汽车知识FLASH动画教程

汽车知识FLASH动画教程用直观的动画普及汽车理论知识第一页，共289页。发动机(Engine)第二页，共289页。引擎的基本构造─凸轮轴与汽门凸轮轴：

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，用来驱动进气汽门和排气汽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曲轴上的传动轮连接。在以链条传动的系统中此传动轮为一齿轮；在以皮带传动的系统中此传动轮为一具齿槽的皮带轮。

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「TWINCAM」设计方式，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。

汽门：

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」。第三页，共289页。引擎的基本构造─缸径、冲程、排气量与压缩比第四页，共289页。引擎的基本构造─缸径、冲程、排气量与压缩比引擎是由凸轮轴、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」。

第五页，共289页。引擎的基本构造─缸径、冲程、排气量与压缩比排气量：

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Altis1.8L车型的4汽缸引擎为例：

缸径：79.0mm，冲程：91.5mm，汽缸排气量：448.5c.c.

引擎排气量＝汽缸排气量×汽缸数量＝448.5c.c.×4＝1,794c.c.

第六页，共289页。引擎的基本构造─缸径、冲程、排气量与压缩比压缩比：

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。

Altis1.8L引擎的压缩比为10：1，其计算方式如下：

汽缸排气量：448.5c.c.，燃烧室容积：49.83c.c.

压缩比＝(49.84＋448.5)：49.84＝9.998：1≒10：1第七页，共289页。引擎基本构造─SOHC单凸轮轴引擎第八页，共289页。引擎基本构造─SOHC单凸轮轴引擎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，OverHeadCamShaft)。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。

第九页，共289页。引擎基本构造─DOHC双凸轮轴引擎第十页，共289页。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。引擎基本构造─DOHC双凸轮轴引擎第十一页，共289页。汽车的动力—马力篇第十二页，共289页。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。第十三页，共289页。汽车的动力—马力篇引擎测试标准

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。

第十四页，共289页。汽车的动力—马力篇德制日制如何换算

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。第十五页，共289页。汽车的动力—扭力篇第十六页，共289页。汽车的动力—扭力篇图为Mercedes-BenzE400CDI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。第十七页，共289页。汽车的动力—扭力篇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。

第十八页，共289页。汽车的动力—扭力篇扭力是什么

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，是因为感受到引擎强大扭力所产生的加速力。第十九页，共289页。汽车的动力—扭力篇如何判读扭力数据

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。

第二十页，共289页。汽车的动力—扭力篇扭力输出特性

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。

第二十一页，共289页。直压式气门与摇臂式气门凸轮直接压动汽门的直压式设计是现在常见的设计。第二十二页，共289页。直压式气门与摇臂式气门我们在「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。

第二十三页，共289页。直压式气门与摇臂式气门凸轮透过摇臂控制汽门的动作，便是遥臂式的设计。第二十四页，共289页。直压式气门与摇臂式气门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；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。第二十五页，共289页。直压式气门与摇臂式气门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。第二十六页，共289页。何谓爆震第二十七页，共289页。何谓爆震当混合气(空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。第二十八页，共289页。爆震的原因在说到爆震原因前，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。第二十九页，共289页。爆震的原因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)，也会在积碳表面产生高温热点，使引擎爆震。

三、引擎温度过高：

引擎在太热的环境使得进气温度过高，或是引擎冷却水循环不良，都会造成引擎高温而爆震。

四、空燃比不正确：

过于稀的燃料空气混合比，会使得燃烧温度提升，而燃烧温度提高会造成引擎温度提升，当然容易爆震。

五、燃油辛烷值过低：

辛烷值是燃油抗爆震的指标，辛烷值越高，抗爆震性越强。压缩比高的引擎，燃烧室的压力较高，若是使用抗爆震性低的燃油，则容易发生爆震。

第三十页，共289页。怎么知道爆震及爆震的影响爆震的英文是Knocking，及敲击的意思，所以爆震时引擎会产生敲击生。轻微不连续的爆震声音相当清脆，有点类似轻敲三角铁的声音。而严重且连续的爆震时，引擎会有「哩哩哩」的声音，此时引擎也会明显的没力。

现在许多车厂为了将引擎压榨出最大的性能及降低油耗，通常会把常用转速域的点火角设定的比较提前，所以有些引擎在2000至3000转间负荷较大时，难免会有轻微的爆震，然而轻微的爆震对引擎不会有太大的影响，车主也不用过于担心。但是若因为引擎出问题所产生的爆震，如严重积碳或散热不良等，这种爆震通常很严重，如果是在高转速高负荷发生连续且严重的爆震，不出一分钟，轻则火星塞及活塞熔损，严重的甚至连汽缸及引擎本体都会炸穿。第三十一页，共289页。爆震感知器最立即且有效抑制爆震的方法，就是延后点火提前角，降低燃烧压力。所以爆震感知器作动原理，是当侦测到引擎爆震时，则将点火提前角延后到不会爆震的点火时机，待引擎不爆震时，再慢慢的将点火提前回复。爆震感知器是利用一加速度传感器来量测引擎的加速度变化，也就是震动。工程师在调校爆震感知器时会把爆震的震动模式写入ECU中，一旦爆震感知器侦测出该震动模式，ECU则判定引擎爆震，随即延后点火提前角。目前较先进的爆震感知器甚至能判定是哪一个汽缸爆震，而针对该汽缸个别延后点火提前角。

第三十二页，共289页。92、95或98说到爆震，大家最关心的还是加什么汽油的问题。其实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？在研究燃料与爆震的关系时，研究人员发现「异辛烷」最能抵抗爆震，而「正庚烷」相当容易爆震，所以就将异辛烷的抗爆震度订为100，而正庚烷订为0。所谓辛烷值95的汽油，就是它的抗爆震度与95％异辛烷和5％正庚烷混合物的抗爆震度相同。所以这纯粹是抗爆震性的问题，并不是加了辛烷值越高的汽油，引擎就越有力。当然，若是加了辛烷值太低的汽油而导致爆震，或是爆震发生时引擎退点火角，车子的确会比较没力。换句话说，只要引擎不爆震，提高油料的辛烷值并不会让引擎更有力或更省油，只会让你的荷包更缩水。第三十三页，共289页。底盘传动系统

动力接续装置--离合器第三十四页，共289页。动力接续装置--离合器汽油引擎动力车辆在运行之时，引擎持续运转的。但是为了符合汽车行驶上的需求，车辆必须有停止、换档等需求，因此必须在引擎对外连动之处，加入一组机构，以视需求中断动力的传递，以在引擎持续运转的情形之下，达成让车辆静止或是进行换档的需戎。这组机构，便是动力接续装置。一般在Toyota车辆上可以看到的动力接续装置有离合器与扭力转换器等两种。第三十五页，共289页。动力接续装置--离合器离合器是手排系统内的动力接续装置，以机构方式利用离合器片的摩擦力，达成动力接续的目的。

离合器这组机构被装置在引擎与手排变速箱之间，负责将引擎的动力传送到手排变速箱。如图所示，飞轮机构与引擎的输出轴固定在一起。在飞轮的外壳之中，以一圆盘状的弹簧连接压板，其间有一摩擦盘与变速箱输入轴连接。

当离合器踏板释放时，飞轮内的压板利用弹簧的力量，紧紧压住摩擦板，使两者之间处于没有滑动的连动现象，达成连接的目的，而引擎的动力便可以透过此一机构，传递至变速箱，完成动力传动的工作。

而当踩下踏板时，机构将向弹簧加压，使得弹簧的外围翘起，压皮便与摩擦板脱离。此时摩擦板与飞轮之间已无法连动，即便引擎持续运转，动力仍不会传递至变速箱及车轮，此时，驾驶者便可以进行换档以及停车等动作，而不会使得引擎熄火。第三十六页，共289页。动力接续装置─扭力转换器扭力转换器的导入，改善了人类使用车辆的习惯。第三十七页，共289页。动力接续装置─扭力转换器当汽车工业继续发展，一般消费者开始对于控制油门、剎车以及离合器等三个踏板的复杂操作模式感到厌烦。机械工程师开始思考如何以利用机构的，来简化使用的过程。扭力转换器便是在这样的情形之下被导入汽车产品，成就了全新的使用经验。

扭力转换器取代了传统的机械式离合器，被装置在引擎与自排变速箱之间，能够将引擎的动力平顺的传送到自排变速箱。第三十八页，共289页。动力接续装置─扭力转换器从图中可以清楚地看到，扭力转换器的离作方式与离合器之间截然不同。在扭力转换器之中，左侧为引擎动力输出轴，直接与泵轮外壳连接。而在扭力转换器的左侧，则有一组涡轮，透过轴与位于右侧的变速系统连接。导轮与涡轮之间没有任何直接的连接机构，两者均密封在扭力转换器的外壳之中，而扭力转换器之内则是充满了黏性液体。

当引擎低速运转时，整个扭力转换器会同样低速运转，泵轮上的叶片会带动扭力转换器内的黏性液体，使其进行循环流动。但是由于转速太低，液体对于涡轮所施力之力道，并不足以推动车辆前进，车辆便可静止不动，便可达到如同离合器分离的状况。

当油门踏下，引擎转速提升，泵轮的转速将会同步提升，扭力转换器内的液体流速持续增加，对于涡轮的施力继续增加，当其超过运转的阻力时，车辆便可以前进，动力便可传递至变速系统及车轮，达成动力传递的目的。第三十九页，共289页。传动系统—差速器第四十页，共289页。传动系统—差速器在解决了车辆动力传递的问题之后，汽车工程师又碰到了另外的一个问题─转弯。

转弯，除了必须要有转向系统的辅助之外，还必需在传动系统上进行调整。理因在于，当过弯时，位于内侧的轮子所走的路径较短，位于外侧的轮子所走的路径较长。在同样的时间内经过这样的路径，左右两侧的车轮势必面对着转速不同的问题。如果没有一个特殊的机构来处理，将造成车辆在转弯时发生转不过去的窘境；即便用力地转了过去，也会有着轮胎严重磨损的问题。此时，差速器便被导入汽车的传动系统之中。

由图中可看出，差速器是由许多齿轮组所构成。当直行时，左右车轮的转速相同，其内齿轮组并未发生作用，如同左右车轮以同一轮轴运转。当车辆进入弯道时，左右车轮的转速差异，便由中间齿轮组的转动来吸收，使其可以顺利地过弯。第四十一页，共289页。前置前驱第四十二页，共289页。前置前驱前置前驱是近代汽车最多采用的方式。引擎和传动系统都被安装在车头引擎室内。这样的安排使前轮要负责传动，而不再只有负责转向的工作。由于前轮同时负担传动和转向的工作，使车辆在转向时的控制变得简单，因此前置引擎前轮驱动(FF)的车辆在行驶时的安全性比其它方式来得高。

由于前置引擎前轮驱动(FF)车的引擎和传动系统都被安装在车头引擎室内，因此汽车主要的重量都集中在车头的部位，这样的情形让前轮必须负担较多的重量，而后轮负担的重量则少了许多，前轮大约要承担62％左右的车身重量。第四十三页，共289页。前置后驱第四十四页，共289页。前置后驱这是汽车最为传统的布置方式，引擎和部份的传动装置被安装在车头的引擎室内，再以传动轴将动力传送到后轮去。

由于传动系统中的差速器和轮轴都是装置在车辆的后轴，再加上引擎都是采取纵向放置在引擎室里面，使引擎的重心落于前轮轴之后，而且体积越大的引擎的重心会落在越后面的位置，车辆的前、后轴因此获得良好的配重比率。一般车型的后轴须要承担大约47％的车身重量，因此以后轮驱动的车辆在驱动轮获得较加的下压力，让行驶在陡坡或是连续的弯道中的车辆能够获得更佳的操控性能。

由于引擎的重心落于前轮轴之后，因此前置引擎后轮驱动(FR)车辆可以视为引擎放置在车头的中置引擎后轮驱动(MR)车辆。也因此近年来有些高性能的前置引擎后轮驱动(FR)车在配置体积更大的引擎之后，即标榜为前中置引擎后轮驱动(F-MR)车辆。

第四十五页，共289页。前置四驱第四十六页，共289页。前置四驱在近年来，四轮驱动的产品随着WRC赛事以及SUV产品的风行而成为消费者所熟悉的驱动系统。

在汽车的运动之中，所有的驱动力辆与制动力量，都是靠着车轮与地面之前的摩擦力而产生，因此若能够将四个轮子的摩擦力发挥到极限，将能具有较佳的操控性能、运动性能，在驾驶表现与安全性上有较佳的表现。

前置引擎四轮驱动系统是最常见的配置，在变速箱的后面再加装一具称为「分动箱」的动力分配装置，依照设定的比率将动力传送到前、后轮轴，使汽车的四个轮子获得动力。第四十七页，共289页。避震器与阻尼由上图可清处看出避震器对于抑制弹簧谈跳的效果。

第四十八页，共289页。避震器与阻尼避震器的内部就是使用高黏滞系数的流体以及小尺寸的孔径，来进行阻尼的设定。第四十九页，共289页。避震器的功用从避震器这个名称看来，好像车辆的震动主要是由避震器来吸收，其实不然。车辆在行经不平路面之震动所产生的能量主要是由弹簧来吸收，弹簧在吸收震动后还会产生反弹的震荡，这时候就利用避震器来减缓弹簧引起的震荡。

当避震器失效时，车子在行经不平路面就会因为避震器无法吸收弹簧弹跳的能量，而使车身有余波荡漾的弹跳，影响行车稳定性及舒适性。简单的说，避震器最主要是要抑制弹簧的跳动，迅速弭平车身弹跳。

第五十页，共289页。阻尼「阻尼」这个词我们可能很常听到，但是究竟何谓阻尼呢？简单的说，阻尼是作用于运动物体的一种阻力，而且阻力通常与运动速度成正比。就拿一般人常见的门弓器来说，当你轻轻开门时，门弓器内的油压缸所产生的阻力很小，很轻松就能把门推开；但是当你用力推门时，反而会因阻力较大而不好推。同样原理应用于汽车避震器，当弹簧受到较大的伸张或压缩力时，避震器会因阻尼效应而给予较大的抑制力。

避震器之所以会产生阻尼效应，是因避震器受力而压缩或拉伸时，内部的活塞在移动时会对液压油或高压气体加压使之通过小孔径的阀门，当液压油或高压气体通过阀门时会产生阻力，此一阻力就产生阻尼；而阀门的孔径大小和液压油的黏度都会改变阻尼的大小。一般阻尼较大的避震器就是所谓较硬的避震器，阻尼越大则避震器越不容易被压缩或拉伸，所以车身的晃动也会越小，并增加行经不平路面时轮胎的循迹性，然而却会降低行驶时的舒适性。

第五十一页，共289页。可调式避震器可调式避震器可分为阻尼大小可调式避震器和弹簧位置高低可调式避震器，以及阻尼大小和弹簧位置高低都可调整的避震器。

阻尼大小可调式：

在避震器的内部使用可以调整孔径大小的阀门，在将阀门的孔径变小之后，避震器的阻尼也会跟着变硬。调整避震器的阻尼大小的方式可分为有段与无段的方式。以电子控制方式改变阻尼大小的避震器，则是采取有段调整的方式。

弹簧位置高低可调式：

在避震器的筒身有螺牙并套上特制的螺帽与弹簧拖架，借着螺帽的移动来调整弹簧拖架的高低位置。把弹簧拖架向下调整会让弹簧往下移动，可以在不影响避震效果下，降低车身的高度。

第五十二页，共289页。鼓刹第五十三页，共289页。鼓刹鼓式煞车应用在汽车上面已经将近一世纪的历史了，但是由于它的可靠性以及强大的制动力，使得鼓式煞车现今仍配置在许多车型上(多使用于后轮)。鼓式煞车是藉由液压将装置于煞车鼓内之煞车蹄片往外推，使煞车蹄片表面的来令片与随着车轮转动的煞车鼓之内面发生磨擦，而产生煞车的效果。

鼓式煞车的煞车鼓内面就是煞车装置产生煞车力矩的位置。在获得相同煞车力矩的情况下，鼓式煞车装置的煞车鼓的直径可以比碟式煞车的煞车碟还要小上许多。因此载重用的大型车辆为获取强大的制动力，只能够在轮圈的有限空间之中装置鼓式煞车。

第五十四页，共289页。鼓式煞车的作用方式简单的说，鼓式煞车就是利用煞车鼓内静止的煞车片，去摩擦随着车轮转动的煞车鼓，以产生摩擦力使车轮转动速度降低的煞车装置。

在踩下煞车踏板时，脚的施力会使煞车总泵内的活塞将煞车油往前推去并在油路中产生压力。压力经由煞车油传送到每个车轮的煞车分泵活塞，煞车分泵的活塞再推动煞车蹄片向外，使煞车蹄片表面的来令片与煞车鼓的内面发生磨擦，并产生足够的磨擦力去降低车轮的转速，以达到煞车的目的。

第五十五页，共289页。鼓式煞车之优点1.有自动煞紧的作用，使煞车系统可以使用较低的油压，或是使用直径比煞车碟小很多的煞车鼓。

2.手煞车机构的安装容易。有些后轮装置碟式煞车的车型，会在煞车碟中心部位安装鼓式煞车的手煞车机构。

3.零件的加工与组成较为简单，而有较为低廉的制造成本。第五十六页，共289页。鼓式煞车的缺点1.鼓式煞车的煞车鼓在受热后直径会增大，而造成踩下煞车踏板的行程加大，容易发生煞车反应不如预期的情况。因此在驾驶采用鼓式煞车的车辆时，要尽量避免连续煞车造成来令片因高温而产生衰退现象。

2.煞车系统反应较慢，煞车的踩踏力道较不易控制，不利于做高频率的煞车动作。

3.构造复杂零件多，煞车间隙须做调整，使得维修不易。

第五十七页，共289页。碟刹

第五十八页，共289页。碟刹由于车辆的性能与行驶速度与日遽增，为增加车辆在高速行驶时煞车的稳定性，碟式煞车已成为当前煞车系统的主流。由于碟式煞车的煞车盘暴露在空气中，使得碟式煞车有优良的散热性，当车辆在高速状态做急煞车或在短时间内多次煞车，煞车的性能较不易衰退，可以让车辆获得较佳的煞车效果，以增进车辆的安全性。

并且由于碟式煞车的反应快速，有能力做高频率的煞车动作，因此许多车款采用碟式煞车与ABS系统以及VSC、TCS等系统搭配，以满足此类系统需要快速做动的需求。

第五十九页，共289页。碟式煞车的作用方式顾名思义，碟式煞车以静止的煞车盘片，夹住随着轮胎转动的煞车碟盘以产生摩擦力，使车轮转动速度将低的煞车装置。

当踩下煞车踏板时，煞车总泵内的活塞会被推动，而在煞车油路中建立压力。压力经由煞车油传送到煞车卡钳上之煞车分泵的活塞，煞车分泵的活塞在受到压力后，会向外移动并推动来令片去夹紧煞车盘，使得来令片与煞车盘发生磨擦，以降低车轮转速，好让汽车减速或是停止。第六十页，共289页。碟式煞车的优点1.碟式煞车散热性较鼓式煞车佳，在连续踩踏煞车时比较不会造成煞车衰退而使煞车失灵的现象。

2.煞车盘在受热之后尺寸的改变并不使踩煞车踏板的行程增加。

3.碟式煞车系统的反应快速，可做高频率的煞车动作，因而较为符合ABS系统的需求。

4.碟式煞车没有鼓式煞车的自动煞紧作用，因此左右车轮的煞车力量比较平均。

5.因煞车盘的排水性较佳，可以降低因为水或泥沙造成煞车不良的情形。

6.与鼓式煞车相比较下，碟式煞车的构造简单，且容易维修。

第六十一页，共289页。碟式煞车的缺点1.因为没有鼓式煞车的自动煞紧作用，使碟式煞车的煞车力较鼓式煞车为低。

2.碟式煞车的来令片与煞车盘之间的摩擦面积较鼓式煞车的小，使煞车的力量也比较小。

3.为改善上述碟式煞车的缺点，因此需较大的踩踏力量或是油压。因而必须使用直径较大的煞车盘，或是提高煞车系统的油压，以提高煞车的力量。

4.手煞车装置不易安装，有些后轮使用碟式煞车的车型为此而加设一组鼓式煞车的手煞车机构。

5.来令片之磨损较大，致更换频率可能较高。第六十二页，共289页。车身及附件-车身尺寸第六十三页，共289页。车身尺寸一部车除了好开顺畅外，还有很多其它因素会是在买车时会加入考虑的，例如空间或外观，而车身尺寸直接的与此相关。除此之外，车身尺寸或车身重量也会一定程度的影响车辆的行驶特性。以下将介绍如何判读汽车型录上车身相关的尺度，及各尺度对车辆的影响。第六十四页，共289页。车身长度车身长度的定义是，从汽车前保险杆最凸出的位置量起，直到后保险杆最凸出的位置，这两点之间的距离。因此，有些欧洲车系销售至北美市场而换上美规保险杆后，车身长度数据会因为保杆增长而增加。

而自前保险杆最凸出处到前轮中心的距离称为前悬，一般来说，前轮驱动车的前悬会比同级后轮驱动车来得长，强调运动性的后轮驱动车通常前悬都很短，如Lesux的IS系列。同样的，从后轮中心到后保险杆最凸出处的距离称为后悬，除了装设大型保险杆或后置引擎的车型以外；后悬较长的车型都会拥有较大的行李箱空间，在高级豪华房车上经常会出现此一情形。第六十五页，共289页。车身宽度绝大多数车型的车宽数据，都是车身左、右最凸出位置的距离，但是不包含左、右照后镜伸出的宽度。

车身长度及宽度较大的车型虽可以获得较为宽敞的车室空间，给乘客有较好的乘坐感，但是也容易降低于狭窄巷道中的行驶灵活性。

第六十六页，共289页。车身高度车身高度是从地面算起，一直到车身顶部最高的位置，不包括天线的长度。

车身高度会影响到座位的头部空间以及乘坐姿态。头部空间大则不易有压迫感；稍挺的坐姿较适合长时间的乘坐。近年来SUV、VAN这一类高车身的车型大为流行，较高的车室高度有利乘员在车内的活动；但是过高的车身却不利车辆进出地下停车场。而强调运动性的跑车，为了提升过弯稳定性，通常车身高度较低。

第六十七页，共289页。轴距从前轮中心点到后轮中心点之间的距离，也就是前轮轴与后轮轴之间的距离，称为轴距。较长的轴距可以使汽车获得较好的直线行驶稳定性，而短轴距则提供较佳的灵活性。对于车室空间来说，轴距代表前轮与后轮之间的距离，轴距越长，车室内纵向空间就越大，膝部及脚部空间也因此而较宽敞。然而后轮驱动车因引擎纵向排列的关系，为了达到相同的车室空间，通常轴距会较同级前轮驱动车来得长。第六十八页，共289页。轮距左、右车轮中心的距离。较宽的轮距有助于横向的稳定性与较佳的操纵性能。轮距和轴距搭配之后，即显示四个车轮着地的位置；车轮着地位置越宽大的车型，其行驶的稳定度越好，因此越野车辆的轮距都比一般车型要宽。第六十九页，共289页。风阻系数第七十页，共289页。风阻系数外型所造成的阻力来自车后方的真空区，真空区越大，阻力就越大。一般来说，三厢式的房车之外型阻力会比掀背式休旅车小。

风阻是车辆行驶时来自空气的阻力，一般空气阻力有三种形式，第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力，就像拿一块木板顶风而行，所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。第二是摩擦阻力，空气与划过车身一样会产生摩擦力，然而以一般车辆能行驶的最快速度来说，摩擦阻力小到几乎可以忽略。第三则是外型阻力(下图可说明何谓外型阻力)，一般来说，车辆高速行驶时，外型阻力是最主要的空气阻力来源。

车辆在行驶时，所要克服的阻力有机件损耗阻力、轮胎产生的滚动阻力(一般也称做路阻)及空气阻力。随着车辆行驶速度的增加，空气阻力也逐渐成为最主要的行车阻力，在时速200km/h以上时，空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。第七十一页，共289页。风阻系数风阻系数通常是以Cd做标示，风阻系数必须于风洞内实际测试而得，并且严格来说，不同的行驶速度，风阻会产生些微差异。风阻系数越低，代表车辆行驶时所受的空气阻力越低。风阻系数越低的车，高速行驶越省油，也越有可能跑出较高的极速。近代的汽车越来越注重在空气力学方面的设计，各家汽车制造厂都在努力的在为降低汽车的风阻系数而努力。一般来说，外型越流线、平整，风阻系数越低，所以在车身上自行加装的配备或套件，如晴雨窗、尾翼等，或是高速行驶时开启车窗，都会造成空气阻力增加，影响行车顺畅。第七十二页，共289页。回转半径第七十三页，共289页。回转半径将汽车的方向盘转动到极限，以极低的速度让汽车进行转向的圆周运动，此时汽车在转向时所形成的圆周的半径就是回转半径。回转半径数据可以使驾驶者知道汽车所须的回转空间，这对于经常行驶在狭小巷弄的车辆尤其重要。

由此图来看，所谓「回转半径」，是指回转所画出之圆的「半径」，而不是「直径」。也就是说，当一辆车的回转半径标示为5.5m时，其回转「直径」为11m，表示至少要有11公尺的路宽，才能提供该车进行一次完整的回转。第七十四页，共289页。发动机基本工作原理第七十五页，共289页。发动机基本工作原理一、基本理论

汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车，最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此，汽车发动机是内燃机----燃烧在发动机内部发生。

有两点需注意：

1．内燃机也有其他种类，比如柴油机，燃气轮机，各有各的优点和缺点。

2．同样也有外燃机。在早期的火车和轮船上用的蒸汽机就是典型的外燃机。燃料（煤、木头、油）在发动机外部燃烧产生蒸气，然后蒸气进入发动机内部来产生动力。内燃机的效率比外燃机高不少，也比相同动力的外燃机小很多。所以，现代汽车不用蒸汽机。

相比之下，内燃机比外燃机的效率高，比燃气轮机的价格便宜，比电动汽车容易添加燃料。这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式的内燃机。

第七十六页，共289页。发动机基本工作原理二、燃烧是关键

汽车的发动机一般都采用4冲程。（马自达的转子发动机在此不讨论，汽车画报曾做过介绍）

4冲程分别是：进气、压缩、燃烧、排气。完成这4个过程，发动机完成一个周期(2圈)。第七十七页，共289页。发动机基本工作原理理解4冲程

活塞，它由一个活塞杆和曲轴相联，过程如下：

1．活塞在顶部开始，进气阀打开，活塞往下运动，吸入油气混合气

2．活塞往顶部运动来压缩油气混合气，使得爆炸更有威力。

3．当活塞到达顶部时，火花塞放出火花来点燃油气混合气，爆炸使得活塞再次向下运动。

4．活塞到达底部，排气阀打开，活塞往上运动，尾气从汽缸由排气管排出。

注意：内燃机最终产生的运动是转动的，活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为转动，这样才能驱动汽车轮胎。第七十八页，共289页。发动机基本工作原理三、汽缸数

发动机的核心部件是汽缸，活塞在汽缸内进行往复运动，上面所描述的是单汽缸的运动过程，而实际应用中的发动机都是有多个汽缸的（4缸、6缸、8缸比较常见）。我们通常通过汽缸的排列方式对发动机分类：直列、V或水平对置（当然现在还有大众集团的W型，实际上是两个V组成）。第七十九页，共289页。发动机基本工作原理直列4缸第八十页，共289页。发动机基本工作原理V6第八十一页，共289页。发动机基本工作原理水平对置4缸第八十二页，共289页。发动机基本工作原理不同的排列方式使得发动机在顺滑性、制造费用和外型上有着各自的优点和缺点，配备在相应的汽车上。

第八十三页，共289页。发动机基本工作原理四、排量

混合气的压缩和燃烧在燃烧室里进行，活塞往复运动，你可以看到燃烧室容积的变化，最大值和最小值的差值就是排量，用升（L）或毫升（CC）来度量。汽车的排量一般在1.5L~4.0L之间。每缸排量0.5L，4缸的排量为2.0L，如果V型排列的6汽缸，那就是V63.0升。一般来说，排量表示发动机动力的大小。

所以增加汽缸数量或增加每个汽缸燃烧室的容积可以获得更多的动力。

第八十四页，共289页。发动机基本工作原理五、发动机的其他部分

凸轮轴控制进气阀和排气阀的开闭

火花塞火花塞放出火花点燃油气混合气，使得爆炸发生。火花必须在适当的时候放出。

阀门进气、出气阀分别在适当的时候打开来吸入油气混合气和排出尾气。在压缩和

燃烧时，这两个阀都是关闭的，来保证燃烧室的密封。

第八十五页，共289页。发动机基本工作原理活塞环在气缸壁和活塞中提出密封：

1．防止在压缩和燃烧时油气混合气和尾气泄漏进润滑油箱。

2．防止润滑油进入汽缸内燃烧。

大多“烧机油”的汽车就是因为发动机太旧：活塞环不再密封引起的（尾气管冒青烟）

活塞杆连接活塞环和曲轴，使得活塞和曲轴维持各自的运动。

润滑油槽包围着曲轴，里面有相当数量的油.第八十六页，共289页。何谓正时一具引擎要能正确的运转，所有零件都要能在正确的时间和正确的位置做正确的事，在最佳的协调下，发挥应有的性能。就像一支部队要作战前，指挥官会分配每一组甚至每个人个别的任务，大家接受任务后，还有一件事很重要，没错，就是：对表！所有人都必须在一个独一的时间轴内完成任务。大家都必须各自在正确的时间到达定位，这就是「正时」。

则，在引擎中要怎么「对表」，又要以谁为准呢？引擎中最主要的转动是曲轴，所以所有的正时都以曲轴旋转角度做为基准。以一个单缸引擎为例，当活塞在上死点时为0度，到了下死点时为180度，四行程引擎以720度为一循环，所有运转件就以曲轴的运转为准，曲轴每旋转720度，所有运作就完成一次循环。

第八十七页，共289页。何谓正时凸轮之所以能在正确的时机开启汽门，便是靠着正时链条，与曲轴保持正确的正时。第八十八页，共289页。曲轴正时齿盘我们知道引擎中一切的运转都以曲轴为准，所以曲轴就有责任将它的正时「告知」所有机件。由于现在ECU的运算分辨率越来越高，甚至达到32位以上，所以需有一机件能精确的撷取正时讯号。目前大部分引擎会在曲轴的一端装设一个齿盘，再由一个磁感sensor来接收并产生讯号。假设齿盘有60齿，一圈360度则每一齿间距为6度，当曲轴转动时，齿盘会以相同的转速跟着曲轴转动，而每一齿经过sensor时，会感应一个磁场，并由sensor转换为电子讯号让ECU得知目前的曲轴角度，好使喷油、点火等动作能在正确时机作动。

第八十九页，共289页。正时皮带与正时链条现在引擎多是顶置式凸轮轴的设计，就是将凸轮轴设置在引擎缸头上，要驱动凸轮轴必须利用皮带或炼条使之与运转中的曲轴连结。就如前面提到的，凸轮轴的运转也需要「正时」，所以在安装正时皮带时，凸轮和曲轴的正时必须对妥。

由于正时皮带属于耗损品，而且正时皮带一旦断裂，凸轮轴当然不会照着正时运转，此时极有可能导致汽门与活塞撞击而造成严重毁损，所以正时皮带一定要依据原厂指定的里程或时间更换。而正时炼条则会有相当长的寿命，所以选购配置正时炼条引擎的车，会省去更换正时皮带的麻烦与开支。第九十页，共289页。节气门与进气歧管第九十一页，共289页。节气门与进气歧管节气门是在进气的管道中，加入一组蝴蝶阀，利用阀片旋转角度不同、开口不同的方式，控制进气量，进一步控制引擎的动力。现在车辆多采用电子节气门设计，可由引擎控制模块进行精确的控制，让输出提高、油耗下降。

新鲜空气自进气道、空气滤清器一路往引擎前进，下一个会碰到的就是节气门，也就是俗称的「油门」。这是整个引擎，唯一由驾驶人所控制的机构，在化油器引擎中，这个任务则由化油器担任；而在喷射供油引擎中，节气门阀体取代了化油器。在采用了喷射供油系统后，燃油直接在进气门前由喷射器射出，节气门阀体便少了使燃油与空气混合的任务。但为了能精确控制油气混合，节气门阀体机构并不比化油器简单。

第九十二页，共289页。节气门与进气歧管一个典型的节气门体，应具备主进气道及节气门，而节气门是由一弹簧控制，当驾驶者未踩下油门时，节气门处于关闭状态，使大部分的空气被排除在阀门外；而当驾驶踏下油门踏板时，油门拉线便会拉动节气门弹簧，使阀门打开让空气从主进气道进入引擎中。除此之外，还有一个节气门感知器来把节气门开度转成电子讯号，使得引擎监理系统(ECU)能依据此来控制燃油喷量。

节气门阀体上还有一个怠速控制阀，是由一步进马达控制，引擎ECU会在冷车、启闭冷气、空档与D档变换等时机，控制怠速马达的作动，以调整引擎怠速之合适的进气量。

第九十三页，共289页。节气门与进气歧管传统的节气门(油门)是以油门拉线采机械方式驱动，然而为了全车控制的整体性，许多新推出的车型已采用了电子控制的节气门(电子油门)。

新鲜空气自进气道、空气滤清器一路往引擎前进，下一个会碰到的就是节流阀，也就是俗称的「油门」。这是整个引擎，唯一由驾驶人所控制的机构，在化油器引擎中，这个任务则由化油器担任；而在喷射供油引擎中，节流阀体取代了化油器。在采用了喷射供油系统后，燃油直接在进气门前由喷射器射出，节流阀体便少了使燃油与空气混合的任务。但为了能精确控制油气混合，节流阀体机构并不比化油器简单。

第九十四页，共289页。节气门与进气歧管一个典型的节流阀体，应具备主进气道及节流阀，而节流阀是由一弹簧控制，当驾驶者未踩下油门时，节流阀处于关闭状态，使大部分的空气被排除在阀门外；而当驾驶踏下油门踏板时，油门拉线便会拉动节流阀弹簧，使阀门打开让空气从主进气道进入引擎中。除此之外，还有一个节流阀感知器来把节流阀开度转成电子讯号，使得引擎监理系统(ECU)能依据油门开度来控制燃油喷量。

节流阀体上还有一个怠速控制阀，是由一步进马达控制，引擎ECU会在冷车、启闭冷气、空档与D档变换等时机，控制怠速马达的作动，以调整引擎怠速之合适的进气量。

传统的节流门(油门)是以油门拉线采机械方式驱动，然而为了全车控制的整体性，许多新推出的车型已采用了电子控制的节流阀(电子油门)。

第九十五页，共289页。节气门与进气歧管进气歧管

在谈到进气歧管之前，我们先来想想空气是怎样进入引擎的。在引擎概论中我们曾提到活塞在汽缸内的运作，当引擎处于进气行程时，活塞往下运动使汽缸内产生真空(也就是压力变小)，好与外界空气产生压力差，让空气能进入汽缸内。举例来说，大家都应该有被打过针，也看过护士小姐如何将药水吸入针桶内吧！假想针桶就是引擎，则当针桶内的活塞向外抽出时，药水就会被吸入针桶内，而引擎就是这样把空气吸到汽缸内的。第九十六页，共289页。节气门与进气歧管第九十七页，共289页。节气门与进气歧管由于进气端的温度较低，复合材料开始成为热门的进气歧管材质，其质轻则内部光滑，能有效减少阻力，增加进气的效率。

好了，回到主题，进气歧管位于节气门与引擎进气门之间，之所以称为「歧管」，是因为空气进入节气门后，经过歧管缓冲统后，空气流道就在此「分歧」了，对应引擎汽缸的数量，如四缸引擎就有四道，五缸引擎则有五道，将空气分别导入各汽缸中。以自然进气引擎来说，由于进气歧管位于节气门之后，所以当引擎油门开度小时，汽缸内无法吸到足量的空气，就会造成歧管真空度高；而当引擎油门开度大时，进气歧管内的真空度就会变小。因此，喷射供油引擎都会在进气歧管上装设一个压力计，供给ECU判定引擎负荷，而给予适量的喷油。

第九十八页，共289页。节气门与进气歧管歧管真空不只可用来供给判定引擎负荷的压力讯号，还有许多用处呢！如煞车也需要利用引擎的真空来辅助，所以当引擎发动后煞车踏板会轻盈许多，就是因为有真空辅助的缘故。还有某些形式的定速控制机构也会利用到歧管真空。而这些真空管一旦有泄漏或者不当改装，会造成引擎控制失调，也会影响煞车的作动，所以奉劝读者尽量不要于真空管上作不当的改装，以维护行车的安全。

进气歧管的设计也是大有学问的，为了引擎每一汽缸的燃烧状况相同，每一缸的歧管长度和弯曲度都要尽可能的相同。由于引擎是由四个行程来完成运转程序，所以引擎每一缸会以脉冲方式进气，依据经验，较长的歧管适合低转速运转，而较短的歧管则适合高转速运转。所以有些车型会采用可变长度进气歧管，或连续可变长度进气歧管，使引擎在各转速域都能发挥较佳的性能。第九十九页，共289页。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线。第一百页，共289页。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，称为直列引擎。以直列四汽缸引擎为例，常见的标示方式有二种，一是取与排列外型相似的I做标示，就标示为「I4」。另外一种则是以英文Line做开头，而标示为「Line4」或「L6」以代表直列4汽缸或是直列6汽缸引擎之意。

第一百零一页，共289页。V型引擎

汽缸数增加，采用V型汽缸配置的引擎可以有效减少引擎体积，增加车室空间。第一百零二页，共289页。V型引擎引擎的汽缸分别排列在二个平面上，此二个平面相互产生一个夹角。汽缸呈V型排列的引擎会因汽缸数量的不同，而有60、90、120度三种常见的角度。夹角为180度的引擎则另外称为「水平对置式引擎」。第一百零三页，共289页。冷却系统-冷却系统的功用冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量，使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎，气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎；水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论采何种方式冷却，正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。

第一百零四页，共289页。冷却循环因为多数车辆皆采用水冷式引擎，所以本文以介绍水冷式引擎之冷却循环为主。在水冷引擎的冷却循环中，可分为「小循环」与「大循环」。小循环是指冷却水仅在引擎内循环，而大循环则是冷却水在引擎与热交换器(水箱)间循环。为什么要有大循环与小循环呢？主要是因为引擎在冷车时温度低，此时少量的冷却水在引擎内作小循环，使引擎能迅速达到工作温度；一旦引擎达到工作温度，控制大、小循环转换的温度控制阀(俗称水龟)则会开启，让冷却水能流至水箱内让空气将热带走，引擎温度越高，水龟开启的程度就越大，冷却水的流量也越大，好带走更多的热量。冷却水的循环是靠水泵浦带动的，水泵浦则是由引擎的运转所驱动，所以当引擎转速越高，水泵浦的运转效率也越高。

第一百零五页，共289页。冷却液的特性冷却液是由纯水与水箱精案一定比例调制而成，水箱精能提高冷却水的沸点。纯水在常温常压下的沸点是100℃，一旦引擎温度过高，会使冷却水沸腾成为水蒸气，而水在气态下的热对流系数远低于液态，所以气态的水蒸气几乎无法带走引擎的热量，此时引擎温度会迅速升高而损害引擎。所以水箱精将冷却水的沸点提高，以确保冷却液在高温时仍是液态，才能带走引擎产生的热。第一百零六页，共289页。供油系统近年来上市的车辆，几乎都是采用喷射供油系统，最主要的原因也是因为要因应日趋严苛的环保法规。喷射供油系统从早期的机械式单点喷射一直演化至目前的电子式多点喷射，则，何谓单点喷射及多点喷射呢？假设一个四缸的引擎，由单个喷油嘴至于进气歧管分支之前，油料由一处喷入后在随着进气分布到四个汽缸内，这是单点喷射；而喷油嘴置于四个汽缸之各器缸的进气道者，因为每一汽缸各有一个喷油嘴，四缸引擎则有四个喷油嘴，这称为多点喷射，本单元将谈论目前广泛使用之多点喷射的原理。

第一百零七页，共289页。供油系统从燃油路径来看，首先燃油泵浦自油箱中将油料送至输油管中，输油管再将油料送至油轨内，而油轨由调压阀来控制燃油压力，并且确保送至各缸的燃油压力皆能相同。另一方面，调压阀也会借着泄压将过多的油料送至回油管而流回油箱中。而喷油嘴一端连接于油轨上，喷嘴则为于各个器缸的进气道上。引擎ECU根据引擎运转状况会对喷油嘴下达喷油指令，喷油量是由燃油压力及喷油嘴喷油时间所决定，燃油压力在油轨处已由调压阀所控制，而燃油调压阀之压力是由歧管真空(引擎负荷)调整，所以ECU能控制的就是喷油时间，当引擎需要较多的燃油时，喷油时间就会较长，反之则喷油时间较短。第一百零八页，共289页。供油系统喷油嘴本身是一个常闭阀(常闭阀的意思是当没有输入控制讯号时，阀门一直处于关闭状态；而常开阀则是当没有输入控制讯号时，阀门一直处于开启状态)，由一个阀针上下运动来控制阀的开闭。当ECU下达喷油指令时，其电压讯号会使电流流经喷油嘴内的线圈，产生磁场来把阀针吸起，让阀门开启好使油料能自喷油孔喷出。

喷射供油的最大优点就是燃油供给之控制十分精确，让引擎在任何状态下都能有正确的空燃比，不仅让引擎保持运转顺畅，其废气也能合乎环保法规的规范。第一百零九页，共289页。点火系统引擎依照运转模式不同可分为火花点火(SISparkIgnition)引擎及压缩点火(CICompressionIgnition)引擎，汽油引擎属于火花点火引擎，而柴油引擎则属于压缩点火引擎。汽油引擎既是属于火花点火引擎，其点火就必须借着点火系统来完成。

第一百一十页，共289页。火星塞顾名思义，火花点火引擎要点火就必须靠火花，而火花是借着火星塞产生的。火星塞藉螺牙锁付在引擎燃烧式的顶端，也就是在缸头上进、排气门之间，火星塞在头部有一中央电极及接地电极，接地电极是由螺牙部分延伸出来成L形，与中央电极维持0.7到0.9mm的间隙，火星塞尾部则与高压导线连接。

当高压导线将极高的电压送至火星塞时，造成火星塞的两个电极间极大的电位差，导致两极间隙间原本无法导电的空气成为导体，电流便以离子流(IonizingStreamers)的方式由一个电极传至另一电极，产生电弧(ElectricArc)来点燃引擎是中的油气。若您还是觉得不好理解，可以去观察瓦斯炉或放电式打火机的点火方式，火星塞的点火方式跟它们很类似。

第一百一十一页，共289页。火星塞各式火星塞除了会有大小上不同外，相同大小的火星塞还会有热值(HeatRating)的不同。热值大的火星塞其电极绝缘包覆的部分较长，适用运转温度较低的引擎；而热值较小的火星塞其电极绝缘包覆的部分较长，适用运转温度较高的引擎，如竞技用引擎。各式车辆必须依照原厂规定的火星塞规格选用火星塞，若使用热值过高的火星塞，引擎容易因温度过高而爆震；使用热值过低的火星塞，引擎则可能因燃烧温度过低而造成燃烧不完全或积碳。

第一百一十二页，共289页。分电盘点火与电子点火分电盘是以机械方式控制各缸的点火时机，其中有一转子在分电盘中旋转，其旋转轴是由引擎带动并且转速是引擎曲轴转速的二分之一，连接至各缸火星塞的接点则依序设置在分电盘四周。当转子在分电盘中旋转时，会依序使各缸接点之触发电流导通，并藉高压导线将电传送至火星塞，使火星塞点火。

分电盘上会有一个惯性弹簧-飞轮组来控制随着引擎转速不同之点火提前角，也有真空机构随着不同的引擎负荷来控制点火提前角。虽然如此，因为分垫盘的点火提前角控制皆为机械式，以现代引擎科技而言，还是无法称得上精确，但是因成本关系，也有少数2000c.c.以下的引擎采用分电盘点火。

第一百一十三页，共289页。分电盘点火与电子点火机械组件虽然可靠，但用来作引擎系统的控制总不若电子组件来得精确。在环保法规的日益严苛及消费者对性能的重视，各家车厂纷纷采用电子点火系统，及其它电子控制系统。电子点火是每两缸或每一缸由一个高压点火线圈负责，由ECU个别对点火线圈下达点火讯号，其点火提前角是由ECU依据引擎运转状况计算而得，可依据引擎运转作灵活的调整；若配备有爆震感知器的引擎，ECU也能直接对某缸作点火角提前或延后的动作。所以，爆震感知器只能装设在有电子点火的引擎上，因为分电盘的点火提前角是不受ECU控制的。第一百一十四页，共289页。排气系统-排气歧管第一百一十五页，共289页。排气系统-排气歧管图中显示四缸引擎其中两缸的排气歧管。由左边的剖面可以看到排气歧管直接连接在排气孔后，再结合为一。排气歧气在设计上会尽量让各缸的阻力相同，以让排气顺畅。

新鲜空气与汽油混合进入引擎燃烧后，产生高温高压的气体推动活塞，当气体能量释放后，对引擎就不再有价值，这些气体就成为废气被排放出引擎外。废气自汽缸排出后，随即进入排气歧管，各缸的排气歧管汇集后，经过排气管将废气排出。而就如进气歧管一样，气体在排气歧管内也是以脉冲的方式离开引擎，所以各缸的排气歧管长度及弯度也要设计成尽量相同，使各缸的排气都能一样的顺畅。第一百一十六页，共289页。触媒转换器在说到触媒转换器之前，我们先简单的认识一下引擎废气的组成成分。汽油是一种碳氢化合物，在汽油分子中几乎都是碳及氢原子，这些碳及氢燃烧后照理应该是产生二氧化碳(CO2)及水(H2O)，但是因为少量混合气未完全燃烧，并且会有少许机油(有未燃烧的也有以燃烧的)被排放出来，所以会产生HC(碳氢化合物)及CO(一氧化碳)。再者，进到引擎内的空气中，含有百分之八十的氮气(N2)，但经过燃烧室的高温，原本很稳定的氮，会与空气中的氧(O2)化合，产生NO及NO2，统称NOx。HC、CO及NOx都会造成环境污染且对人体有害，所以世界各国都会制订环保法规，针对车辆排污加以限制。

由于环保法规对车辆排污的标准相当严苛，不论怠速、加速、低速行驶、高速行驶或减速，都必须符合排污标准，车辆在面对这么严苛的限制，除了在性能与排污中取得平衡点外，唯一的「撇步」就是触媒转换器了。触媒转换器通常以贵重金属为原料，有氧化型触媒、还原型触媒及目前绝大多数车辆采用的三元触媒转换器。

第一百一十七页，共289页。触媒转换器第一百一十八页，共289页。触媒转换器从排气歧管之后，便接上触媒转换器，以将未完全燃烧之污染物转换为无害物质，保护环境。

再来上个简单的化学课，排污中的HC和CO都是因为燃烧不完全所产生的，要消除它们就必须再燃烧它们，也就是使它们氧化，所以这是氧化型触媒的任务。而NOx的生成则是因为氮被氧化所致，所以必须还原型触媒来将NOx还原氮气。三元触媒转换器则是让HC和CO的氧化及NOx的还原都发生在同一触媒中。而「触媒」本身并不参与氧化或还原的化学反应，它只是化学反应中的催化剂。

触媒转换器位于哪里呢？早期的触媒转换器多设置于排气管中段的位置，而近来多装在紧接排气歧管之后，好使触媒加快达到工作温度。触媒必须在接近500度的高温下，才能获得较好的转换效率，低温时则几乎没有转换能力，故冷车的排污量相当大。所以在此也要提醒所有车主，千万不要在室内或地下停车场内热车，尽量车一发动就开到室外，才不至于毒害自己或是其它在停车场内的人员。

第一百一十九页，共289页。消音器顾名思义，消音器就是用来消除排气的噪音，使车辆行驶起来更宁静。一般消音器中会有数个膨胀室，引擎排放出来的废气经过数个膨胀程序后，会使得排气脉冲缓和而消除噪音。然而，由于气体在消音器路径复杂，换言之也就是消音器降低了排气的顺畅性，所以也会略略影响引擎性能。有些人会自行改装直通式排气尾管，这样虽然稍稍提升引擎性能，却会大大增加排气噪音，所以这是不值得一定也是违反交通规定的行为。第一百二十页，共289页。润滑系统燃料进入引擎燃烧后，将燃料的内能转换成「功」来使引擎运转，然而并不是所有的「功」都用来驱动引擎的运转，因为引擎中机件间的摩擦会消耗引擎产生的功，而将其转换为热能。为了降低磨差来保护引擎，必须有一润滑系统来润滑引擎。

第一百二十一页，共289页。机油的功用没错，机油正是在引擎中扮演润滑的角色。机油除了能润滑引擎降低摩擦外，还有防止引擎金属腐蚀、消除进入引擎中的灰尘及其它污染物、在活塞与汽缸壁间帮助燃烧室气蜜、为活塞及轴成等零件冷却及消除引擎内不必要的产物。

第一百二十二页，共289页。机油的循环引擎中大部分的机油都储存于油底壳中，机油的循环由随引擎转动之机油泵浦驱动，自油底壳将机油吸出，经过机油滤清器滤掉杂质后，高压的机油从引擎的机油流道流至引擎各处，润滑或冷却各个机件，最后在流回油底壳中。

引擎中会有极少量的机油进入燃烧室被燃烧，所以机油有少量的消耗是正常的。然而若过量的机油由活塞与汽缸壁的间隙往上进入燃烧室称为「上机油」，而机油由汽缸头之阀系间隙向下流入燃烧室中则称为「下机油」，二者都是所谓的「吃机油」。引擎若是有吃机油的现象，当然机油会消耗很快，而且因为机油大量燃烧的关系，会自排气管排出淡青色的烟，此时必须去保修场检查是「上机油」或「下机油」，好对症下药。

第一百二十三页，共289页。机油的选用机油依据其成分可分为全合成、半合成及矿物油，一般来说，全合成机油在引擎中随引擎运转的衰退程度较低，而矿物油的衰退程度较高。但是若是车辆都能在原厂指定之换油里程或时间内更换机油，就算使用矿物油，也不会对引擎造成任何伤害。

机油除了有成分上的不同，也在「黏度指数」上有区别。黏度指数是指机油黏度随温度改变的程度，目前最常使用的机油黏度分类是依照SAE号数分类，不同的号数对应不同的黏度范围，号数越大代表黏度越大。SAE编号后方加上W者指适用于寒冷气候的机油，其编号越小者黏性越小，引擎在寒冷的冬天越容易启动。

机油号数除了SAE50(例)或SAE10W(例)等单级机油外，还有如10W-40等之复级机油，复级机油能同时满足高温与低温的使用需求。目前市面上常见的多为复级机油，复级机油于W之前的号数越低、后方的号数越高者，表示该机油能适用的气候范围较大。以台湾的气候状况，10W-40已经能满足，若引擎长时间以高负荷、高转速运转者，则可选用黏度较高的机油。第一百二十四页，共289页。泵浦、发电机与压缩机所谓附件，就是在维持引擎基本运转所需之外的机件，而这些机见识由引擎附件皮带所驱动。通常引擎附件包括：发电机、水泵浦、冷气压缩机及动力方向盘泵浦等，以下对这几项附件作概略介绍。

第一百二十五页，共289页。泵浦、发电机与压缩机第一百二十六页，共289页。泵浦、发电机与压缩机引擎是车辆主要的动力来源，因此压缩机、泵浦、发电机等都与引擎以皮带连结，利用引擎运转的输出带动，提供冷却、润滑、空调、供电及转向辅助等功能。第一百二十七页，共289页。发电机发电机利用引擎的运转为动力，将动能转换为电能，再将电量储存于电瓶中，以供车上所有电器使用。发电机若损坏会失去充电能力，电瓶内的电量就会逐渐消耗到完全没电为止。所以车子的电瓶若是经常没电，除了要检查电瓶外，也要检查发电机是否还正常。第一百二十八页，共289页。水泵浦水泵浦提供引擎冷却水能正常循环所需的压力，严格来说不该算是附件，只是有些引擎利用附件皮带来驱动水泵浦。水泵浦一旦失效，引擎则会失去冷却能力，此时若没有短时间内将引擎熄火，常会使引擎因过热而严重受损。第一百二十九页，共289页。冷气压缩机常有人认为车上的冷气压缩机是靠电力驱动，其实冷气压缩机动力是来自引擎的运转，并由附件皮带所带动。当驾驶在车内按下冷气开关时，冷气压缩机上的离合器便会与被附件皮带带动而旋转的惰轮接合，此时压缩机就会开始运作。所以当引擎不运转时压缩机是完全不会运转的；然而一旦压缩机开始运转，是会耗损些许引擎动力的，当然油耗也会有些许的增加。

第一百三十页，共289页。动力方向盘泵浦配备动力方向盘的车，方向盘会变得比较轻盈，这是因为动力方向盘泵浦利用引擎的动力，产生油压来辅助方向机转向，所以动力方向盘也是在引擎发动时才有作用的。然而和冷气压缩机一样，动力方向盘泵浦也是会消耗引擎动力并造成油耗的。第一百三十一页，共289页。附件皮带引擎的两端分别称为飞轮端与附件端，飞轮端连接变速箱，而附件端则是挂载引擎附件。所有附件安置于引擎附件端，是由一至二条皮带将所有附件连上曲轴。而附件皮带上都会有一个张力器来调整皮带张力，如果张力过松，通常皮带在运转时会产生尖锐的声音，所以当有些车子在起步时，会伴随着尖锐的声音，这都是皮带在作祟。

附件皮带也是需要定期更换的，通常是在更换正时皮带时一并更换。若车辆在行驶中附件皮带断裂，附件便会停止作动，而由附件皮带带动的水泵浦也会失去作用而损害引擎。所以有些引擎会将水泵浦设计至以正时皮带或炼条带动，为的就是当附件皮带断裂时，随然失去冷气及方向盘动力辅助，但引擎还能正常运转，以便将车开至保修场。第一百三十二页，共289页。引擎测试一款引擎要能量产并贩卖，除了需要历经常时间研发、设计外，还需要经过种种的测试，测试的目的主要是对设计的验证和功能的确认。引擎测试依测试设备可分为无点火测试、动力计测试。无点火测试是在引擎不点火运转下作测试，主要针对个别零件或模块功能确认，无点火测试通常是整个引擎测试的初期测试。动力计测试则有引擎动力计测试及底盘动力计测试，引擎动力计测试在整个引擎测试中占最大比重，无点火测试次之，底盘动力计测试则是整个引擎测试的最后阶段，最主要是测试引擎与变速箱的匹配，及法规认证测试。第一百三十三页，共289页。引擎动力计引擎动力计最主要适用来量测引擎的扭力，常用的引擎动力计有涡电流式与电动马达，它们都是利用磁场产生制动力来承受引擎的负载，再精确的量测动力计所承受的力矩(扭力)。引擎动力计量测引擎在每一转速所输出的最大扭力，再由测得的扭力计算每一转速的功率(马力)，就是车主手上的引擎性能曲线图了。然而不是只有测测引擎的性能而已，引擎动力计能测的项目可多着呢！因为引擎动力计可于定转速订扭力或是定转速定油门的模式下操作，所以可以将引擎的可用转速-负荷域，以格点的方式详细的量测所有引擎相关数据，例如进气负压、排气背压、污染值、油耗值、容积效率、爆震情形、震动噪音等，并且也可利用引动力计作引擎醒能调校及引擎耐久试验等。而在引擎动力计上的测试用引擎，会像针灸一样被差上一堆温度计、压力计、废气取样管等，为了就是要精准且巨细靡遗的获取引擎的各样信息，而发展出合用且耐用的引擎。

第一百三十四页，共289页。引擎动力计很多人对动力计的印象可能仅止于底盘动力计，也就是大家俗称的「马力机」，然而要真正发展一具引擎，绝大多数的测试及调校都必须利用引擎动力计而非底盘动力计。希望各位读者在阅读本篇的介绍后，能对引擎测试及引擎动力计有概略的认识。第一百三十五页，共289页。引擎运转的灵魂─ECMECM(EngineControlModule引擎控制模块)就像引擎的灵魂一样，控制整个引擎的运转。要控制能引擎，就必须有许多感应器(Sensor)来接收并传递引擎运转信息，一具引擎通常会有进气温度感知器(IATSensor)、油门开度感知器(TPSSensor)、歧管压力感知器(MAPSensor)、水温感知器(ECTSensor)、曲轴角度感知器(CrankSensor)、爆震感知器(KnockSensor)、含氧感知器等(O2Sensor)将引擎各种状态信息送至ECU(EngineControlUnit)作运算，这些引擎运转信息经过运算后，会由ECU对各个致动器(Reactor)发出控制讯号来控制致动器的作动，引擎上常见的致动器有怠速控制阀(IAC)、喷油模块、点火模块、EGR阀、VVT控制器、活性碳罐(EEC)脱气阀等。或许各位读者会看得眼花撩乱，但是这么多的感知器及这么多的致动器，其实最主要的就是要计算并控制引擎的最佳喷油量及点火时机，当然还有一些控制是为了符合环保法规，如活性碳罐脱气阀。第一百三十六页，共289页。引擎运转的灵魂─ECM关于点火、怠速、正时、爆震及喷油等控制在各相关单元都已有介绍，本篇来谈谈和油耗有关的「开回路控制」与「闭回路控制」。在「控制学」中，所谓「开回路控制」是指控制器按已写入的控制模式，单向地下指令给致动器作动；而「闭回路控制」则是在控制回路中加入回馈讯号，以修正致动器的作动量。在喷油控制系统中，是由ECU依据当时引擎运转状况，将该条件下所设定之喷油量指令传送至喷油嘴。在开回路控制下，ECU送给喷油嘴的喷油指令不会受回馈讯号的修正。在闭回路控制下，其喷油指令将受回馈讯号的修正，而回馈讯号的来源是含氧感知器。含氧感知器会侦测废气中的含氧量，并把含氧量讯号送至ECU，ECU会依据含氧量及喷油量计算出实际空燃比，若是侦测出混合气太稀