汽車基本結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)知識(shí)

汽車基本結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)知識(shí)（附圖，1樓2樓及4樓）

引擎基本構(gòu)造：缸徑?jīng)_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)」。

＜上死骷

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AltisL8L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X汽缸數(shù)量=448.5c.c.x4=1,794c.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(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。

Altisl.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

引擎基本構(gòu)造一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(huì)透過一組搖臂機(jī)構(gòu)去

驅(qū)動(dòng)汽門做開閉的動(dòng)作。

引擎基本構(gòu)造一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(huì)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。

DOHC的迷思

早期強(qiáng)調(diào)高性能的引擎多會(huì)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(huì)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。

直壓式與搖臂式

我們在「引擎概論」單元中，對(duì)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I■引擎詳論」中僅再作一些補(bǔ)充。對(duì)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(huì)會(huì)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(huì)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(nèi)只有一支凸輪軸，卻要驅(qū)動(dòng)多個(gè)汽門，所以會(huì)以推臂方式，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(huì)向下將汽

門壓下以使汽門開啟。

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)

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。

凸輪透過搖臂控制汽門的動(dòng)作，便是遙臂式的設(shè)計(jì)

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)一燃燒在發(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)。

二、燃燒是關(guān)鍵

汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用4沖程。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）。

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。

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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)分類：直列、V或水平對(duì)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）。見下圖

直列4缸

水平對(duì)置4缸

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。

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。

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。

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。

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(huì)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(duì)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)

那么，在引擎中要怎么「對(duì)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)。

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)。

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(hào)。目前大部分引擎會(huì)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(hào)。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(huì)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(huì)感應(yīng)一個(gè)磁場，并由sensor轉(zhuǎn)換為

電子訊號(hào)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)。

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(duì)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(huì)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(huì)有相當(dāng)長的壽命，所以選購配置正時(shí)煉條引擎的車，會(huì)省去更換正

時(shí)皮帶的麻煩與開支。

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?，F(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(huì)碰到的就是節(jié)氣門，也就是俗稱

的「油門J。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。

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(huì)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(hào)，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(huì)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)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(huì)碰到的就是節(jié)流閥，也就是俗稱

的「油門」。這是整個(gè)引擎，唯一由駕獨(dú)人所控制的機(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。

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(huì)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(hào)，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(huì)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）。

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，那么當(dāng)針桶內(nèi)的活塞向外抽

出時(shí)，藥水就會(huì)被吸入針桶內(nèi)，而引擎就是這樣把空氣吸到汽缸內(nèi)的。

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?/p>

氣進(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(duì)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(huì)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(huì)變小。因此，噴射

供油引擎都會(huì)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。

歧管真空不只可用來供給判定引擎負(fù)荷的壓力訊號(hào)，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(huì)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(huì)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(huì)造成引擎控制失調(diào)，也會(huì)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?/p>

裝，以維護(hù)行車的安全0

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(huì)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(huì)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。

直列引擎VSV型引擎直列引擎

直列引擎

一如其名，直列引擎的汽缸均排成一直線。

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「14」。另

外一種則是以英文Line做開頭，而標(biāo)示為FLine4j或FL6J以代表直列4汽缸或是直列6

汽缸引擎之意。

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。

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(huì)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(duì)置式引擎」。

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。

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(huì)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。

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(huì)使冷卻水沸騰成為水蒸氣，而水在氣態(tài)下的熱

對(duì)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(huì)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。

供油系統(tǒng)

化油器

我們在「進(jìn)氣系統(tǒng)」這個(gè)單元時(shí)有約略談過化油器，化油器最主要的功用是控制進(jìn)入進(jìn)氣歧

管的燃料流量，以及使燃料與空氣正確混合。化油器主要是利用「文氏管（Venturi）效應(yīng)」

將燃油吸入化油器內(nèi)與空氣混合，供引擎燃燒。什么是文氏管效應(yīng)呢？依據(jù)流體力學(xué)中的「白

努利（Bernoulli）定律」，在一個(gè)連續(xù)固定的流場中，當(dāng)流體流速增加時(shí)，流體的壓力會(huì)下降。

而文氏管效應(yīng)就是利用流體（空氣）流速增加所產(chǎn)生的低壓吸力，而將燃油吸入空氣中。在

化油器中，空氣流經(jīng)口徑較窄的喉部被加速，因加速產(chǎn)生的低壓會(huì)將燃油吸出與空氣混合。

常見的化油器設(shè)計(jì)，是將燃油送至化油器浮筒室中儲(chǔ)存，當(dāng)節(jié)流閥板開啟時(shí)，燃油會(huì)因文氏

管效應(yīng)而從主油孔讓燃油被吸至空氣流道中，除此之外，還有怠速控制系統(tǒng)來控制怠速及低

負(fù)荷的燃油供應(yīng)；副文氏管系統(tǒng)則在引擎油門全開時(shí)將油氣增濃；加速泵會(huì)在突然大腳油門

時(shí)，給予引擎更多的燃料好維持正確的燃燒，以提供實(shí)時(shí)的加速性；阻風(fēng)門在冷車啟動(dòng)時(shí)，

會(huì)擋住大部分的空氣進(jìn)入化油器，以提供較濃的油氣，使引擎能正常啟動(dòng)。

雖然化油器的成本低、可靠度高，而且維修、保養(yǎng)容易，但由于化油器幾乎是以機(jī)械方式供

油，其供油精準(zhǔn)度已無法應(yīng)付嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)，所以這幾年市售的新型汽車，已經(jīng)不再使用

化油器了。

噴射供油

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，那么，

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)槊扛赘饔幸粋€(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。

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(huì)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(huì)對(duì)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(huì)較長，反之則噴油時(shí)間較短。

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(hào)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(hào)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(hào)會(huì)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。

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（CICompression

Ignition）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。

火花（星）塞

顧名思義，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?/p>

鎖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。

各式火星塞除了會(huì)有大小上不同外，相同大小的火星塞還會(huì)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。

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(huì)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(huì)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。

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(duì)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(duì)點(diǎn)火線圈下達(dá)點(diǎn)火訊號(hào)，

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(duì)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。

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(huì)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(duì)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。

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(shí)一下引擎廢氣的組成成分。汽油是一種碳?xì)浠?/p>

物，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（H20）,但是因?yàn)樯倭炕旌蠚馕赐耆紵?，并且?huì)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(huì)產(chǎn)生HC（碳?xì)浠衔铮┘癈O（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)猓∟2）,但經(jīng)過燃燒室的高溫，原本很穩(wěn)定的氮，會(huì)與空氣中

的氧（02）化合，產(chǎn)生NO及N02,統(tǒng)稱NOxoHC、CO及NOx都會(huì)造成環(huán)境污染且對(duì)人

體有害，所以世界各國都會(huì)制訂環(huán)保法規(guī)，針對(duì)車輛排污加以限制。

由于環(huán)保法規(guī)對(duì)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(duì)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I■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。

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

為氮被氧化所致，所以必須還原型觸媒來將NOx還原氮?dú)狻Ｈ|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。

消聲（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(huì)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(huì)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(huì)略略

影響引擎性能。有些人會(huì)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(huì)大大

增加排氣噪音，所以這是不值得肯定也是違反交通規(guī)定的行為。

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r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。

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。

機(jī)油的循環(huán)

引擎中大部分的機(jī)油都儲(chǔ)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(huì)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(huì)消耗很快，而且因?yàn)闄C(jī)油大量燃燒的關(guān)系，會(huì)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(duì)癥下藥。

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或時(shí)間

內(nèi)更換機(jī)油，就算使用礦物油，也不會(huì)對(duì)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(hào)數(shù)分類，不同的號(hào)數(shù)對(duì)應(yīng)不同的黏度

范圍，號(hào)數(shù)越大代表黏度越大。SAE編號(hào)后方加上W者指適用于寒冷氣候的機(jī)油，其編號(hào)

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(hào)數(shù)除了SAE50（例）或SAE10W（例）等單級(jí)機(jī)油外，還有如10W-40等之復(fù)級(jí)機(jī)油，

復(fù)級(jí)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(jí)機(jī)油，復(fù)級(jí)機(jī)油于

W之前的號(hào)數(shù)越低、后方的號(hào)數(shù)越高者，表示該機(jī)油能適用的氣候范圍較大。以臺(tái)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。

水泵、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(shí)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(duì)這幾項(xiàng)附件

作概略介紹。

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。

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(chǔ)存于電瓶中，以供車上所有

電器使用。發(fā)電機(jī)若損壞會(huì)失去充電能力，電瓶內(nèi)的電量就會(huì)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。

水泵：

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(huì)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(huì)使引擎因過熱而嚴(yán)重受損。

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(huì)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(huì)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(huì)

運(yùn)轉(zhuǎn)的；然而一旦壓縮機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，是會(huì)耗損些許引擎動(dòng)力的，當(dāng)然油耗也會(huì)有些許的增加。

動(dòng)力方向盤泵浦：

配備動(dòng)力方向盤的車，方向盤會(huì)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(huì)消耗引擎動(dòng)力并造成油耗的。

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(huì)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(huì)產(chǎn)生尖銳的聲音，所以當(dāng)有

些車子在起步時(shí)，會(huì)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(huì)停止作動(dòng)，而由附件皮帶帶動(dòng)的水泵浦也會(huì)失去作用而損害引擎。所以有

些引擎會(huì)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。

排氣與環(huán)保

EGR

EGR(ExhaustGasRecirculation廢氣再回收)是從排氣歧管接出一個(gè)旁通管至進(jìn)氣歧管內(nèi)，而

將部分引擎廢氣隨著新鮮空氣導(dǎo)入引擎中燃燒，導(dǎo)入廢棄的量是由ECU依據(jù)當(dāng)時(shí)引擎轉(zhuǎn)速、

負(fù)荷等訊息所計(jì)算出來，并由EGR閥所控制。

EGR的功用最主要是用來降低引擎中NOx的排放量的，我們在I'觸媒轉(zhuǎn)換器」單元中有介

紹過廢棄成分的產(chǎn)生，其中NOx的產(chǎn)生是因?yàn)橐嫒紵郎囟冗^高所致。本來，要降低燃燒

溫度來抑制NOx的生成最好的方法就是延后點(diǎn)火提前角，然而點(diǎn)火角延后會(huì)大幅降低引擎

性能并且提高油耗量，所以目前最好的解決方是就是裝設(shè)EGR。EGR雖然會(huì)小幅的犧牲一

點(diǎn)引擎性能，但卻能降低引擎燃燒溫度，以控制NOx的生成。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，正確的利用EGR

能降低百分之50的NOx生成量。如此便能大大減低觸媒轉(zhuǎn)換器的負(fù)擔(dān)，降低觸媒對(duì)于NOx

的配方量，而節(jié)省觸媒轉(zhuǎn)換器的制造成本。

含氧感知器

含氧感知器(02Sensor)裝在觸媒轉(zhuǎn)換器的前端，引擎ECU借著含氧感知器偵測廢氣中的含

氧量，來判定引擎燃燒狀況，以決定噴油量的多寡。當(dāng)含氧感知器偵測到較濃的氧含量時(shí)，

表示當(dāng)時(shí)引擎為「稀油」燃燒，所以ECU會(huì)使噴油嘴的噴油量增加；相反的，當(dāng)含氧感知

器偵測到較稀的氧含量時(shí)，表示當(dāng)時(shí)引擎為「濃油」燃燒，所以ECU會(huì)減少噴油嘴的噴油

量。

然而，引擎噴油量主要并不是含氧感知器決定，引擎在每個(gè)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷下該噴多少油，引擎

調(diào)校工程師都已經(jīng)在引擎調(diào)校時(shí)定義好了，而含氧感知器所傳送的含氧量訊息，只是在ECU

對(duì)引擎作閉回路控制時(shí)的回饋訊號(hào)，使引擎的噴油量在調(diào)校工程師的定義下，再針對(duì)當(dāng)時(shí)引

擎的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況作些微的修正，讓引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)能處于最佳狀態(tài)，這就是一般人所說ECU的學(xué)

習(xí)功能。所以當(dāng)含氧感知器壞掉時(shí)，引擎還是能正常運(yùn)作，但就是少了自我修正的功能。這

樣，引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)就不能確保在最佳狀態(tài)，并且也有可能造成排污值過高而加速觸媒轉(zhuǎn)換器的

老化，所以當(dāng)含氧感知器壞掉時(shí)，儀表版上的警示燈會(huì)亮起。

傳動(dòng)系統(tǒng)

汽車要行駛在道路上必須先使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，要如何將引擎的動(dòng)力傳送到車輪并使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)？負(fù)

責(zé)傳遞動(dòng)力讓汽車發(fā)揮行駛功能的裝置就是傳動(dòng)系統(tǒng)，汽車沒有了它就會(huì)成為一臺(tái)發(fā)電機(jī)和

燒錢的機(jī)器了。

在基本的傳動(dòng)系統(tǒng)中包含了負(fù)責(zé)動(dòng)力接續(xù)的裝置、改變力量大小的變速機(jī)構(gòu)、克服車輪之間

轉(zhuǎn)速不同的差速器，和聯(lián)結(jié)各個(gè)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸，有了這四個(gè)主要的裝置之后就能夠把引擎的

動(dòng)力傳送到輪子上了。

一、動(dòng)力接續(xù)裝置

1.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。

2.扭力轉(zhuǎn)換器：這組機(jī)構(gòu)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。在扭力轉(zhuǎn)換器中含有一組離合器，以增加傳動(dòng)效率。

二、變速機(jī)構(gòu)

1.手動(dòng)變速機(jī)構(gòu)：一般稱為「手排變速箱」。以手動(dòng)操作的方式進(jìn)行換檔。

2.自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)：一般稱為「自排變速箱」。利用油壓的作動(dòng)去改變檔位。

三、差速器

當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)向時(shí)，左、右二邊的輪子會(huì)產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速，因此左、右二邊的傳動(dòng)軸也會(huì)有不

同的轉(zhuǎn)速，于是利用差速器來解決左、右二邊轉(zhuǎn)速不同的問題。

四、傳動(dòng)軸

將經(jīng)過變速系統(tǒng)傳遞出來的動(dòng)力，傳遞至車輪進(jìn)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力道的機(jī)構(gòu)。

變速系統(tǒng)

汽車在起步加速時(shí)須要比較大的驅(qū)動(dòng)力，此時(shí)車輛的速度低，而引擎卻必須以較高的轉(zhuǎn)速來

輸出較大的動(dòng)力。當(dāng)速度逐漸加快之后，汽車所須要的行駛動(dòng)力也逐漸降底，這時(shí)候引擎只

要以降低轉(zhuǎn)速來減少動(dòng)力的輸出，即可提供汽車足夠的動(dòng)力。汽車的速度在由低到高的過程

中，引擎的轉(zhuǎn)速卻是由高變到低，要如何解決矛盾現(xiàn)象呢？于是通稱為「變速箱」的這種可

以改變引擎與車輪之間換轉(zhuǎn)差異的裝置為此而生。

變速箱為因操作上的需求而有「手動(dòng)變速箱」與「自動(dòng)變速箱」二種系統(tǒng)，這二種變速箱的

做動(dòng)方式也不相同。近年來由于消費(fèi)者的需求以及技術(shù)的進(jìn)步，汽車廠開發(fā)稱為「手自排變

速箱」的可以手動(dòng)操作的自動(dòng)變速箱；此外汽車廠也為高性能的車輛開發(fā)出稱為「自手排變

速箱」的附有自動(dòng)操作功能的手動(dòng)變速箱。目前的F1賽車全面使用I■自手排變速箱」，因

此使用此類型手動(dòng)變速箱的車輛均標(biāo)榜采用來自F1的科技。

手排變速系統(tǒng)

在手動(dòng)變速系統(tǒng)里面含有離合器、手動(dòng)變速箱二個(gè)主要部份。

離合器：是用來將引擎的動(dòng)力傳到變速箱的機(jī)構(gòu)，利用磨擦片的磨擦來傳遞動(dòng)力。一般車型

所使用的離合器只有二片磨擦片，而賽車和載重車輛則使用具有更磨擦片的離合器。離和器

還有干式與濕式二種，濕式離合器目前幾乎不再被使用于汽車上面。

手動(dòng)變速箱：以手動(dòng)方式操作變速箱去做變換檔位的動(dòng)作，使手動(dòng)變速箱內(nèi)的輸入軸和輸出

軸上的齒輪嚙合。多組不同齒數(shù)的齒輪搭配嚙合之后，便可產(chǎn)生多種減速的比率。目前的手

動(dòng)變速箱均是使用同步齒輪的嚙合機(jī)構(gòu)，使換檔的操作更加的簡易，換檔的平順性也更好。

自排變速系統(tǒng)

為了使汽車的操作變得簡單，并讓不擅于操作手動(dòng)變速箱的駕駛者也能夠輕易的駕駛汽車，

于是制造一種能夠自動(dòng)變換檔位的變速箱就成為一件重要的工作，因此汽車工程師在1940

年開發(fā)出世界首具的自動(dòng)變速箱。從此以后駕駛汽車在起步、停止以及在加減速的行駛過程

中，駕駛者就不需要再做換檔的動(dòng)作。

北京現(xiàn)代現(xiàn)代的自動(dòng)變速系統(tǒng)里面含有液體扭力轉(zhuǎn)換器、自動(dòng)變速箱、電子控制系統(tǒng)三個(gè)主

要部份。在電子控制系統(tǒng)里面加入手動(dòng)換文件的控制程序，就成了具有手動(dòng)操作功能的「手

自排變速箱」。

液體扭力轉(zhuǎn)換器：在主動(dòng)葉輪與被動(dòng)葉輪之間，利用液壓油做為傳送動(dòng)力的介質(zhì)。將動(dòng)力自

輸入軸傳送到對(duì)向的輸出軸，經(jīng)由輸出軸再將動(dòng)力傳送到自動(dòng)變速箱。

由于液壓油在主動(dòng)葉輪與被動(dòng)葉輪之間流動(dòng)時(shí)會(huì)消耗掉部份的動(dòng)力。為了減少動(dòng)力的損失，

在主動(dòng)與被動(dòng)葉輪之間加入一組不動(dòng)葉輪使能量的傳送效率增加；以及在液體扭力轉(zhuǎn)換器內(nèi)

加入一組離合器，并在適當(dāng)?shù)男旭偁顟B(tài)下利用離合器將主動(dòng)與被動(dòng)葉輪鎖定，讓主動(dòng)與被動(dòng)

葉輪之間不再有轉(zhuǎn)速的差異，進(jìn)而提高動(dòng)力的傳送效率。

自動(dòng)變速箱：以行星齒輪組構(gòu)成換檔機(jī)構(gòu)，利用油壓推動(dòng)多組的摩擦片，去控制行星齒輪組

的動(dòng)作，以改變動(dòng)力在齒輪組的傳送路徑，因而產(chǎn)生多種不同的減速比率。Toyota

Celsior(LexusLS430)在2003年起用六速自動(dòng)變速箱，使Toyota成為第三家采用六速自動(dòng)變

速箱的汽車制造廠。

電子控制系統(tǒng):早期的機(jī)械式自動(dòng)變速箱的換檔控制是以油壓的壓力變化去決定何時(shí)做換檔

的動(dòng)作，即使經(jīng)過多年的研究及改良，機(jī)械式自動(dòng)變速箱的換文件性能仍然不盡人意。于是

電子式自動(dòng)變速箱便因應(yīng)而出了。為了使換檔的時(shí)機(jī)更加的精確，以及獲得更加平順的換文

件質(zhì)量，各汽車制造廠均投入大量的資源，針對(duì)自動(dòng)變速箱的電子控制系統(tǒng)做研究。例如在

Toyota汽車的自動(dòng)變速箱都具有Lup-s、ECT-i的電子控制機(jī)能，在較新型式的自動(dòng)變速箱

中還加入了「N文件控制」系統(tǒng)。

手動(dòng)變速箱的基本工作原理

一、變速箱的作用

發(fā)動(dòng)機(jī)的物理特性決定了變速箱的存在。首先，任何發(fā)動(dòng)機(jī)都有其峰值轉(zhuǎn)速；其次，發(fā)動(dòng)機(jī)

最大功率及最大扭矩在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)。比如，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率出現(xiàn)在5500轉(zhuǎn)。變速箱

可以在汽車行駛過程中在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，換檔可以使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作在

其最佳的動(dòng)力性能狀態(tài)下。理想情況下，變速箱應(yīng)具有靈活的變速比。無級(jí)變速箱(CVT)

就具有這種特性，可以較好的發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。

二、CVT

無級(jí)變速箱有著連續(xù)的變速比。其一直因?yàn)閮r(jià)格、尺寸及可靠性的關(guān)系而沒有大量裝備汽車。

現(xiàn)在，改進(jìn)的設(shè)計(jì)使得CVT的使用已比較普遍。

國產(chǎn)AUDI2.8CVT

變速箱通過離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，這樣，變速箱的輸入軸就可以和發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。

奔馳C級(jí)SporlCoupe6速手動(dòng)變速箱

一個(gè)5檔的變速箱提供5種不同的變速比，在輸入軸和輸出軸間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差。奔馳C級(jí)Sport

Coupe6速手動(dòng)變速箱

一個(gè)5檔的變速箱提供5種不同的變速比，在輸入軸和輸出軸間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差。

三、簡單的變速箱模型

為了更好的理解變速箱的工作原理，下面讓我們先來看一個(gè)2檔變速箱的簡單模型，看看各

部分之間是如何配合的：

輸入軸（綠色）通過離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)相連，軸和上面的齒輪是一個(gè)部件。

軸和齒輪（紅色）叫做中間軸。它們一起旋轉(zhuǎn)。軸（綠色）旋轉(zhuǎn)通過嚙合的齒輪帶動(dòng)中間軸

的旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，中間軸就可以傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力了。

軸（黃色）是一個(gè)花鍵軸，直接和驅(qū)動(dòng)軸相連，通過差速器來驅(qū)動(dòng)汽車。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶著花

鍵軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

齒輪（藍(lán)色）在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)停止，但車輛仍在運(yùn)動(dòng)中時(shí)，齒輪（藍(lán)色）和

中間軸都在靜止?fàn)顟B(tài)，而花鍵軸依然隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

齒輪（藍(lán)色）和花鍵軸是由套筒來連接的，套筒可以隨著花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也可以在花鍵軸

上左右自由滑動(dòng)來嚙合齒輪（藍(lán)色）。

1檔

掛進(jìn)1檔時(shí)，套筒就和右邊的齒輪（藍(lán)色）嚙合。見下圖：

T■

1□

1

—

—

—■

—

—

一

■

三

I

如圖所示，輸入軸（綠色）帶動(dòng)中間軸，中間軸帶動(dòng)右邊的齒輪（藍(lán)色），齒輪通過套筒和

花鍵軸相連，傳遞能量至驅(qū)動(dòng)軸上。在這同時(shí)，左邊的齒輪（藍(lán)色）也在旋轉(zhuǎn)，但由于沒有

和套筒嚙合，所以它不對(duì)花鍵軸產(chǎn)生影響。

當(dāng)套筒在兩個(gè)齒輪中間時(shí)（第一張圖所示），變速箱在空擋位置。兩個(gè)齒輪都在花鍵軸上自

由轉(zhuǎn)動(dòng)，速度是由中間軸上的齒輪和齒輪（藍(lán)色）間的變速比決定的。

四、真正的變速箱

如今，5檔手動(dòng)變速箱應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，以下是其模型。

換檔叉

02003HowStuffWortcs中間軸換檔桿通過三個(gè)連桿連接

著三個(gè)換檔叉，見下圖

在換擋桿的中間有個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，當(dāng)你撥入1檔時(shí)，實(shí)際上是將連桿和換檔叉往反方向推。

你左右移動(dòng)換檔桿時(shí)，實(shí)際上是在選擇不同的換檔叉（不同的套筒）；前后移動(dòng)時(shí)則是選擇

不同的齒輪（藍(lán)色）。

11,間

齒輪

?2003HowStuf(Works

倒檔通過一個(gè)中間齒輪（紫色）來實(shí)現(xiàn)。如圖所示，齒輪（藍(lán)色）始終朝其他齒輪（藍(lán)色）

相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在汽車前進(jìn)的過程中，是不可能掛進(jìn)倒檔的，套筒上的齒和齒輪（藍(lán)

色）不能嚙合，但是會(huì)產(chǎn)生很大的噪音。

同步裝置

同步是使得套筒上的齒和齒輪（藍(lán)色）嚙合之前產(chǎn)生一個(gè)摩擦接觸，見下圖

0

2

0齒輪

0

3

OH

SW

UT

Mf

ro

sk

齒輪（藍(lán)色）上的錐形凸出剛好卡進(jìn)套筒的錐形缺口，兩者之間的摩擦力使得套筒和齒輪（藍(lán)

色）同步，套筒的外部滑動(dòng)，和齒輪嚙合。

汽車廠商制造變速箱時(shí)有各自的實(shí)現(xiàn)方式，這里介紹的是一個(gè)基本的概念！

自動(dòng)變速箱工作原理

自動(dòng)變速器能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和車速等情況自動(dòng)變換傳動(dòng)比，使汽車獲得良好的動(dòng)力性和

燃料經(jīng)濟(jì)性，并減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染。自動(dòng)變速器操縱容易，在車輛擁擠時(shí)，可大大提高車

輛行駛的安全性及可靠性。

電子控制自動(dòng)變速器通常由液力變矩器、行星齒輪變速系統(tǒng)、換擋執(zhí)行器、液壓操縱系統(tǒng)、

電子控制系統(tǒng)五部分組成。

液力變矩器的工作原理

目前轎車上廣泛采用由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪組成的單級(jí)雙相三元件閉鎖式綜合液力變矩器。泵

輪和渦輪均為盆狀的。泵輪與變矩器外殼連為一體，是主動(dòng)元件；渦輪懸浮在變矩器內(nèi)，通

過花鍵與輸出軸相連，是從動(dòng)元件；導(dǎo)輪懸浮在泵輪和渦輪之間，通過單向離合器及導(dǎo)輪軸

套固定在變速器外殼上。

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，曲軸帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使泵輪葉片間的工作液沿葉片從內(nèi)

緣向外緣甩出；這部分工作液既具有隨泵輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)的園周向的分速度，又有沖向渦輪的軸

向分速度。這些工作液沖擊渦輪葉片，推動(dòng)渦輪與泵輪同方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

液力變矩器

變矩器泵輪渦輪

從渦輪流出工作液的速度V可以看為工作液相對(duì)于渦輪葉片表面流出的分速度3與隨渦輪

一起轉(zhuǎn)動(dòng)分速度U的合成。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速比較小時(shí)，從渦輪流出的工作液是向后的，工作液沖

擊導(dǎo)輪葉片的前面。因?yàn)閷?dǎo)輪被單向離合器限定不能向后轉(zhuǎn)動(dòng)，所以導(dǎo)輪葉片將向后流動(dòng)的

工作液導(dǎo)向向前推動(dòng)泵輪葉片，促進(jìn)泵輪旋轉(zhuǎn)，從而使作用于渦輪的轉(zhuǎn)矩增大。

隨著渦輪轉(zhuǎn)速的增加，分速度U也變大，當(dāng)3與U的合速度V開始指向?qū)л喨~片的背面時(shí),

變矩器到達(dá)臨界點(diǎn)。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增加時(shí)，工作液將沖擊導(dǎo)輪葉片的背面。因?yàn)閱蜗螂x

合器允許導(dǎo)輪與泵輪一同向前旋轉(zhuǎn)，所以在工作液的帶動(dòng)下,導(dǎo)輪沿泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向自由旋轉(zhuǎn),

工作液順利地回流到泵輪。當(dāng)從渦輪流出的工作液正好與導(dǎo)輪葉片出口方向一致時(shí)，變矩器

不產(chǎn)生增扭作用（這時(shí)液力變矩器的工況稱為液力偶合工況）。

導(dǎo)輪固定-液流改變方向

變矩器熠扭

來自渦輪的液流

變矩器成為偶合器

導(dǎo)輪自由旋轉(zhuǎn)

液力變矩器靠工作液傳遞轉(zhuǎn)矩，比機(jī)械變速器的傳動(dòng)效率低。在液力變矩器中設(shè)置鎖止離合

器，可以在高速工況下將泵輪與渦輪鎖在一起，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力直接傳遞，提高變矩器的傳動(dòng)效率

行星齒輪變速器的工作原理

液力變矩器雖能傳遞和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，但變矩比不大，變速范圍不寬，遠(yuǎn)不能滿足汽車使用工

況的需要。為進(jìn)一步增大扭矩，擴(kuò)大其變速范圍，提高汽車的適應(yīng)能力，在液力變矩器后面

又裝一個(gè)輔助變速器——有級(jí)式齒輪變速器。該齒輪變速器多數(shù)是用行星齒輪變速的。

行星齒輪變速器是由行星齒輪機(jī)構(gòu)及離合器、制動(dòng)器和單向離合器等執(zhí)行元件組成。行星齒

輪機(jī)構(gòu)通常由多個(gè)行星排組成.行星排的多少與檔數(shù)的多少有關(guān)。

反齒圖

星齒輪變速器的換檔執(zhí)行元件包括換擋離合器、換擋制動(dòng)器和單向離器。

換擋離合器為濕式多片離合器，當(dāng)液壓使活塞把主動(dòng)片和從動(dòng)片壓緊時(shí)，離合器接合；當(dāng)工

作液從活塞缸排出時(shí)，回位彈簧使活塞后退，使離合器分離。

換擋制動(dòng)器通常有兩種形式：一種是濕式多片制動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)與濕式多片離合器基本相同，

不同之處是制動(dòng)器用于連接轉(zhuǎn)動(dòng)件和變速器殼體，使轉(zhuǎn)動(dòng)件不能轉(zhuǎn)動(dòng)。換擋制動(dòng)器的另一形

式是外束式帶式制動(dòng)器。

行星齒輪變速器的單向離合器與液力變矩器中的單向離合器結(jié)構(gòu)相同。

液力機(jī)械傳動(dòng)式自動(dòng)變速器的控制

液壓自動(dòng)操縱系統(tǒng)通常由供油、手動(dòng)選擋、參數(shù)調(diào)節(jié)、換擋時(shí)刻控制、換檔品質(zhì)控制等部分

組成。

供油部分根據(jù)節(jié)氣門開度和選擋桿位置的變化，將油泵輸出油壓調(diào)節(jié)至規(guī)定值，形成穩(wěn)定的

工作液壓。

在液控液動(dòng)自動(dòng)變速器中，參數(shù)調(diào)節(jié)部分主要有節(jié)氣門壓力調(diào)節(jié)閥(簡稱節(jié)氣門閥)和速控

調(diào)壓閥(又稱調(diào)速器)。節(jié)氣門壓力調(diào)節(jié)閥使輸出液壓的大小能夠反映節(jié)氣門開度；速控調(diào)

壓閥使輸出液壓的大小能夠反映車速的大小。

換擋時(shí)刻控制部分用于轉(zhuǎn)換通向各換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)(離合器和制動(dòng)器)的油路，從而實(shí)現(xiàn)換擋

控制。

鎖定信號(hào)閥受電磁閥的控制，使液力變矩器內(nèi)的鎖止離合器適時(shí)地接合與分離。

換擋品質(zhì)控制部分的作用是使換擋過程更加平穩(wěn)柔和。

前置后驅(qū)動(dòng)液力自動(dòng)變速器

變矩器

傳動(dòng)系統(tǒng)與引擎配置

在具備了基本的傳動(dòng)系統(tǒng)組件之后，汽車工程師會(huì)依據(jù)使用目的的需要，將傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為

二輪傳動(dòng)(2WD)或四輪傳動(dòng)(4WD)的型式。

二輪驅(qū)動(dòng)

僅有車子的前輪或后輪可以接受到動(dòng)力，讓輪子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)而使車輛前進(jìn)或后退。

此一驅(qū)動(dòng)模式有以下四種：前置引擎前輪傳動(dòng)(FF)、前置引擎后輪傳動(dòng)(FR)、中置引擎后輪

傳動(dòng)車型(MR)、后置引擎后輪傳動(dòng)車型(RR)。

四輪驅(qū)動(dòng)

就是車子的四個(gè)輪子都可以接受到動(dòng)力，讓輪子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)而使車輛前進(jìn)或后退。

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。

目前市面上銷售的四輪傳動(dòng)(4WD)汽車當(dāng)中，引擎裝設(shè)位置屬于前置、中置、后置者均有。

傳動(dòng)系統(tǒng)與引擎配置

在傳動(dòng)系統(tǒng)中包括了變速箱、差速器、傳動(dòng)軸三項(xiàng)重要的組件。傳動(dòng)系統(tǒng)的要?jiǎng)?wù)就是將引擎

的動(dòng)力傳送到車輪。由于汽車的引擎在車身上擺設(shè)方式的不同，使得引擎與傳動(dòng)系統(tǒng)的組合

形成多樣的變化。多數(shù)的組合方式與汽車的用途或性能要求有關(guān)。常見的組合方式有前置引

擎前輪驅(qū)動(dòng)(FF)、前置引擎后輪驅(qū)動(dòng)(FR)、中置引擎后輪驅(qū)動(dòng)(MR)。

奧迪DSG變速器

奧迪汽車公司一直都是汽車變速器技術(shù)領(lǐng)域的先驅(qū)，1994年的Tiptronic手/自動(dòng)一體變速器

和1999年的Multitronic無級(jí)變速器都是奧迪杰出的代表作，2003年，奧迪公司將最新一代

DSG變速器裝在3.2L的奧迪TT和高爾夫R32上，開創(chuàng)了奧迪變速器技術(shù)的又一個(gè)新的里

程碑。DSG變速器的技術(shù)源于1985年奧迪賽車上的雙離合器變速器，而新一代DSG變速

器的性能更趨完美。

DSG變速器的特點(diǎn)：

新一代DSG變速器采用了2個(gè)離合器和6個(gè)前進(jìn)檔的傳統(tǒng)齒輪變速器作為動(dòng)力的傳送部件,

這是目前世界上最先進(jìn)的、具有革命性的自動(dòng)變速器。

XDSG變速器沒有變矩器，也沒有離合器踏板。

XDSG變速器在傳動(dòng)過程中的能耗損失非常有限，大大提高了車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。

XDSG變速器的反應(yīng)非常靈敏，具有很好的駕駛樂趣。

※車輛在加速過程中不會(huì)有動(dòng)力中斷的感覺，使車輛的加速更加強(qiáng)勁、圓滑。百公里加速時(shí)

間比傳統(tǒng)手動(dòng)變速器還短。

XDSG變速器的動(dòng)力傳送部件是一臺(tái)三軸式6前進(jìn)檔的傳統(tǒng)齒輪變速器，增加了速比的分

配。

XDSG變速器的多片濕式雙離合器是由電子液壓控制系統(tǒng)來操控的?！p離合器的使用，

可以使變速器同時(shí)有兩個(gè)檔位嚙合，使換檔操作更加快捷。

XDSG變速器也有手動(dòng)和自動(dòng)2種控制模式，除了排檔桿可以控制外，方向盤上還配備有

手動(dòng)控制的換檔按鈕，在行駛中，2種控制模式之間可以隨時(shí)切換。

※選用手動(dòng)模式時(shí)，如果不做升檔操作，即使將油門踩到底，DSG變速器也不會(huì)升檔。

※換檔邏輯控制可以根據(jù)司機(jī)的意愿進(jìn)行換檔控制。

※在手動(dòng)控制模式下，可以跳躍降檔。

DSG變速器的結(jié)構(gòu)：

DSG變速器主要由多片濕式雙離合器、三軸式齒輪變速器、自動(dòng)換檔機(jī)構(gòu)、電子控制液壓

控制系統(tǒng)組成。其中最具創(chuàng)意的核心部分是雙離合器和三軸式齒輪箱，如下圖所示。

DSG變速器有2根同軸心的輸入軸，輸入軸1裝在輸入軸2里面。輸入軸1和離合器1相

連，輸入軸1上的齒輪分別和1檔齒、3檔齒、5檔齒相嚙合；輸入軸2是空心的，和離合

器2相連，輸入軸2上的齒輪分別和2檔齒、4檔齒、6檔齒相嚙合；倒檔齒輪通過中間軸

齒輪和輸入軸1的齒輪嚙合。通俗地講，離合器1管1檔、3檔、5檔和倒檔，在汽車行駛

中一旦用到上述檔位中任何一檔，離合器1是接合的；離合器2管2檔、4檔和6檔，當(dāng)使

用2、4、6檔中的任一檔時(shí)，離合器2接合。

DSG變速器的多片濕式雙離合器的結(jié)構(gòu)和液壓式自動(dòng)變速器中的離合器相似，但是尺寸要

大很多。利用液壓缸內(nèi)的油壓和活塞壓緊離合器，油壓的建立是由ECU指令電磁閥來控制

的，2個(gè)離合器的工作狀態(tài)是相反的，不會(huì)發(fā)生2個(gè)離合器同時(shí)接合的情形。

DSG變速器的檔位轉(zhuǎn)換是由檔位選擇器來操作的，檔位選擇器實(shí)際上是個(gè)液壓馬達(dá)，推動(dòng)

撥叉就可以進(jìn)入相應(yīng)的檔位，由液壓控制系統(tǒng)來控制它們的工作。在液壓控制系統(tǒng)中有6

個(gè)油壓調(diào)節(jié)電磁閥，用來調(diào)節(jié)2個(gè)離合器和4個(gè)檔位選擇器中的油壓壓力，還有5個(gè)開關(guān)電

磁閥，分別控制檔位選擇器和離合器的工作。

DSG變速器的工作：

DSG變速器的工作過程比較特別，在1檔起步行駛時(shí)，動(dòng)力傳遞路線如圖4中直線和箭頭

所示，離合器1接合，通過輸入軸1至打檔齒輪，再輸出到差速器。同時(shí)，圖中虛線和箭頭

所示的路線是2檔時(shí)的動(dòng)力傳輸路線，由于離合器2是分離的，這條路線實(shí)際上還沒有動(dòng)力

在傳輸，是預(yù)先選好檔位，為接下來的升檔做準(zhǔn)備的。檔變速器進(jìn)入2檔后，退出1檔，同

時(shí)3檔預(yù)先結(jié)合，如下圖中動(dòng)力傳遞路線所示。所以在DSG變速器的工作過程中總是有2

個(gè)檔位是結(jié)合的，一個(gè)正在工作，另一個(gè)則為下一步做好準(zhǔn)備。

DSG變速器在降檔時(shí)，同樣有2個(gè)檔位是結(jié)合的，如果4檔正在工作，則3檔作為預(yù)選檔

位而結(jié)合。DSG變速器的開檔或降檔是由ECU進(jìn)行判斷的，踩油門踏板時(shí)，ECU判定為升

檔過程，作好升檔準(zhǔn)備；踩制動(dòng)踏板時(shí)，ECU判定為降檔過程，作好降檔準(zhǔn)備。

離合㈱1

離合器2

輸入軸2

發(fā)動(dòng)機(jī)

輸入軸1

差速器

輸出到差速器

2檔齒

一般變速器開檔總是一檔一檔地進(jìn)行的，而降檔經(jīng)常會(huì)跳躍地降檔，DSG變速器在手動(dòng)控

制模式下也可以進(jìn)行跳躍降檔，例如，從6檔降到3檔，連續(xù)按3下降檔按鈕，變速器就會(huì)

從6檔直接降到3檔，但是如果從6檔降到2檔時(shí)，變速器會(huì)降到5檔，在從5檔直接降到

2檔。在跳躍降檔時(shí)，如果起始檔位和最終檔位屬于同一個(gè)離合器控制的，則會(huì)通過另一離

合器控制的檔位轉(zhuǎn)換一下，如果起始檔位和最終檔位不屬于同一個(gè)離合器控制的，則可以直

接跳躍降至所定檔位。

懸掛系統(tǒng)

因?yàn)檐嚿硐路降目臻g使汽車看起來好像是懸浮在半空中，要如何將看似懸浮在半空中的車身

與接觸地面的車輪結(jié)合呢？這個(gè)結(jié)合的裝置就是懸掛系統(tǒng)。

懸掛系統(tǒng)除了要支撐車身的重量之外，還負(fù)有降低行駛時(shí)的震動(dòng)，以及車輛行駛的操控性能

等重責(zé)大任。

懸掛系統(tǒng)是如何神奇的發(fā)揮功能去降低行駛時(shí)的震動(dòng)，以及車輛行駛的操控性能呢？原來就

是在