常是在更換正時(shí)皮帶時(shí)一并更換。若車輛在行駛中附件皮帶斷裂,附件便會停止作動(dòng),而由附件皮帶帶動(dòng)的水泵浦也會失去作用而損害引擎。所以有些引擎會將水泵浦設(shè)計(jì)至以正時(shí)皮帶或煉條帶動(dòng),為的就是當(dāng)附件皮帶斷裂時(shí),隨然失去冷氣及方向盤動(dòng)力輔助,但引擎還能正常運(yùn)轉(zhuǎn),以便將車開至保修場。第一百三十二頁,共289頁。引擎測試一款引擎要能量產(chǎn)并販賣,除了需要?dú)v經(jīng)常時(shí)間研發(fā)、設(shè)計(jì)外,還需要經(jīng)過種種的測試,測試的目的主要是對設(shè)計(jì)的驗(yàn)證和功能的確認(rèn)。引擎測試依測試設(shè)備可分為無點(diǎn)火測試、動(dòng)力計(jì)測試。無點(diǎn)火測試是在引擎不點(diǎn)火運(yùn)轉(zhuǎn)下作測試,主要針對個(gè)別零件或模塊功能確認(rèn),無點(diǎn)火測試通常是整個(gè)引擎測試的初期測試。動(dòng)力計(jì)測試則有引擎動(dòng)力計(jì)測試及底盤動(dòng)力計(jì)測試,引擎動(dòng)力計(jì)測試在整個(gè)引擎測試中占最大比重,無點(diǎn)火測試次之,底盤動(dòng)力計(jì)測試則是整個(gè)引擎測試的最后階段,最主要是測試引擎與變速箱的匹配,及法規(guī)認(rèn)證測試。第一百三十三頁,共289頁。引擎動(dòng)力計(jì)引擎動(dòng)力計(jì)最主要適用來量測引擎的扭力,常用的引擎動(dòng)力計(jì)有渦電流式與電動(dòng)馬達(dá),它們都是利用磁場產(chǎn)生制動(dòng)力來承受引擎的負(fù)載,再精確的量測動(dòng)力計(jì)所承受的力矩(扭力)。引擎動(dòng)力計(jì)量測引擎在每一轉(zhuǎn)速所輸出的最大扭力,再由測得的扭力計(jì)算每一轉(zhuǎn)速的功率(馬力),就是車主手上的引擎性能曲線圖了。然而不是只有測測引擎的性能而已,引擎動(dòng)力計(jì)能測的項(xiàng)目可多著呢!因?yàn)橐鎰?dòng)力計(jì)可于定轉(zhuǎn)速訂扭力或是定轉(zhuǎn)速定油門的模式下操作,所以可以將引擎的可用轉(zhuǎn)速-負(fù)荷域,以格點(diǎn)的方式詳細(xì)的量測所有引擎相關(guān)數(shù)據(jù),例如進(jìn)氣負(fù)壓、排氣背壓、污染值、油耗值、容積效率、爆震情形、震動(dòng)噪音等,并且也可利用引動(dòng)力計(jì)作引擎醒能調(diào)校及引擎耐久試驗(yàn)等。而在引擎動(dòng)力計(jì)上的測試用引擎,會像針灸一樣被差上一堆溫度計(jì)、壓力計(jì)、廢氣取樣管等,為了就是要精準(zhǔn)且巨細(xì)靡遺的獲取引擎的各樣信息,而發(fā)展出合用且耐用的引擎。
第一百三十四頁,共289頁。引擎動(dòng)力計(jì)很多人對動(dòng)力計(jì)的印象可能僅止于底盤動(dòng)力計(jì),也就是大家俗稱的「馬力機(jī)」,然而要真正發(fā)展一具引擎,絕大多數(shù)的測試及調(diào)校都必須利用引擎動(dòng)力計(jì)而非底盤動(dòng)力計(jì)。希望各位讀者在閱讀本篇的介紹后,能對引擎測試及引擎動(dòng)力計(jì)有概略的認(rèn)識。第一百三十五頁,共289頁。引擎運(yùn)轉(zhuǎn)的靈魂─ECMECM(EngineControlModule引擎控制模塊)就像引擎的靈魂一樣,控制整個(gè)引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)。要控制能引擎,就必須有許多感應(yīng)器(Sensor)來接收并傳遞引擎運(yùn)轉(zhuǎn)信息,一具引擎通常會有進(jìn)氣溫度感知器(IATSensor)、油門開度感知器(TPSSensor)、歧管壓力感知器(MAPSensor)、水溫感知器(ECTSensor)、曲軸角度感知器(CrankSensor)、爆震感知器(KnockSensor)、含氧感知器等(O2Sensor)將引擎各種狀態(tài)信息送至ECU(EngineControlUnit)作運(yùn)算,這些引擎運(yùn)轉(zhuǎn)信息經(jīng)過運(yùn)算后,會由ECU對各個(gè)致動(dòng)器(Reactor)發(fā)出控制訊號來控制致動(dòng)器的作動(dòng),引擎上常見的致動(dòng)器有怠速控制閥(IAC)、噴油模塊、點(diǎn)火模塊、EGR閥、VVT控制器、活性碳罐(EEC)脫氣閥等?;蛟S各位讀者會看得眼花撩亂,但是這么多的感知器及這么多的致動(dòng)器,其實(shí)最主要的就是要計(jì)算并控制引擎的最佳噴油量及點(diǎn)火時(shí)機(jī),當(dāng)然還有一些控制是為了符合環(huán)保法規(guī),如活性碳罐脫氣閥。第一百三十六頁,共289頁。引擎運(yùn)轉(zhuǎn)的靈魂─ECM關(guān)于點(diǎn)火、怠速、正時(shí)、爆震及噴油等控制在各相關(guān)單元都已有介紹,本篇來談?wù)労陀秃挠嘘P(guān)的「開回路控制」與「閉回路控制」。在「控制學(xué)」中,所謂「開回路控制」是指控制器按已寫入的控制模式,單向地下指令給致動(dòng)器作動(dòng);而「閉回路控制」則是在控制回路中加入回饋訊號,以修正致動(dòng)器的作動(dòng)量。在噴油控制系統(tǒng)中,是由ECU依據(jù)當(dāng)時(shí)引擎運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,將該條件下所設(shè)定之噴油量指令傳送至噴油嘴。在開回路控制下,ECU送給噴油嘴的噴油指令不會受回饋訊號的修正。在閉回路控制下,其噴油指令將受回饋訊號的修正,而回饋訊號的來源是含氧感知器。含氧感知器會偵測廢氣中的含氧量,并把含氧量訊號送至ECU,ECU會依據(jù)含氧量及噴油量計(jì)算出實(shí)際空燃比,若是偵測出混合氣太稀
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