[工程科技]汽车构造知识

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1、汽车知识引擎的构造凸轮轴与气门凸轮轴：在一支轴上有许多宛如（蛋形）凸轮，其被安装在汽缸盖的顶部，用来驱动进气门和排气门做开启与关闭的动作。在凸轮轴的一端会安装一个传动轮，以链条或皮带与位在凸轮轴上的传动轮连接。在以链条传动的系统中此传动轮为一齿轮；再以皮带传动的系统中此传动轮为一锯齿槽的皮带轮。一般双顶置凸轮轴(DOHC)设计的引擎，其进气和排气的凸轮轴均挂上一个传动轮，由链条或皮带直接带动凸轮轴转动。有些引擎为了减少汽门夹角，而将凸轮轴的传动方式改变成以链条传动方式带动进气或排气的凸轮轴，再藉由安装在进气和排气的凸轮轴上的齿轮以链条带动另外一支凸轮轴。 Toyota 独特的TWIN CAM设

2、计方式，则是以链条或皮带去带动位在进气或排气的凸轮轴上的传动轮，之后再以安装在进气和排气的凸轮轴上的无间隙齿轮机构带动另外一支凸轮轴。 气门：控制空气进出汽缸的阀门。让空气或混合气进入的称为进气汽门。让燃料后的废气排出的称为排气汽门。引擎的基本构造缸径、冲程、排气量与压缩比汽车知识引擎是由凸轮轴、汽门、汽缸盖、汽缸本体、活塞、活塞连杆、曲轴、飞轮、油底壳等主要组件，以及进气、排气、点火、润滑、冷却等系统所组合而成。以下将各位介绍在汽车型录的引擎规格中常见的缸径、冲程、排气量、压缩比、SOHC、DOHC 等名词。 缸径： 汽缸本体上用来让活塞做运动的圆筒空间的直径。 冲程： 活塞在汽缸本体内运动

3、时的起点与终点的距离。一般将活塞在最靠近汽门时的位置定为起点，此点称为上死点；而将远离汽门时的位置称为下死点。 排气量： 汽车知识将汽缸的面积乘以冲程，即可得到汽缸排气量。将汽缸排气量乘以汽缸数量，即可得到引擎排气量。以 Altis 1.8L 车型的 4 汽缸引擎为例： 缸径：79.0mm，冲程：91.5mm，汽缸排气量：448.5 c.c. 引擎排气量汽缸排气量汽缸数量448.5c.c.41,794 c.c. 压缩比： 最大汽缸容积与最小汽缸容积的比率。最小汽缸容积即活塞在上死点位置时的汽缸容积，也称为燃烧室容积。最大汽缸容积即燃烧室容积加上汽缸排气量，也就是活塞位在下死点位置时的汽缸容积。

4、 Altis 1.8L 引擎的压缩比为 10：1，其计算方式如下： 汽缸排气量：448.5 c.c.，燃烧室容积：49.83 c.c. 压缩比(49.84448.5)：49.849.998：110：1 引擎基本构造SOHC 单凸轮轴引擎汽车知识引擎的凸轮轴装置在汽缸盖顶部，而且只有单一支凸轮轴，一般简称为 OHC (顶置凸轮轴，Over Head Cam Shaft)。凸轮轴透过摇臂驱动汽门做开启和关闭的动作。 在每汽缸二汽门的引擎上还有一种无摇臂的设计方式，此方式是将进汽门和排汽门排在一直在线，让凸轮轴直接驱动汽门做开闭的动作。有 VVL 装置的引擎则会透过一组摇臂机构去驱动汽门做开闭的动作

5、。 引擎基本构造DOHC 双凸轮轴引擎此种引擎在汽缸盖顶部装置二支凸轮轴，由凸轮轴直接驱动汽门做开启和关闭的动作。仅有少数引擎是设计成透过摇臂去驱动汽门做开闭的动作。有 VVL 装置的引擎则会透过一组摇臂机构去驱动汽门做开闭的动作。DOHC 较 SOHC 的设计来得优秀的主要原因有二。一是凸轮轴驱动汽门的直接性，使汽门有较佳的开闭过程，而提升汽缸在进气和排气时的效率。另一则是火星塞可以装置在汽缸盖中间的区域，使混合气在汽缸内部可以获得更好更平均的燃烧。汽车知识汽车知识汽车的动力马力篇什么是马力 说到车的性能，一般人第一个想到的就是马力。什么是马力呢？马力是功率单位之一，而不是力量的单位。什么是

6、功率呢？功率的定义是：单位时间内所作的功。换句话说，对车子来讲，就是在一定的时间内所产生供给车子运动的能量多寡。再打个比方，同样的工作量，有人可能很快做完，有人很慢，做得快的人表示他在每一段时间内所完成的工作量，一定比慢的人多，我们称之为工作效率高。相同的，在同样时间内，能够提供越多能量的引擎，它的功率越大，也就是马力越大。 一般都说马力大的车比较够力，当然，马力的确和引擎的出力有关，但是我们可以就一个简单的物理学公式，认识马力(功率)、力量与速度间的关系。式子是这样的：功率=力量*速度。举例来说，一个很有力的人，能在 5 分钟内搬 5 包白米爬三层楼；而另一个人比较没力，但脚程很快，同样的路

7、程虽只能搬一包白米，却能在 1 分钟达成。经计算，有力但走得慢的人，和没力但走得快的人，其实功率是一样的。所以同样是 300hp 马力的车，跑车就能有很高的极速，而货车则有很大的载重量。 汽车知识引擎测试标准 常见的引擎测试标准有 JIS、SAE、EEC、DIN 四种；它们分别为日本、美国、欧盟、德国所实行的测试标准；其中 DIN 已经较少被欧洲车厂所采用了。由于 JIS、SAE、EEC 三种测试标准的内容相近，使得引擎的测试结果也几乎相同。汽车制造厂会因为汽车商品的性能需求或是为了符合污染排放标准，去对引擎做不同的周边安排以及调校，使同一型的引擎在不同的国家或车型上会有不同的马力值。 在引擎

8、的测试方式还有总马力和净马力二种测试方式。总马力和净马力的不同处在于，总马力是在引擎没有附挂任何附加设备时所做的测量值。净马力是引擎在附挂发电机、水泵、排气管.等附加设备后所做的测量值。目前引擎测试几乎都是净马力测试。 德制日制如何换算 由于日本 JIS 在 1994 年施行修改后的引擎测试标准，使得 JIS 与 EEC 及 SAE 的测试标准极为相近，使得同一个引擎在 JIS、SAE、EEC 的测试条件下，会有几乎相同的输出数据。而大家最关心的议题，不外是各种标准之间的马力如何换算，由于德制 (DIN) 标准与其它测试标准的设定不同，不单纯是单位之间的换算问题，所以，根本无法换算。汽车的动力

9、扭力篇汽车知识图为 Mercedes-Benz E400CDI 的引擎扭力曲线图，由扭力曲线分布可看出，该引擎具有低转速高扭力，及高原式扭力曲线之双重特性。 汽车知识引擎马力曲线是根据测试时所量测到之扭力值绘制而成。图中蓝色者为扭力曲线，红色为马力曲线。扭力是什么 在我们看到汽车的性能数据时，除了会注意到马力的大小之外，还有一个值得注意的性能就是扭力的大小。扭力为引擎在运转速时所输出的扭矩，讲白一点，就是引擎的出力。扭矩或扭力是针对旋转运动的物体说的，因为引擎的驱动力，从飞轮经过变速箱传递到车轮，都是在旋转状态下。对于驾驶者，能感受到的就是车辆加速的力量，所以我们说一部车很够力，是因为感受到引

10、擎强大扭力所产生的加速力。 如何判读扭力数据 通常我们看到扭力数据都是这样的：14.9kg-m/4400rpm。这表示该具引擎在 4400rpm时，会有 14.9kg.m 的最大扭力。一般来说，引擎在不同的转速下，扭力输出会不同，但是以上面的数据来看，不是引擎在 4400rpm 时，就有 14.9kg-m 的扭力。引擎扭力输出虽会随着引擎转速而不同，但扭力最主要还是跟引擎负荷，也就是油门踩踏深度有关。所以上面数据应这样解读：当引擎在全负荷/全油门状态于 4400rpm 时，会有 14.9kg-m 的最大扭力。 汽车知识扭力输出特性 引擎扭力大小既是指出力大小，当然扭力就与车辆的加速性有关，并且

11、与爬坡、载重能力 (载重能力还牵涉底盘设定) 相关。不同的引擎设计，就会有不同的扭力输出特性，有些引擎是低转速扭力较大，有些高转速扭力较大，有些涡轮增压有全速域大扭力的高原式扭力输出特性。在一般使用状态下，汽车多在市区以低速行驶，或是在高速公路上以高档位做高速行驶，此时引擎多在中低转速下运转，所以低转速高扭力的引擎，最适合一般日常使用。然而，对于常使用高转速的竞技用车，多采用强调高转速大扭力的引擎。 直压式与摇臂式凸轮直接压动汽门的直压式设计是现在常见的设计。 我们在引擎概论单元中，对凸轮与汽门之间的作动、何谓 DOHC 及 SOHC、可变汽门正时等题目，其实已经有很详细的论述，在引擎详论中仅

12、再作一些补充。对于凸轮如何带动汽门的启闭，最常见的是直压式与摇臂式。直压式汽门通常见于 DOHC 引擎，此式汽门弹簧座上会会有一圆形套筒，凸轮则直接置于套筒上，所以当凸轮尖端与套筒接触时，会透过套筒把汽门往下压，使汽门开启；而摇臂式汽门通常使用在 SOHC 引擎上，因为 SOHC 引擎缸头内只有一支凸轮轴，却要驱动多个汽门，所以会以摇臂方式，由一个汽车知识凸轮带动两个汽门。摇臂是利用杠杆原理，当凸轮尖端将摇臂一端挺起时，另一端会向下将汽门压下以使汽门开启。 凸轮透过摇臂控制汽门的动作，便是遥臂式的设计。 摇臂式与直压式汽门驱动设计各有其优缺点，以力量传递效率来说，直压式比摇臂式来的直接、精确；

13、以维修保养来说摇臂式则容易的多，因为直压式之凸轮与汽门上之套筒的间隙，是靠不同厚度的填隙片来调整，所以当引擎使用一定时数，汽门间隙增大时，要再调整较不易；而摇臂式之汽门间隙通常都以一螺栓调整，只要一支扳手就能搞定。然而目前直压式汽门的填隙片材质皆有一定的耐磨度，磨损的机率很低。 DOHC 的迷思 早期强调高性能的引擎多会采 DOHC 设计，因为 DOHC 的设计在高速运转时仍有相当高的精确性，使得引擎能在高转速输出较大的功率。近来各家车厂在车辆的性能数据上竞争，使一般家庭房车的引擎也多采用 DOHC 的设计，甚至造成消费者认为 SOHC 引擎为过时设计，而非 DOHC 不买的迷思。其实引擎在一

14、般使用下，不论 SOHC、DOHC、一缸两汽门的设计或是一缸多汽门的设计，都足敷使用，甚至很多八汽门引擎 (四缸) 在低速表现会优于多汽门引擎。再者，DOHC 引擎比 SOHC 引擎多出一支凸轮轴 (V 型引擎多出两支)，引擎就汽车知识需要多克服一倍的摩擦力，及承担多一支凸轮轴的重量。所以像 Mercedes-Benz 等欧洲车厂，仍有许多现役的 SOHC 引擎。 笔者在此并非贬低 DOHC 引擎的价值，而是要让读者了解，SOHC 并非过时的设计。一个适合自己驾驶习惯、省油且耐用的引擎，就是好引擎；当然，如果您是性能派的热血份子，DOHC 的引擎是您最佳的选择。何谓爆震何谓爆震 当混合气 (空

15、气与燃油充分的混合) 在进气行程进入燃烧室后，活塞在压缩行程时便将其压缩，火星塞将高压混合气点然后，其燃烧所产生的压力则转换成引擎运转的动力。引擎燃烧虽可以用三言两语简单的形容，但光是内燃机的燃烧研究，不知已造就了多少博、硕士论文，甚至许多学者、工程师穷其一生都在研究燃烧的学问，所以要真正了解引擎，是要花很多工夫的。 正是因为引擎的燃烧十分复杂，所以需要有相当精确的设计与控制，稍有一点控制失误或是失常，便会造成不正常燃烧，而爆震就是一种不正常燃烧。简单的说，爆震是不正常燃烧所导致的燃烧室内压力失常。 右方高压缩比设定的情形较容易引起爆震，便需使用高辛烷值的燃料以避免爆震。 汽车知识爆震的原因

16、在说到爆震原因前，我们先要了解两件事。第一，混合气在燃烧室内燃烧，其火焰是由点火点以波的方式向四周扩散，所以由点火到油气完全燃烧需要依段短暂的时间。第二，油气虽然需要靠火星塞点燃，但是过于高温、高压的环境也会使油气自燃。 一般的爆震是因为燃烧室内油气点火后，火焰波尚未完全扩散，远程未燃的油气即因为高温或高压而自燃，其火焰波与正规燃烧的火焰波撞击而产生极大压力，使得引擎产生不正常的敲击声。造成爆震最主要有以下几点原因： 一、点火角过于提前： 为了使活塞在压缩上死点结束后，一进入动力冲程能立即获得动力，通常都会在活塞达到上死点前提前点火 (因为从点火到完全燃烧需要一段时间)。而过于提早的点火会使得活塞还在压缩行程时，大部分油气已经燃烧，此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃，而造成爆震。 二、引擎过度积碳： 引擎于燃烧室内过度积碳，除了会使压缩比增大(产生高压)，也会在积碳表