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(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，最簡(jiǎn)單的辦法是通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒汽油來(lái)獲得動(dòng)能。因此，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī)----燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生。 發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)的心臟，灑水車(chē)吸糞車(chē)等機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理都是一樣的。專(zhuān)用汽車(chē)廠(chǎng)家湖北俊龍和你聊聊發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理。多了解發(fā)動(dòng)機(jī)原理，對(duì)您選購(gòu)專(zhuān)用汽車(chē)乃至其他任何機(jī)動(dòng)車(chē)輛都是非常有好處的。

有兩點(diǎn)需注意：
1． 內(nèi)燃機(jī)也有其他種類(lèi)，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(chē)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(lái)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(chē)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(chē)容易添加燃料。這些優(yōu)點(diǎn)使得大部分現(xiàn)代汽車(chē)都使用往復(fù)式的內(nèi)燃機(jī)。

二、燃燒是關(guān)鍵

汽車(chē)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(guò)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(guò)程如下：
1．活塞在頂部開(kāi)始，進(jìn)氣閥打開(kāi)，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(lái)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(lái)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(kāi)，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(xiàn)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(chē)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(guò)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(jiàn)）。我們通常通過(guò)汽缸的排列方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)分類(lèi)：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(jiàn)下圖

直列4缸

V6

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(chē)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(lái)度量。汽車(chē)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升。一般來(lái)說(shuō)，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(kāi)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(mén) 進(jìn)氣、出氣閥分別在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候打開(kāi)來(lái)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(lái)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(rùn)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(chē)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(rùn)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(méi)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(shuí)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(kāi)啟汽門(mén)，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(pán)

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(lái)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(pán)，再由一個(gè)磁感sensor來(lái)接收并產(chǎn)生訊號(hào)。假設(shè)齒盤(pán)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(pán)會(huì)以相同的轉(zhuǎn)速跟著曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而每一齒經(jīng)過(guò)sensor時(shí)，會(huì)感應(yīng)一個(gè)磁場(chǎng)，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(mén)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(chǎng)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(zhǎng)的壽命，所以選購(gòu)配置正時(shí)煉條引擎的車(chē)，會(huì)省去更換正時(shí)皮帶的麻煩與開(kāi)支。

節(jié)氣門(mén)與進(jìn)氣歧管


節(jié)氣門(mén)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(kāi)口不同的方式，控制進(jìn)氣量，進(jìn)一步控制引擎的動(dòng)力。現(xiàn)在車(chē)輛多采用電子節(jié)氣門(mén)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(mén)，也就是俗稱(chēng)的「油門(mén)」。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(mén)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(mén)前由噴射器射出，節(jié)氣門(mén)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(mén)閥體機(jī)構(gòu)并不比化油器簡(jiǎn)單。

一個(gè)典型的節(jié)氣門(mén)體，應(yīng)具備主進(jìn)氣道及節(jié)氣門(mén)，而節(jié)氣門(mén)是由一彈簧控制，當(dāng)駕駛者未踩下油門(mén)時(shí)，節(jié)氣門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，使大部分的空氣被排除在閥門(mén)外；而當(dāng)駕駛踏下油門(mén)踏板時(shí)，油門(mén)拉線(xiàn)便會(huì)拉動(dòng)節(jié)氣門(mén)彈簧，使閥門(mén)打開(kāi)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(mén)感知器來(lái)把節(jié)氣門(mén)開(kāi)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(lái)控制燃油噴量。

節(jié)氣門(mén)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(chē)、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(mén)(油門(mén))是以油門(mén)拉線(xiàn)采機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)，然而為了全車(chē)控制的整體性，許多新推出的車(chē)型已采用了電子控制的節(jié)氣門(mén)(電子油門(mén))。
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(chēng)的「油門(mén)」。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)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(mén)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(jiǎn)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(mén)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(mén)外；而當(dāng)駕駛踏下油門(mén)踏板時(shí)，油門(mén)拉線(xiàn)便會(huì)拉動(dòng)節(jié)流閥彈簧，使閥門(mén)打開(kāi)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(lái)把節(jié)流閥開(kāi)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(mén)開(kāi)度來(lái)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(chē)、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(mén) (油門(mén)) 是以油門(mén)拉線(xiàn)采機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)，然而為了全車(chē)控制的整體性，許多新推出的車(chē)型已采用了電子控制的節(jié)流閥 (電子油門(mén))。

進(jìn)氣歧管

在談到進(jìn)氣歧管之前，我們先來(lái)想想空氣是怎樣進(jìn)入引擎的。在引擎概論中我們?cè)岬交钊谄變?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(lái)說(shuō)，大家都應(yīng)該有被打過(guò)針，也看過(guò)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(kāi)始成為熱門(mén)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(mén)與引擎進(jìn)氣門(mén)之間，之所以稱(chēng)為「歧管」，是因?yàn)榭諝膺M(jìn)入節(jié)氣門(mén)后，經(jīng)過(guò)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(lái)說(shuō)，由于進(jìn)氣歧管位于節(jié)氣門(mén)之后，所以當(dāng)引擎油門(mén)開(kāi)度小時(shí)，汽缸內(nèi)無(wú)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(mén)開(kāi)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(lái)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(chē)也需要利用引擎的真空來(lái)輔助，所以當(dāng)引擎發(fā)動(dòng)后煞車(chē)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(chē)的作動(dòng)，所以奉勸讀者盡量不要于真空管上作不當(dāng)?shù)母难b，以維護(hù)行車(chē)的安全。

進(jìn)氣歧管的設(shè)計(jì)也是大有學(xué)問(wèn)的，為了引擎每一汽缸的燃燒狀況相同，每一缸的歧管長(zhǎng)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(lái)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(zhǎng)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(chē)型會(huì)采用可變長(zhǎng)度進(jìn)氣歧管，或連續(xù)可變長(zhǎng)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 VS V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(xiàn)。
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(chēng)為直列引擎。以直列四汽缸引擎為例，常見(jiàn)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「I4」。另外一種則是以英文Line做開(kāi)頭，而標(biāo)示為「Line 4」或「L6」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(chē)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(jiàn)的角度。夾角為180度的引擎則另外稱(chēng)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(chē)輛行駛時(shí)的氣流來(lái)冷卻引擎；水冷式引擎則是靠冷卻水在引擎中循環(huán)來(lái)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(guò)熱。

冷卻循環(huán)

因?yàn)槎鄶?shù)車(chē)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?chē)時(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(chēng)水龜) 則會(huì)開(kāi)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(kāi)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(guò)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(wú)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?cè)凇高M(jìn)氣系統(tǒng)」這個(gè)單元時(shí)有約略談過(guò)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(chǎng)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(jiàn)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(kāi)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(lái)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(mén)全開(kāi)時(shí)將油氣增濃；加速泵會(huì)在突然大腳油門(mén)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(mén)在冷車(chē)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(wú)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(chē)，已經(jīng)不再使用化油器了。

噴射供油

近年來(lái)上市的車(chē)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(chēng)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(lái)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(lái)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(guò)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(zhǎng)，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(méi)有輸入控制訊號(hào)時(shí)，閥門(mén)一直處于關(guān)閉狀態(tài)；而常開(kāi)閥則是當(dāng)沒(méi)有輸入控制訊號(hào)時(shí)，閥門(mén)一直處于開(kāi)啟狀態(tài))，由一個(gè)閥針上下運(yùn)動(dòng)來(lái)控制閥的開(kāi)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(xiàn)圈，產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)把閥針吸起，讓閥門(mén)開(kāi)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(SI Spark Ignition)引擎及壓縮點(diǎn)火(CI Compression 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(lái)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迓菅梨i付在引擎燃燒式的頂端，也就是在缸頭上進(jìn)、排氣門(mén)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(lái)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(xiàn)連接。

當(dāng)高壓導(dǎo)線(xiàn)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(wú)法導(dǎo)電的空氣成為導(dǎo)體，電流便以離子流 (Ionizing Streamers) 的方式由一個(gè)電極傳至另一電極，產(chǎn)生電弧 (Electric Arc) 來(lái)點(diǎn)燃引擎是中的油氣。若您還是覺(jué)得不好理解，可以去觀(guān)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(lèi)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 (Heat Rating) 的不同。熱值大的火星塞其電極絕緣包覆的部分較長(zhǎng)，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(zhǎng)，適用運(yùn)轉(zhuǎn)溫度較高的引擎，如競(jìng)技用引擎。各式車(chē)輛必須依照原廠(chǎng)規(guī)定的火星塞規(guī)格選用火星塞，若使用熱值過(guò)高的火星塞，引擎容易因溫度過(guò)高而爆震；使用熱值過(guò)低的火星塞，引擎則可能因燃燒溫度過(guò)低而造成燃燒不完全或積碳。

分電盤(pán)點(diǎn)火與電子點(diǎn)火

分電盤(pán)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(pán)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(pán)四周。當(dāng)轉(zhuǎn)子在分電盤(pán)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(xiàn)將電傳送至火星塞，使火星塞點(diǎn)火。

分電盤(pán)上會(huì)有一個(gè)慣性彈簧-飛輪組來(lái)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(lái)控制點(diǎn)火提前角。雖然如此，因?yàn)榉謮|盤(pán)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(wú)法稱(chēng)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(pán)點(diǎn)火。

機(jī)械組件雖然可靠，但用來(lái)作引擎系統(tǒng)的控制總不若電子組件來(lái)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(chē)廠(chǎng)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?jī)筛谆蛎恳桓子梢粋€(gè)高壓點(diǎn)火線(xiàn)圈負(fù)責(zé)，由ECU個(gè)別對(duì)點(diǎn)火線(xiàn)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(pán)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(guò)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(kāi)引擎，所以各缸的排氣歧管長(zhǎng)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(shuō)到觸媒轉(zhuǎn)換器之前，我們先簡(jiǎn)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衔?，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 (H2O)，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(lái)，所以會(huì)產(chǎn)生HC (碳?xì)浠衔? 及CO (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)?(N2)，但經(jīng)過(guò)燃燒室的高溫，原本很穩(wěn)定的氮，會(huì)與空氣中的氧 (O2)化合，產(chǎn)生NO及NO2，統(tǒng)稱(chēng)NOx。HC、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(guó)都會(huì)制訂環(huán)保法規(guī)，針對(duì)車(chē)輛排污加以限制。

由于環(huán)保法規(guī)對(duì)車(chē)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(chē)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「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(chē)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(wú)害物質(zhì)，保護(hù)環(huán)境。

再來(lái)上個(gè)簡(jiǎn)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?yàn)榈谎趸?，所以必須還原型觸媒來(lái)將NOx還原氮?dú)?。三元觸媒轉(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(lái)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(méi)有轉(zhuǎn)換能力，故冷車(chē)的排污量相當(dāng)大。所以在此也要提醒所有車(chē)主，千萬(wàn)不要在室內(nèi)或地下停車(chē)場(chǎng)內(nèi)熱車(chē)，盡量車(chē)一發(fā)動(dòng)就開(kāi)到室外，才不至于毒害自己或是其它在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)的人員。

消聲（音）器

顧名思義，消音器就是用來(lái)消除排氣的噪音，使車(chē)輛行駛起來(lái)更寧?kù)o。一般消音器中會(huì)有數(shù)個(gè)膨脹室，引擎排放出來(lái)的廢氣經(jīng)過(guò)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(rùn)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(lái)使引擎運(yùn)轉(zhuǎn)，然而并不是所有的「功」都用來(lái)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(lái)保護(hù)引擎，必須有一潤(rùn)滑系統(tǒng)來(lái)潤(rùn)滑引擎。

機(jī)油的功用

沒(méi)錯(cuò)，機(jī)油正是在引擎中扮演潤(rùn)滑的角色。機(jī)油除了能潤(rùn)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(guò)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(rùn)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(guò)量的機(jī)油由活塞與汽缸壁的間隙往上進(jìn)入燃燒室稱(chēng)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(chēng)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(chǎng)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(lái)說(shuō)，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(chē)輛都能在原廠(chǎng)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(lèi)是依照SAE號(hào)數(shù)分類(lèi)，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SAE 50 (例) 或SAE 10W (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(mǎn)足高溫與低溫的使用需求。目前市面上常見(jiàn)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(mǎn)足，若引擎長(zhǎng)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(jiàn)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(pán)泵浦等，以下對(duì)這幾項(xiàng)附件作概略介紹。



引擎是車(chē)輛主要的動(dòng)力來(lái)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(rùn)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?jī)?chǔ)存于電瓶中，以供車(chē)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?jī)?nèi)的電量就會(huì)逐漸消耗到完全沒(méi)電為止。所以車(chē)子的電瓶若是經(jīng)常沒(méi)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(lái)說(shuō)不該算是附件，只是有些引擎利用附件皮帶來(lái)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(méi)有短時(shí)間內(nèi)將引擎熄火，常會(huì)使引擎因過(guò)熱而嚴(yán)重受損。

冷氣壓縮機(jī)：
常有人認(rèn)為車(chē)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(lái)自引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)，并由附件皮帶所帶動(dòng)。當(dāng)駕駛在車(chē)內(nèi)按下冷氣開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(pán)泵浦：

配備動(dòng)力方向盤(pán)的車(chē)，方向盤(pán)會(huì)變得比較輕盈，這是因?yàn)閯?dòng)力方向盤(pán)泵浦利用引擎的動(dòng)力，產(chǎn)生油壓來(lái)輔助方向機(jī)轉(zhuǎn)向，所以動(dòng)力方向盤(pán)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(pán)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(chēng)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(lái)調(diào)整皮帶張力，如果張力過(guò)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(chē)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(chē)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(pán)動(dòng)力輔助，但引擎還能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以便將車(chē)開(kāi)至保修場(chǎng)。

排氣與環(huán)保

EGR

EGR(Exhaust Gas Recirculation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(lái)，并由EGR閥所控制。

EGR的功用最主要是用來(lái)降低引擎中NOx的排放量的，我們?cè)凇赣|媒轉(zhuǎn)換器」單元中有介紹過(guò)廢棄成分的產(chǎn)生，其中NOx的產(chǎn)生是因?yàn)橐嫒紵郎囟冗^(guò)高所致。本來(lái)，要降低燃燒溫度來(lái)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(O2 Sensor)裝在觸媒轉(zhuǎn)換器的前端，引擎ECU借著含氧感知器偵測(cè)廢氣中的含氧量，來(lái)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(cè)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(cè)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?lài)娪妥斓膰娪土俊?

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(shuō)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(guò)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(chē)要行駛在道路上必須先使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，要如何將引擎的動(dòng)力傳送到車(chē)輪并使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)？負(fù)責(zé)傳遞動(dòng)力讓汽車(chē)發(fā)揮行駛功能的裝置就是傳動(dòng)系統(tǒng)，汽車(chē)沒(méi)有了它就會(huì)成為一臺(tái)發(fā)電機(jī)和燒錢(qián)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(chē)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(chēng)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(chēng)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(chē)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(lái)解決左、右二邊轉(zhuǎn)速不同的問(wèn)題。

四、傳動(dòng)軸

將經(jīng)過(guò)變速系統(tǒng)傳遞出來(lái)的動(dòng)力，傳遞至車(chē)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(chē)在起步加速時(shí)須要比較大的驅(qū)動(dòng)力，此時(shí)車(chē)輛的速度低，而引擎卻必須以較高的轉(zhuǎn)速來(lái)輸出較大的動(dòng)力。當(dāng)速度逐漸加快之后，汽車(chē)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(lái)減少動(dòng)力的輸出，即可提供汽車(chē)足夠的動(dòng)力。汽車(chē)的速度在由低到高的過(guò)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(chēng)為「變速箱」的這種可以改變引擎與車(chē)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(lái)由于消費(fèi)者的需求以及技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)廠(chǎng)開(kāi)發(fā)稱(chēng)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(chē)廠(chǎng)也為高性能的車(chē)輛開(kāi)發(fā)出稱(chēng)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(chē)全面使用「自手排變速箱」，因此使用此類(lèi)型手動(dòng)變速箱的車(chē)輛均標(biāo)榜采用來(lái)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(lái)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(lái)傳遞動(dòng)力。一般車(chē)型所使用的離合器只有二片磨擦片，而賽車(chē)和載重車(chē)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(chē)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(jiǎn)易，換檔的平順性也更好。

自排變速系統(tǒng)

為了使汽車(chē)的操作變得簡(jiǎn)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(chē)，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(chē)工程師在1940年開(kāi)發(fā)出世界首具的自動(dòng)變速箱。從此以后駕駛汽車(chē)在起步、停止以及在加減速的行駛過(guò)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(Lexus LS430)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(chē)制造廠(chǎng)。

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(guò)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(chē)制造廠(chǎng)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(chē)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)。