基礎知識 （附圖）
引用野人的汽車基本構造與基礎知識 （附圖）
引擎基本構造：缸徑衝程排氣量與壓縮比
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…等主要元件，以及進氣、排氣、點火、潤滑、冷卻…等系統所組合而成。以下將各位介紹在汽車型錄的「引擎規格」中常見的缸徑、衝程、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動的圓筒空間的直徑。
衝程：活塞在汽缸本體內運動時的起點與終點的距離。一般將活塞在最靠近汽門時的位置定為起點，此點稱為「上死點」；而將遠離汽門時的位置稱為「下死點」。
排氣量：
將汽缸的面積乘以衝程，即可得到汽缸排氣量。將汽缸排氣量乘以汽缸數量，即可得到引擎排氣量。以altis 1.8l車型的4汽缸引擎為例：
缸徑：79.0mm，衝程：91.5mm，汽缸排氣量：448.5 c.c.
引擎排氣量＝汽缸排氣量×汽缸數量＝448.5c.c.×4＝1,794 c.c.
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位置時的汽缸容積，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位置時的汽缸容積。
altis 1.8l引擎的壓縮比為10：1，其計算方式如下：
汽缸排氣量：448.5 c.c.，燃燒室容積：49.83 c.c.
壓縮比＝(49.84＋448.5)：49.84＝9.998：1≒10：1
引擎基本構造─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，over head cam shaft)。凸輪軸透過搖臂驅動汽門做開啟和關閉的動作。
在每汽缸二汽門的引擎上還有一種無搖臂的設計方式，此方式是將進汽門和排汽門排在一直**，讓凸輪軸直接驅動汽門做開閉的動作。有vvl裝置的引擎則會透過一組搖臂機構去驅動汽門做開閉的動作。
引擎基本構造─dohc雙凸輪軸引擎
此種引擎在汽缸蓋頂部裝置二支凸輪軸，由凸輪軸直接驅動汽門做開啟和關閉的動作。僅有少數引擎是設計成透過搖臂去驅動汽門做開閉的動作。有vvl裝置的引擎則會透過一組搖臂機構去驅動汽門做開閉的動作。
dohc較sohc的設計來得優秀的主要原因有二。一是凸輪軸驅動汽門的直接性，使汽門有較佳的開閉過程，而提公升汽缸在進氣和排氣時的效率。另一則是火星塞可以裝置在汽缸蓋中間的區域，使混合氣在汽缸內部可以獲得更好更平均的燃燒。
dohc的迷思
早期強調高效能的引擎多會採dohc設計，因為dohc的設計在高速運轉時仍有相當高的精確性，使得引擎能在高轉速輸出較大的功率。近來各家車廠在車輛的效能資料上競爭，使一般家庭房車的引擎也多採用dohc的設計，甚至造成消費者認為sohc引擎為過時設計，而非dohc不買的迷思。其實引擎在一般使用下，不論sohc、dohc、一缸兩汽門的設計或是一缸多汽門的設計，都足敷使用，甚至很多八汽門引擎 (四缸) 在低速表現會優於多汽門引擎。
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，及承擔多一支凸輪軸的重量。所以像mercedes-benz等歐洲車廠，仍有許多現役的sohc引擎。
筆者在此並非貶低dohc引擎的價值，而是要讓讀者了解，sohc並非過時的設計。乙個適合自己駕駛習慣、省油且耐用的引擎，就是好引擎；當然，如果您是效能派的熱血份子，dohc的引擎是您最佳的選擇。
直壓式與搖臂式
我們在「引擎概論」單元中，對凸輪與汽門之間的作動、何謂dohc及sohc、可變汽門正時等題目，其實已經有很詳細的論述，在「引擎詳論」中僅再作一些補充。對於凸輪如何帶動汽門的啟閉，最常見的是「直壓式」與「搖臂式」。直壓式汽門通常見於dohc引擎，此式汽門彈簧座上會會有一圓形套筒，凸輪則直接置於套筒上，所以當凸輪尖端與套筒接觸時，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，因為sohc引擎缸頭內只有一支凸輪軸，卻要驅動多個汽門，所以會以搖臂方式，由乙個凸輪帶動兩個汽門。
搖臂是利用槓桿原理，當凸輪尖端將搖臂一端挺起時，另一端會向下將汽門壓下以使汽門開啟。
凸輪直接壓動汽門的直壓式設計是現在常見的設計
搖臂式與直壓式汽門驅動設計各有其優缺點，以力量傳遞效率來說，直壓式比搖臂式來的直接、精確；以維修保養來說搖臂式則容易的多，因為直壓式之凸輪與汽門上之套筒的間隙，是靠不同厚度的填隙片來調整，所以當引擎使用一定時數，汽門間隙增大時，要再調整較不易；而搖臂式之汽門間隙通常都以一螺栓調整，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皆有一定的耐磨度，磨損的機率很低。
凸輪透過搖臂控制汽門的動作，便是遙臂式的設計
發動機基本工作原理
一、基本理論
汽油發動機將汽油的能量轉化為動能來驅動汽車，最簡單的辦法是通過在發動機內部燃燒汽油來獲得動能。因此，汽車發動機是內燃機----燃燒在發動機內部發生。
有兩點需注意：
1． 內燃機也有其他種類，比如柴油機，燃氣輪機，各有各的優點和缺點。
2． 同樣也有外燃機。在早期的火車和輪船上用的蒸汽機就是典型的外燃機。燃料（煤、木頭、油）在發動機外部燃燒產生蒸氣，然後蒸氣進入發動機內部來產生動力。
內燃機的效率比外燃機高不少，也比相同動力的外燃機小很多。所以，
現代汽車不用蒸汽機。
相比之下，內燃機比外燃機的效率高，比燃氣輪機的**便宜，比電動汽車容易新增燃料。這些優點使得大部分現代汽車都使用往復式的內燃機。
二、燃燒是關鍵
汽車的發動機一般都採用4衝程。（
馬自達的轉子發動機在此不討論，汽車畫報曾做過介紹）
4衝程分別是：進氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個過程，發動機完成乙個週期(2圈)。
理解4衝程
活塞，它由乙個活塞桿和曲軸相聯，過程如下：
1．活塞在頂部開始，進氣閥開啟，活塞往下運動，吸入油氣混合氣
2．活塞往頂部運動來壓縮油氣混合氣，使得**更有威力。
3．當活塞到達頂部時，火花塞放出火花來點燃油氣混合氣，**使得活塞再次向下運動。
4．活塞到達底部，排氣閥開啟，活塞往上運動，尾氣從汽缸由排氣管排出。
注意：內燃機最終產生的運動是轉動的，活塞的直線往復運動最終由曲軸轉化為轉動，這樣才能驅動汽車輪胎。
三、汽缸數
發動機的核心部件是汽缸，活塞在汽缸內進行往復運動，上面所描述的是單汽缸的運動過程，而實際應用中的發動機都是有多個汽缸的（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動機分類：直列、v或水平對置（當然現在還有
大眾集團的w型，實際上是兩個v組成）。見下圖
直列4缸
v6水平對置4缸
不同的排列方式使得發動機在順滑性、製造費用和外型上有著各自的優點和缺點，配備在相應的汽車上。
四、排量
混合氣的壓縮和燃燒在燃燒室裡進行，活塞往復運動，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，用公升（l）或毫公升（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v6 3.0公升。一般來說，排量表示發動機動力的大小。
所以增加汽缸數量或增加每個汽缸燃燒室的容積可以獲得更多的動力。
五、發動機的其他部分
凸輪軸控制進氣閥和排氣閥的開閉
火花塞火花塞放出火花點燃油氣混合氣，使得**發生。火花必須在適當的時候放出。
閥門進氣、出氣閥分別在適當的時候開啟來吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和
燃燒時，這兩個閥都是關閉的，來保證燃燒室的密封。
活塞環在氣缸壁和活塞中提出密封：
1．防止在壓縮和燃燒時油氣混合氣和尾氣洩漏進潤滑油箱。
2．防止潤滑油進入汽缸內燃燒。
大多「燒機油」的汽車就是因為發動機太舊：活塞環不再密封引起的（尾氣管冒青煙）
活塞桿連線活塞環和曲軸，使得活塞和曲軸維持各自的運動。
潤滑油槽包圍著曲軸，裡面有相當數量的油.
何謂正時
一具引擎要能正確的運轉，所有零件都要能在正確的時間和正確的位置做正確的事，在最佳的協調下，發揮應有的效能。就像一支部隊要作戰前，
指揮官(
相簿論壇
)會分配每一組甚至每個人個別的任務，大家接受任務後，還有一件事很重要，沒錯，就是：對錶！所有人都必須在乙個獨一的時間軸內完成任務。
大家都必須各自在正確的時間到達定位，這就是「正時」。
那麼，在引擎中要怎麼「對錶」，又要以誰為準呢？引擎中最主要的轉動是曲軸，所以所有的正時都以曲軸旋轉角度做為基準。以乙個單缸引擎為例，當活塞在上死點時為0度，到了下死點時為180度，四行程引擎以720度為一迴圈，所有運轉件就以曲軸的運轉為準，曲軸每旋轉720度，所有運作就完成一次迴圈。
凸輪之所以能在正確的時機開啟汽門，便是靠著正時鏈條，與曲軸保持正確的正時。
曲軸正時齒盤
我們知道引擎中一切的運轉都以曲軸為準，所以曲軸就有責任將它的正時「告知」所有機件。由於現在ecu的運算解析度越來越高，甚至達到32位以上，所以需有一機件能精確的擷取正時訊號。目前大部分引擎會在曲軸的一端裝設乙個齒盤，再由乙個磁感sensor來接收並產生訊號。
假設齒盤有60齒，一圈360度則每一齒間距為6度，當曲軸轉動時，齒盤會以相同的轉速跟著曲軸轉動，而每一齒經過sensor時，會感應乙個磁場，並由sensor轉換為電子訊號讓ecu得知目前的曲軸角度，好使噴油、點火等動作能在正確時機作動。
正時皮帶與正時鏈條
現在引擎多是頂置式凸輪軸的設計，就是將凸輪軸設定在引擎缸頭上，要驅動凸輪軸必須利用皮帶或煉條使之與運轉中的曲軸鏈結。就如前面提到的，凸輪軸的運轉也需要「正時」，所以在安裝正時皮帶時，凸輪和曲軸的正時必須對妥。
由於正時皮帶屬於耗損品，而且正時皮帶一旦斷裂，凸輪軸當然不會照著正時運轉，此時極有可能導致汽門與活塞撞擊而造成嚴重毀損，所以正時皮帶一定要依據原廠指定的里程(
相簿論壇
)或時間更換。而正時煉條則會有相當長的壽命，所以選購配置正時煉條引擎的車，會省去更換正時皮帶的麻煩與開支。
節氣門與進氣歧管
節氣門是在進氣的管道中，加入一組蝴蝶閥，利用閥片旋轉角度不同、開口不同的方式，控制進氣量，進一步控制引擎的動力。現在車輛多採用電子節氣門設計，可由引擎控制模組進行精確的控制，讓輸出提高、油耗下降。
新鮮空氣自進氣道、空氣濾清器一路往引擎前進，下乙個會碰到的就是節氣門，也就是俗稱的「油門」。這是整個引擎，唯一由駕駛人所控制的機構，在化油器引擎中，這個任務則由化油器擔任；而在噴射供油引擎中，節氣門閥體取代了化油器。在採用了噴射供油系統後，燃油直接在進氣門前由噴射器射出，節氣門閥體便少了使燃油與空氣混合的任務。
但為了能精確控制油氣混合，節氣門閥體機構並不比化油器簡單。
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