汽車構造與基礎知識

2022-05-01 07:39:03 字數 2545 閱讀 1233

一. 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。

1.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。汽缸排氣量:448.5 燃燒室容積:49.83

2.缸徑: 汽缸本體上用來讓活塞做運動的圓筒空間的直徑。

3.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」。

4 壓縮比 :壓縮比=(49.84+448.

5):49.84=9.

998:1≒10:1缸徑:

79.0mm,衝程:91.

5mm,汽缸排氣量:448.5

引擎排氣量=汽缸排氣量×汽缸數量=

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。

二.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、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

三、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。

四、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。

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