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汽车基本构造与基础知识 (附图)

2010-03-18  亚东的

 

引擎基本构造: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」。



  
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Altis 1.8L车型的4汽缸引擎为例:



  缸径:79.0mm,冲程:91.5mm,汽缸排气量:448.5 c.c.
  引擎排气量=汽缸排气量×汽缸数量=448.5c.c.×4=1,794 c.c.
  

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。



  Altis 1.8L引擎的压缩比为10:1,其计算方式如下:
  汽缸排气量:448.5 c.c.,燃烧室容积:49.83 c.c.
  压缩比=(49.84+448.5):49.84=9.998:1≒10:1

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,汽车发动机是属于内燃机,即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。

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)。见下图
 
直列4缸
 
 
V6

 
 
水平对置4缸

 
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

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V6 3.0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。


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」。
        那么,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。 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。

 
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。

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。



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。
        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。
        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)。 

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,那么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。
 

        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。
        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。
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线。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「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


        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。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」。



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。

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。

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。



供油系统

化油器 
        我们在「进气系统」这个单元时有约略谈过化油器,化油器最主要的功用是控制进入进气歧管的燃料流量,以及使燃料与空气正确混合。化油器主要是利用「文氏管 (Venturi) 效应」将燃油吸入化油器内与空气混合,供引擎燃烧。什么是文氏管效应呢?依据流体力学中的「白努利 (Bernoulli) 定律」,在一个连续固定的流场中,当流体流速增加时,流体的压力会下降。而文氏管效应就是利用流体 (空气) 流速增加所产生的低压吸力,而将燃油吸入空气中。在化油器中,空气流经口径较窄的喉部被加速,因加速产生的低压会将燃油吸出与空气混合。
常见的化油器设计,是将燃油送至化油器浮筒室中储存,当节流阀板开启时,燃油会因文氏管效应而从主油孔让燃油被吸至空气流道中,除此之外,还有怠速控制系统来控制怠速及低负荷的燃油供应;副文氏管系统则在引擎油门全开时将油气增浓;加速泵会在突然大脚油门时,给予引擎更多的燃料好维持正确的燃烧,以提供实时的加速性;阻风门在冷车启动时,会挡住大部分的空气进入化油器,以提供较浓的油气,使引擎能正常启动。
虽然化油器的成本低、可靠度高,而且维修、保养容易,但由于化油器几乎是以机械方式供油,其供油精准度已无法应付严苛的环保法规,所以这几年市售的新型汽车,已经不再使用化油器了。

喷射供油

        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,那么,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。 
        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。
        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。


点火系统

        引擎依照运转模式不同可分为火花点火(SI Spark Ignition)引擎及压缩点火(CI Compression Ignition)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。

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 (Ionizing Streamers) 的方式由一个电极传至另一电极,产生电弧 (Electric Arc) 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。
        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 (Heat Rating) 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。

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。
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。



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。

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。

        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。

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,所以这是不值得肯定也是违反交通规定的行为。



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。

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。

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。

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SAE 50 (例) 或SAE 10W (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。



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。
 
        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。

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。

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。

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。

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。

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。



排气与环保

EGR
         EGR(Exhaust Gas Recirculation废气再回收)是从排气歧管接出一个旁通管至进气歧管内,而将部分引擎废气随着新鲜空气导入引擎中燃烧,导入废弃的量是由ECU依据当时引擎转速、负荷等讯息所计算出来,并由EGR阀所控制。
         EGR的功用最主要是用来降低引擎中NOx的排放量的,我们在「触媒转换器」单元中有介绍过废弃成分的产生,其中NOx的产生是因为引擎燃烧温度过高所致。本来,要降低燃烧温度来抑制NOx的生成最好的方法就是延后点火提前角,然而点火角延后会大幅降低引擎性能并且提高油耗量,所以目前最好的解决方是就是装设EGR。EGR虽然会小幅的牺牲一点引擎性能,但却能降低引擎燃烧温度,以控制NOx的生成。经实验证明,正确的利用EGR能降低百分之50的NOx生成量。如此便能大大减低触媒转换器的负担,降低触媒对于NOx的配方量,而节省触媒转换器的制造成本。

含氧感知器

        含氧感知器(O2 Sensor)装在触媒转换器的前端,引擎ECU借着含氧感知器侦测废气中的含氧量,来判定引擎燃烧状况,以决定喷油量的多寡。当含氧感知器侦测到较浓的氧含量时,表示当时引擎为「稀油」燃烧,所以ECU会使喷油嘴的喷油量增加;相反的,当含氧感知器侦测到较稀的氧含量时,表示当时引擎为「浓油」燃烧,所以ECU会减少喷油嘴的喷油量。
然而,引擎喷油量主要并不是含氧感知器决定,引擎在每个转速及负荷下该喷多少油,引擎调校工程师都已经在引擎调校时定义好了,而含氧感知器所传送的含氧量讯息,只是在ECU对引擎作闭回路控制时的回馈讯号,使引擎的喷油量在调校工程师的定义下,再针对当时引擎的运转状况作些微的修正,让引擎的运转能处于最佳状态,这就是一般人所说ECU的学习功能。所以当含氧感知器坏掉时,引擎还是能正常运作,但就是少了自我修正的功能。这样,引擎的运转就不能确保在最佳状态,并且也有可能造成排污值过高而加速触媒转换器的老化,所以当含氧感知器坏掉时,仪表版上的警示灯会亮起。



传动系统

        汽车要行驶在道路上必须先使车轮转动,要如何将引擎的动力传送到车轮并使车轮转动?负责传递动力让汽车发挥行驶功能的装置就是传动系统,汽车没有了它就会成为一台发电机和烧钱的机器了。
        在基本的传动系统中包含了负责动力接续的装置、改变力量大小的变速机构、克服车轮之间转速不同的差速器,和联结各个机构的传动轴,有了这四个主要的装置之后就能够把引擎的动力传送到轮子上了。

动力接续装置

     1. 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。
     2. 扭力转换器:这组机构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。在扭力转换器中含有一组离合器,以增加传动效率。

变速机构

     1. 手动变速机构:一般称为「手排变速箱」。以手动操作的方式进行换档。
     2. 自动变速机构:一般称为「自排变速箱」。利用油压的作动去改变档位。

差速器

        当车辆在转向时,左、右二边的轮子会产生不同的转速,因此左、右二边的传动轴也会有不同的转速,于是利用差速器来解决左、右二边转速不同的问题。

传动轴

     将经过变速系统传递出来的动力,传递至车轮进而产生驱动力道的机构。


变速系统


        汽车在起步加速时须要比较大的驱动力,此时车辆的速度低,而引擎却必须以较高的转速来输出较大的动力。当速度逐渐加快之后,汽车所须要的行驶动力也逐渐降底,这时候引擎只要以降低转速来减少动力的输出,即可提供汽车足够的动力。汽车的速度在由低到高的过程中,引擎的转速却是由高变到低,要如何解决矛盾现象呢?于是通称为「变速箱」的这种可以改变引擎与车轮之间换转差异的装置为此而生。
        变速箱为因操作上的需求而有「手动变速箱」与「自动变速箱」二种系统,这二种变速箱的做动方式也不相同。近年来由于消费者的需求以及技术的进步,汽车厂开发称为「手自排变速箱」的可以手动操作的自动变速箱;此外汽车厂也为高性能的车辆开发出称为「自手排变速箱」的附有自动操作功能的手动变速箱。目前的F1赛车全面使用「自手排变速箱」,因此使用此类型手动变速箱的车辆均标榜采用来自F1的科技。

手排变速系统

        在手动变速系统里面含有离合器、手动变速箱二个主要部份。
        离合器:是用来将引擎的动力传到变速箱的机构,利用磨擦片的磨擦来传递动力。一般车型所使用的离合器只有二片磨擦片,而赛车和载重车辆则使用具有更磨擦片的离合器。离和器还有干式与湿式二种,湿式离合器目前几乎不再被使用于汽车上面。 
        手动变速箱:以手动方式操作变速箱去做变换档位的动作,使手动变速箱内的输入轴和输出轴上的齿轮啮合。多组不同齿数的齿轮搭配啮合之后,便可产生多种减速的比率。目前的手动变速箱均是使用同步齿轮的啮合机构,使换档的操作更加的简易,换档的平顺性也更好。

自排变速系统

        为了使汽车的操作变得简单,并让不擅于操作手动变速箱的驾驶者也能够轻易的驾驶汽车,于是制造一种能够自动变换档位的变速箱就成为一件重要的工作,因此汽车工程师在1940年开发出世界首具的自动变速箱。从此以后驾驶汽车在起步、停止以及在加减速的行驶过程中,驾驶者就不需要再做换档的动作。
       北京现代现代的自动变速系统里面含有液体扭力转换器、自动变速箱、电子控制系统三个主要部份。在电子控制系统里面加入手动换文件的控制程序,就成了具有手动操作功能的「手自排变速箱」。
        液体扭力转换器:在主动叶轮与被动叶轮之间,利用液压油做为传送动力的介质。将动力自输入轴传送到对向的输出轴,经由输出轴再将动力传送到自动变速箱。
        由于液压油在主动叶轮与被动叶轮之间流动时会消耗掉部份的动力。为了减少动力的损失,在主动与被动叶轮之间加入一组不动叶轮使能量的传送效率增加;以及在液体扭力转换器内加入一组离合器,并在适当的行驶状态下利用离合器将主动与被动叶轮锁定,让主动与被动叶轮之间不再有转速的差异,进而提高动力的传送效率。
自动变速箱:以行星齿轮组构成换档机构,利用油压推动多组的摩擦片,去控制行星齿轮组的动作,以改变动力在齿轮组的传送路径,因而产生多种不同的减速比率。Toyota Celsior(Lexus LS430)在2003年起用六速自动变速箱,使Toyota成为第三家采用六速自动变速箱的汽车制造厂。
        电子控制系统:早期的机械式自动变速箱的换档控制是以油压的压力变化去决定何时做换档的动作,即使经过多年的研究及改良,机械式自动变速箱的换文件性能仍然不尽人意。于是电子式自动变速箱便因应而出了。为了使换档的时机更加的精确,以及获得更加平顺的换文件质量,各汽车制造厂均投入大量的资源,针对自动变速箱的电子控制系统做研究。例如在Toyota汽车的自动变速箱都具有Lup-s、ECT-i的电子控制机能,在较新型式的自动变速箱中还加入了「N文件控制」系统。



手动变速箱的基本工作原理

变速箱的作用
        发动机的物理特性决定了变速箱的存在。首先,任何发动机都有其峰值转速;其次,发动机最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。比如,发动机最大功率出现在5500转。变速箱可以在汽车行驶过程中在发动机和车轮之间产生不同的变速比,换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。理想情况下,变速箱应具有灵活的变速比。无级变速箱(CVT)就具有这种特性,可以较好的发挥发动机的动力性能。

CVT

        无级变速箱有着连续的变速比。其一直因为价格、尺寸及可靠性的关系而没有大量装备汽车。现在,改进的设计使得CVT的使用已比较普遍。
 

国产AUDI 2.8 CVT
变速箱通过离合器与发动机相连,这样,变速箱的输入轴就可以和发动机达到同步转速。
 
 


奔驰C级Sport Coupe 6速手动变速箱,一个5档的变速箱提供5种不同的变速比,在输入轴和输出轴间产生转速差。



简单的变速箱模型

        为了更好的理解变速箱的工作原理,下面让我们先来看一个2档变速箱的简单模型,看看各部分之间是如何配合的:

输入轴(绿色)通过离合器和发动机相连,轴和上面的齿轮是一个部件。轴和齿轮(红色)叫做中间轴。它们一起旋转。轴(绿色)旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转,这时,中间轴就可以传输发动机的动力了。
轴(黄色)是一个花键轴,直接和驱动轴相连,通过差速器来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起转动。
齿轮(蓝色)在花键轴上自由转动。在发动机停止,但车辆仍在运动中时,齿轮(蓝色)和中间轴都在静止状态,而花键轴依然随车轮转动。
齿轮(蓝色)和花键轴是由套筒来连接的,套筒可以随着花键轴转动,同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮(蓝色)。
挂进1档时,套筒就和右边的齿轮(蓝色)啮合。见下图:

如图所示,输入轴(绿色)带动中间轴,中间轴带动右边的齿轮(蓝色),齿轮通过套筒和花键轴相连,传递能量至驱动轴上。在这同时,左边的齿轮(蓝色)也在旋转,但由于没有和套筒啮合,所以它不对花键轴产生影响。
当套筒在两个齿轮中间时(第一张图所示),变速箱在空挡位置。两个齿轮都在花键轴上自由转动,速度是由中间轴上的齿轮和齿轮(蓝色)间的变速比决定的。


真正的变速箱

如今,5档手动变速箱应用已经很普遍了,以下是其模型。
 
 

换档杆通过三个连杆连接着三个换档叉,见下图
 

在换挡杆的中间有个旋转点,当你拨入1档时,实际上是将连杆和换档叉往反方向推。
你左右移动换档杆时,实际上是在选择不同的换档叉(不同的套筒);前后移动时则是选择不同的齿轮(蓝色)。

倒档 通过一个中间齿轮(紫色)来实现。如图所示,齿轮(蓝色)始终朝其他齿轮(蓝色)相反的方向转动。因此,在汽车前进的过程中,是不可能挂进倒档的,套筒上的齿和齿轮(蓝色)不能啮合,但是会产生很大的噪音。
同步装置
同步是使得套筒上的齿和齿轮(蓝色)啮合之前产生一个摩擦接触,见下图
齿轮(蓝色)上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口,两者之间的摩擦力使得套筒和齿轮(蓝色)同步,套筒的外部滑动,和齿轮啮合。
汽车厂商制造变速箱时有各自的实现方式,这里介绍的是一个基本的概念!


自动变速箱工作原理

自动变速器能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比,使汽车获得良好的动力性和燃料经济性,并减少发动机排放污染。自动变速器操纵容易,在车辆拥挤时,可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性。
电子控制自动变速器通常由液力变矩器、行星齿轮变速系统、换挡执行器、液压操纵系统、电子控制系统五部分组成。

液力变矩器的工作原理

目前轿车上广泛采用由泵轮、涡轮和导轮组成的单级双相三元件闭锁式综合液力变矩器。泵轮和涡轮均为盆状的。泵轮与变矩器外壳连为一体,是主动元件;涡轮悬浮在变矩器内,通过花键与输出轴相连,是从动元件;导轮悬浮在泵轮和涡轮之间,通过单向离合器及导轮轴套固定在变速器外壳上。
发动机启动后,曲轴带动泵轮旋转,因旋转产生的离心力使泵轮叶片间的工作液沿叶片从内缘向外缘甩出;这部分工作液既具有随泵轮一起转动的园周向的分速度,又有冲向涡轮的轴向分速度。这些工作液冲击涡轮叶片,推动涡轮与泵轮同方向转动。

从涡轮流出工作液的速度v可以看为工作液相对于涡轮叶片表面流出的分速度ω与随涡轮一起转动分速度u的合成。当涡轮转速比较小时,从涡轮流出的工作液是向后的,工作液冲击导轮叶片的前面。因为导轮被单向离合器限定不能向后转动,所以导轮叶片将向后流动的工作液导向向前推动泵轮叶片,促进泵轮旋转,从而使作用于涡轮的转矩增大。
随着涡轮转速的增加,分速度u也变大,当ω与u的合速度v开始指向导轮叶片的背面时,变矩器到达临界点。当涡轮转速进一步增加时,工作液将冲击导轮叶片的背面。因为单向离合器允许导轮与泵轮一同向前旋转,所以在工作液的带动下,导轮沿泵轮转动方向自由旋转,工作液顺利地回流到泵轮。当从涡轮流出的工作液正好与导轮叶片出口方向一致时,变矩器不产生增扭作用(这时液力变矩器的工况称为液力偶合工况)。

液力变矩器靠工作液传递转矩,比机械变速器的传动效率低。在液力变矩器中设置锁止离合器,可以在高速工况下将泵轮与涡轮锁在一起,实现动力直接传递,提高变矩器的传动效率。


行星齿轮变速器的工作原理

        液力变矩器虽能传递和增大发动机转矩,但变矩比不大,变速范围不宽,远不能满足汽车使用工况的需要。为进一步增大扭矩,扩大其变速范围,提高汽车的适应能力,在液力变矩器后面又装一个辅助变速器——有级式齿轮变速器。该齿轮变速器多数是用行星齿轮变速的。
        行星齿轮变速器是由行星齿轮机构及离合器、制动器和单向离合器等执行元件组成。行星齿轮机构通常由多个行星排组成.行星排的多少与档数的多少有关。

        星齿轮变速器的换档执行元件包括换挡离合器、换挡制动器和单向离器。
换挡离合器为湿式多片离合器,当液压使活塞把主动片和从动片压紧时,离合器接合;当工作液从活塞缸排出时,回位弹簧使活塞后退,使离合器分离。
        换挡制动器通常有两种形式:一种是湿式多片制动器,其结构与湿式多片离合器基本相同,不同之处是制动器用于连接转动件和变速器壳体,使转动件不能转动。换挡制动器的另一形式是外束式带式制动器。
行星齿轮变速器的单向离合器与液力变矩器中的单向离合器结构相同。

液力机械传动式自动变速器的控制
        液压自动操纵系统通常由供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换档品质控制等部分组成。
供油部分根据节气门开度和选挡杆位置的变化,将油泵输出油压调节至规定值,形成稳定的工作液压。在液控液动自动变速器中,参数调节部分主要有节气门压力调节阀(简称节气门阀)和速控调压阀(又称调速器)。节气门压力调节阀使输出液压的大小能够反映节气门开度;速控调压阀使输出液压的大小能够反映车速的大小。
        换挡时刻控制部分用于转换通向各换挡执行机构(离合器和制动器)的油路,从而实现换挡控制。锁定信号阀受电磁阀的控制,使液力变矩器内的锁止离合器适时地接合与分离。
        换挡品质控制部分的作用是使换挡过程更加平稳柔和。



传动系统与引擎配置

在具备了基本的传动系统组件之后,汽车工程师会依据使用目的的需要,将传动系统设计为二轮传动(2WD)或四轮传动(4WD)的型式。

二轮驱动

        仅有车子的前轮或后轮可以接受到动力,让轮子产生转动而使车辆前进或后退。
此一驱动模式有以下四种:前置引擎前轮传动(FF)、前置引擎后轮传动(FR)、中置引擎后轮传动型(MR)、后置引擎后轮传动型(RR)。

四轮驱动

        就是车子的四个轮子都可以接受到动力,让轮子产生转动而使车辆前进或后退。
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。
目前市面上销售的四轮传动(4WD)汽车当中,引擎装设位置属于前置、中置、后置者均有。

传动系统与引擎配置

在传动系统中包括了变速箱、差速器、传动轴三项重要的组件。传动系统的要务就是将引擎的动力传送到车轮。由于汽车的引擎在车身上摆设方式的不同,使得引擎与传动系统的组合形成多样的变化。多数的组合方式与汽车的用途或性能要求有关。常见的组合方式有前置引擎前轮驱动(FF)、前置引擎后轮驱动(FR)、中置引擎后轮驱动(MR)。




奥迪DSG变速器

奥迪汽车公司一直都是汽车变速器技术领域的先驱,1994年的Tiptronic手/自动一体变速器和1999年的Multitronic无级变速器都是奥迪杰出的代表作,2003年,奥迪公司将最新一代DSG变速器装在3.2L的奥迪TT和高尔夫R32上,开创了奥迪变速器技术的又一个新的里程碑。DSG变速器的技术源于1985年奥迪赛车上的双离合器变速器,而新一代DSG变速器的性能更趋完美。

DSG变速器的特点:
新一代DSG变速器采用了2个离合器和6个前进档的传统齿轮变速器作为动力的传送部件,这是目前世界上最先进的、具有革命性的自动变速器。
※DSG变速器没有变矩器,也没有离合器踏板。
※DSG变速器在传动过程中的能耗损失非常有限,大大提高了车辆的燃油经济性。
※DSG变速器的反应非常灵敏,具有很好的驾驶乐趣。
※车辆在加速过程中不会有动力中断的感觉,使车辆的加速更加强劲、圆滑。百公里加速时间比传统手动变速器还短。
※DSG变速器的动力传送部件是一台三轴式6前进档的传统齿轮变速器,增加了速比的分配。
※DSG变速器的多片湿式双离合器是由电子液压控制系统来操控的。
※双离合器的使用,可以使变速器同时有两个档位啮合,使换档操作更加快捷。
※DSG变速器也有手动和自动2种控制模式,除了排档杆可以控制外,方向盘上还配备有手动控制的换档按钮,在行驶中,2种控制模式之间可以随时切换。
※选用手动模式时,如果不做升档操作,即使将油门踩到底,DSG变速器也不会升档。
※换档逻辑控制可以根据司机的意愿进行换档控制。
※在手动控制模式下,可以跳跃降档。
 
DSG变速器的结构:
DSG变速器主要由多片湿式双离合器、三轴式齿轮变速器、自动换档机构、电子控制液压控制系统组成。其中最具创意的核心部分是双离合器和三轴式齿轮箱,如下图所示。

DSG变速器有2根同轴心的输入轴,输入轴1装在输入轴2里面。输入轴1和离合器1相连,输入轴1上的齿轮分别和1档齿、3档齿、5档齿相啮合;输入轴2是空心的,和离合器2相连,输入轴2上的齿轮分别和2档齿、4档齿、6档齿相啮合;倒档齿轮通过中间轴齿轮和输入轴1的齿轮啮合。通俗地讲,离合器1管1档、3档、5档和倒档,在汽车行驶中一旦用到上述档位中任何一档,离合器1是接合的;离合器2管2档、4档和6档,当使用2、4、6档中的任一档时,离合器2接合。
DSG变速器的多片湿式双离合器的结构和液压式自动变速器中的离合器相似,但是尺寸要大很多。利用液压缸内的油压和活塞压紧离合器,油压的建立是由ECU指令电磁阀来控制的,2个离合器的工作状态是相反的,不会发生2个离合器同时接合的情形。
DSG变速器的档位转换是由档位选择器来操作的,档位选择器实际上是个液压马达,推动拨叉就可以进入相应的档位,由液压控制系统来控制它们的工作。在液压控制系统中有6个油压调节电磁阀,用来调节2个离合器和4个档位选择器中的油压压力,还有5个开关电磁阀,分别控制档位选择器和离合器的工作。
 
DSG变速器的工作:
DSG变速器的工作过程比较特别,在1档起步行驶时,动力传递路线如图4中直线和箭头所示,离合器1接合,通过输入轴1到1档齿轮,再输出到差速器。同时,图中虚线和箭头所示的路线是2档时的动力传输路线,由于离合器2是分离的,这条路线实际上还没有动力在传输,是预先选好档位,为接下来的升档做准备的。档变速器进入2档后,退出1档,同时3档预先结合,如下图中动力传递路线所示。所以在DSG变速器的工作过程中总是有2个档位是结合的,一个正在工作,另一个则为下一步做好准备。
DSG变速器在降档时,同样有2个档位是结合的,如果4档正在工作,则3档作为预选档位而结合。DSG变速器的升档或降档是由ECU进行判断的,踩油门踏板时,ECU判定为升档过程,作好升档准备;踩制动踏板时,ECU判定为降档过程,作好降档准备。

一般变速器升档总是一档一档地进行的,而降档经常会跳跃地降档,DSG变速器在手动控制模式下也可以进行跳跃降档,例如,从6档降到3档,连续按3下降档按钮,变速器就会从6档直接降到3档,但是如果从6档降到2档时,变速器会降到5档,在从5档直接降到2档。在跳跃降档时,如果起始档位和最终档位属于同一个离合器控制的,则会通过另一离合器控制的档位转换一下,如果起始档位和最终档位不属于同一个离合器控制的,则可以直接跳跃降至所定档位。



悬挂系统

        因为车身下方的空间使汽车看起来好像是悬浮在半空中,要如何将看似悬浮在半空中的车身与接触地面的车轮结合呢?这个结合的装置就是悬挂系统。
        悬挂系统除了要支撑车身的重量之外,还负有降低行驶时的震动,以及车辆行驶的操控性能等重责大任。
悬挂系统是如何神奇的发挥功能去降低行驶时的震动,以及车辆行驶的操控性能呢?原来就是在悬挂系统中包含了避震器、弹簧、防倾杆、连杆等机件。


在车轮与车体之间,便是所谓的悬挂系统,担负起承载车体并吸收震动的工作,提供最佳的乘坐舒适性。图中为Toyota最新车型Wish的悬挂系统,采前方独立麦佛逊结构、后方ETA Beam结构,提供最大的车室空间。
一、弹簧:
用来缓冲震动的装置。利用弹簧的变型来吸收能量。常见的弹簧型式为「圈形弹簧」,其它被使用在汽车上的弹簧还有「板片弹簧」和「扭力杆弹簧」二种。
二、避震器:
用来缓冲震动,并且吸收能量的装置。避震器内部藉由液体或气体产生压力来推动阀体,以吸收震动的能量,并且减缓震动的作用。采用气压方式的避震器,其价格一般都比采用油压方式者高。少部份高价位的避震器会采取液、气压共享的设计。
三、防倾杆:
将类似ㄇ字形的杆件的二端分别连结在左、右悬挂装置上面,当左、右侧的轮子分别上下移动时,会产生扭力并使杆件自体产生扭转,利用杆件受力所产生的反作用力去使车子的左、右二边维持相近的高度。因此「防倾杆」亦称为「扭力杆」、「防倾扭力杆」、「平衡杆」、「扭力平衡杆」、「平稳杆」等等名称。
四、连杆:
用来连结车轮与车身的杆子。连杆的形状可以是一支外形简单的圆杆,也可能是以钢板制成的一个结构体。
在了解悬挂系统的基本元素之后,你也可以和汽车工程师一样的设计组合出一套悬挂系统。我们将在后续的单元中为各位说明各种悬挂系统的功能与特性。



非独立悬挂系统

非独立悬挂系统是以一支车轴(或结构件)连结左右二轮的悬挂方式,因悬挂结构的不同,以及与车身连结方式的不同,使非独立悬挂系统有多种型式。常见的非独立悬挂系统有平行片状弹簧式’ 、扭力梁车轴、扭力梁式三种。

平行片状弹簧式


平行片状弹簧式是用二组平行安装的片状弹簧支撑车轴,片状弹簧当做避震装置的弹簧,也做为车轴的定位之用。由于这种悬挂方式的构造非常的简单,使制造成本减少,因片状弹簧的强度高而有较高的可靠度,以及可以降低车身底板的高度。使用在车身重量变化大的汽车上,可以在车身高度降低时还不容易改变车轮的角度,使操控的感觉保持一致,因而保持不变的乘坐舒适性。市面上强调乘载量的商用车型,其后悬挂多采用平行片状弹簧式。



扭力梁车轴式


扭力梁车轴式主要使用在前置引擎前轮驱动(FF)的车。有一连结左右轮的梁,在梁的二端有用来做为前后方向定位的拖曳臂,整个悬挂系统以拖曳臂的前端与车身连结,在梁的上方有用来做为横向定位的连杆。在车身倾斜时因扭力梁车轴的扭曲,使车轮的倾角会有变化。由于扭力梁车轴式的构造简单,以及占用车底的空间较小,相对的车室空间就可以加大,因此大多使用在小型车;例如使用在Toyota Tercel车型的后悬挂。

Toyota Wish的后轴悬挂,便是扭力梁式非独立悬挂系统。
扭力梁式在左右拖曳臂的中间设置扭力梁,使悬挂的外形类似H型,悬挂系统以拖曳臂的前端与车身连结。因左右拖曳臂的刚性大,所以不需要装设横向连杆。在车身倾斜时因扭力梁车轴的扭曲,会使车轮的倾角发生变化。欧洲小型掀背车之后悬挂,多采用扭力梁式设计。而Toyota现行的ETA Beam系统中,加入了可控制方向的衬套(Toe-Control Bushing),使悬挂在车身倾斜时有较佳的指向性。目前ETA Beam被使用在Toyota With等国产车型。


非独立悬挂系统的优点

1.左右轮在弹跳时会相互牵连,轮胎角度的变化量小使轮胎的磨耗小。
2.在车身高度降低时还不容易改变车轮的角度,使操控的感觉保持一致。
3.构造简单,制造成本低,容易维修。
4.占用的空间较小,可降低车底板的高度。
非独立悬挂系统的缺点
1.左右轮在弹跳时,会相互牵连,而降低乘坐的舒适性及操控的安定性。
2.因构造简单使设计的自由度小,操控的安定性较差。



独立悬吊系统

独立悬吊系统是左、右轮可以独立运动的悬吊型式。常见的独立悬吊系统有双A臂式、麦花臣支柱式、多连杆式、拖曳臂式、半拖曳臂式。
双A臂式

Double-Wishbone Type英文直译为双叉骨式或双鸡胸骨式,依构造的形状又称为双A臂式。采用双A臂式独立悬吊系统的车辆总是给人有高级和性能化的感觉。双A臂式悬吊因使用目的不同而有多样化的结构型式,上、下控制臂呈A型、V型或▽型。双A臂式悬吊可以设计成当车轮弹跳或车身倾斜时,左右车轮间的轮距不变或是车轮的倾角不变,一般采用双A臂式悬吊的车型则是取其中间;当车轮弹跳或车身倾斜时,轮距的变化和倾角变化都会比其它的悬吊方式小;因为避震器不会被弯曲使避震器的磨擦阻力小;连杆可以全部装置在副车架上,以阻隔震动和噪音;因此采用双A臂式悬吊容易使汽车拥有突出的转向性能和乘坐舒适性,例如Honda许多车系的前、后悬吊均是采用双A臂式独立悬吊系统。


麦花臣支柱式


麦花臣支柱式悬吊是演变自双A臂式悬吊的一种悬吊型式。它将双A臂式悬吊的上支臂和转向节与避震器结合在一起,并将弹簧安置在避震器的上段,避震器的上端则与车体结合。麦花臣支柱式悬吊与双A臂式悬吊使用相同的下支臂。由于麦花臣支柱式以避震器做为车轮转动时的中心轴,而与荷重的轴线互不重迭,使避震器在伸缩时造成弯矩,而产生磨擦阻力。使用在后轴的麦花臣支柱式悬吊会再加上半径杆以保持前后方向的刚性。


多连杆式

多连杆式悬吊是一种衍生自双A臂式悬吊的悬吊型式,此构型看起来与双A臂式悬吊极为相似而不易辨别,因此辨认此型悬吊时多以汽车制造厂所公布的为准;例如Lexus 430的后悬吊下支臂及看似多连杆式,但Toyota宣布其为双A臂式悬吊。多连杆式悬吊的各连杆以不同的长度、角度做连结,以找出最适合的几何变化。近年来由于对于对于乘坐舒适性和操控性的要求越来越高,因而汽车制造厂纷纷投入从事多连杆式悬吊的研究。


拖曳臂式

托曳臂的枢轴以与车身中心线成直角的关系装置在悬吊架,是一种专门使用在后轮的悬吊系统。由于托曳臂的枢轴与车身中心线成直角,使托曳臂和车轮与车身中心线成平行状态,车轮的行程与地面成垂直。托曳臂式悬吊有倾角变化为0的优点,并使避震器不会弯曲,乘坐舒适性及空间利用率佳。在转向时托曳臂会造成车轮角度呈前展状态,而不利于操控的稳定性。
半拖曳臂式
半托曳臂式悬吊的托曳臂以与车身中心线成一斜角关系的方式装置在悬吊架。由于车轮的行程划出较大的圆弧,半托曳臂式悬吊在转向时,车轮的倾角和轮距变化较托曳臂式小,使车辆在转向时的稳定性极佳。因此半托曳臂式悬吊为多款高级房车和高性能车型采用。例如第一代Lexus LS400车型的后轴即采用半托曳臂式悬吊。


独立悬吊的优点

1.悬吊系统重量较轻,车轮的贴地性良好,乘坐舒适性佳,操控的稳定性良好。
2.车轮角度变化量的自由度大,有利于改善操控的稳定性。
3.悬吊构件之间的自由度是防震的方法,也有利于防止噪音发生。


独立悬吊的缺点

1.零件数量多,零件的精密度要求高,导致成本偏高。
2.因连杆的自由度大,有不利于轮胎磨耗的可能。
3.需要较大的装置空间。
4.悬吊系统的特性必须做仔细的调整。



侧倾抑制者—防倾杆

Anti-Roll Bar通常翻译成防倾杆。防倾杆是利用扭力杆弹簧的作用,来达成减少车身倾斜的目的,所以又以扭力杆、平衡杆、平稳杆等名词做称呼。防倾杆是一支附在悬吊系统上的杆子;对很多人而言它只是一支不甚起眼的铁杆而已。现在就将带您一探「防倾杆」这个位在底盘下方不起眼的装置的奥秘。

防倾杆的作用

防倾杆的二端透过连杆固定在悬吊系统的下支臂或是避震器上面;在距离杆子的左、右二端约1/3长度的位置会有一个与车身连结的接点。当车子在过弯时因离心力的作用使车身发生滚转,其情况就是使车身往弯外侧倾斜。这个滚转的动作就如同转动烤肉架上的肉串。滚转的幅度大约在7~9度之间;若旋转的角度太大时就会发生翻车。过弯时因防倾杆的做用而降低车身侧倾的程度,并改善轮胎的贴地性。侧倾程度减少会使外侧车轮的承受的荷重减少;且降低内侧车轮荷重减少的量。
 

图中横贯两前轮悬吊之弯曲的圆管即为防倾杆,该图中仅有前轮悬吊系统具备防倾杆。
防倾杆的杆身发生扭转时会产生反弹的力量,这个力量就称为反力矩;防倾杆是利用反力矩来抑制车身的侧倾。当左、右轮上下同步动作时,防倾杆就不会发生作用。在左右轮因路面起伏造成不同步跳动,或是在转向时车身发生倾斜,使防倾杆发生扭转时才会产生作用。防倾杆只有在作用时才会使行路性变硬,不像换用较硬的弹簧会使行路性全面的变硬。如果以弹簧来减少车身的侧倾,则需要换用非常硬的弹簧,以及使用阻尼系数很高的避震器。这样一来就会造成舒适性与循迹性不良。如果使用适当扭矩的防倾杆则可以在不牺牲舒适性和循迹性的情形下,减少车身在过弯时的倾斜程度。


防倾杆的特性

防倾杆与弹簧二者力量的总合称为防倾阻力。侧倾时车头和车尾的防倾阻力会同时发生,由于车身前后的配重比例以及重心位移的关系,使得前、后轴的防倾阻力会各不相同,这样便会影响车子的操控性能。如果后轮的防倾阻力过大,则使车子有转向过度的倾向。如果前轮的防倾阻力过大,则使车子有转向不足的倾向。防倾杆可用来控制车身的滚动之外,还可以利用防倾杆来控制前、后轴的防倾阻力藉以改变车子的操控性能。



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。
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。



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。
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。
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。



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。



前置引擎前轮驱动

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。



前置引擎后轮驱动


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。



前置引擎四轮驱动

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。



抓住弹簧的跳动—避震器


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。

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。

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。

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。

刹车系统

鼓式煞车  
 
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。
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。
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。

碟式煞车

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。
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。

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。

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。



汽车度量衡—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。

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.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。

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。

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。

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。

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。



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%。
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。



主动安全与被动安全

安全,是现代汽车学上最重要的议题。随着汽车对于人类生活的重要性日益的提高,汽车已成为每个现代人生活的一部份。而从第一辆汽车发明以来,车祸这个字亦成为人类生活的一部份。当车辆的性能越来越好、性能越来越高,让车祸所可能造成的风险代价亦越来越高。为了维持汽车消费者的安全,让其获得最佳的保障,安全设计已成为现代汽车设计之中最重要的一环,安全配备的成本,亦在汽车生产的比重之中越来越高。在数十年的发展之下,从底盘的设计、车体的打造,每一关键零组件的设计与安全,均已加入了安全的考虑。

主动安全 vs 被动安全

在这个单元之中,我们将介绍主动安全与被动安全的各种配备与设计。一般的消费者往往为「主动」与「被动」两个字眼所迷惑。一般而言,主动安全与被动安全配备的区分,主要是以发生意外时的撞击做为区分。主动安全配备大略是指发生撞击之前所做动的辅助装置。这些装置在车辆接近失控时便会开始作动,以各种方式介入驾驶的动作,希望能利用机械及电子装置,保持车辆的操控状态,全力让驾驶人能够恢复对于车辆的控制,避免车祸意外的发生。


而所谓的被动安全装置,则是在车祸意外发生,车辆已经失控的状况之下,对于乘坐人员进行被动的保护作用,希望透过固定装置,让车室内的乘员,固定在安全的位置,并利用结构上的导引与溃缩,尽量吸收撞击的力量,确保车室内乘员的安全。
常见的ABS、VSC等驾驶上的辅助装置,便是属于主动安全配备;而安全带、气囊及笼型车体结构,便是被动安全配备与设计,在本单元之中都将一一为读者介绍。

安全驾驶最重要

在此必须提醒所有的网友,主动安全配备与被动安全配备,在汽车行驶上都属于「辅助」装置,都是在车辆超越操控极限的情形之下,进行辅助的装置。装配这些辅助装置,并不能确保行车的绝对安全,仅能降低车祸意外发生的机率及伤害的程度。真正安全行车的关键,仍在于适当的保养,确保车辆机构的正常运作以及安全的驾驶行为。



EBD电子剎车力分配系统

在剎车的时候,车辆四个车轮的剎车卡钳均会作动,以将车辆停下。但由于路面状况会有变异,加上减速时车辆重心的转移,四个车轮与地面间的抓地力将有所不同。传统的剎车系统会平均将剎车总泵的力量分配至四个车轮。从上述可知,这样的分配并不符合剎车力的使用效益。EBD系统便被发明以将剎车力做出最佳的应用。

EBD是Electronic Brake-Force Distribution的缩写,中文全名为电子剎车力分配系统。配置有EBD系统的车辆,会自动侦测各个车轮与地面将的抓地力状况,将剎车系统所产生的力量,适当地分配至四个车轮。在EBD系统的辅助之下,剎车力可以得到最佳的效率,使得剎车距离明显地缩短,并在剎车的时候保持车辆的平稳,提高行车的安全。而EBD系统在弯道之中进行剎车的操作亦具有维持车辆稳定的功能,增加弯道行驶的安全。
提醒所有的网友,主动安全配备与被动安全配备,在汽车行驶上都属于「辅助」装置,都是在车辆超越操控极限的情形之下,进行辅助的装置。装配这些辅助装置,并不能确保行车的绝对安全,仅能降低车祸意外发生的机率及伤害的程度。真正安全行车的关键,仍在于适当的保养,确保车辆机构的正常运作以及安全的驾驶行为。


ABS防死锁剎车系统

ABS,是汽车主动安全辅助系统之中,最为大家所熟知的辅助系统,也是一般消费者最容易接触到的主动安全辅助系统。ABS,是Antilock Brake System的缩写,中文的翻译全名为防死锁剎车系统。望文知义,在ABS的辅助之下,就能够防止车辆在剎车时发生死锁的现象,进而提升车辆的操控性能,增加行车的安全。

打滑失控=合力大于抓地力

一如大家所知道的,车辆行驶于地面上,靠的是车轮与地面之间的摩擦力,一般在汽车的领域内我们称之为抓地力。车轮与地面之前的抓地力是有限度的,因此如果作用在车轮上加速、转向、剎车等各种力量的合力超过车轮与地面之间的抓地力,车轮与地面将会由原本滚动的方式转成滑动的方式,并变得无法依方向盘的转向进行操控,发生失控打滑的状况。

意外状况正确处理方式:减速+闪躲
在驾驶车辆时,遇上前方有事故或是障碍物的状况是不可避免的。在驾驶人全力踏下剎车踏板的情形,虽然能够让剎车力大幅度的提升,让车辆有效的减速,但是剎车力过大的情形,便可能超过车轮与地面之间的抓地力,造成打滑失控的状况。而在失控的状况之下,车辆将依惯性方向前进,无法依驾驶对于方向盘的操作进行转向,无法进行闪躲的动作。除非车辆滑动的磨擦力以及阻力足以在障碍前将车辆停下,否则车辆将因惯性作用而撞上障碍物。

ABS系统的功能在于让驾驶在紧急剎车的同时,依旧保持有操控的能力,让其在减速的同时,仍能保有闪躲的能力。

ABS避免死锁打滑

ABS便是为避免上述紧急剎车失控打滑现象所发明的。配置有ABS系统的车辆,会利用车轮的感知器,监测车轮是否发生死锁的状况。当车轮发生死锁状况时,ABS系统会介入剎车系统之下,释放剎车的压力,让被死锁的车轮剎车放开,让车轮恢复滚动,让车辆重新取得操控的能力,并再恢复剎车的压力,让车辆继续减速。如此反复,以分时的概念,让车辆的剎车系统,不断的进行剎车─放开─剎车─放开的操作,让车辆在剎车的间断之间,保有操控的能力,让车辆能闪避障碍,避免事故的发生。

正确使用ABS

现代的ABS系统,在1秒钟之内均可以进行数次至十数次上述的动作,让车辆的滑动降至最低,以在维持良好的剎车效果的同时,维持车辆的操控及闪躲能力。在紧急剎车时,驾驶仅需以最快的速度踏下踏板,ABS便会适时的介入剎车的操作。当ABS系统作动时,剎车踏板将因为剎车系统内压力的反复释放,而出现反震的现象。此为正常现象,驾驶人请勿惊慌,并继续以用力踏下踏板,维持ABS系统作动,以保有剎车与转向的力量。切勿因此放开踏板!若放开踏板将让车辆失去剎车的效果,增加危险。而由于人类踩放的速度无法与ABS系统作动速度相比,对于死锁打滑的反应亦不如ABS系统快速及敏感,因此在配置ABS的车辆上,也不要错误的以右脚进行点放,其剎车效果远远不如ABS,也增加人车的危险。
建议刚开始驾驶配置ABS车辆的驾驶人,在安全的环境下,尝试让ABS作动,了解启动ABS的方式并习惯ABS作动时的反震,并熟悉ABS作动下紧急剎车并闪躲的驾驶,以在遇见障碍时能正确地使用剎车系统,确保安全。

安全驾驶最重要!

提醒所有的网友,主动安全配备与被动安全配备,在汽车行驶上都属于「辅助」装置,都是在车辆超越操控极限的情形之下,进行辅助的装置。装配这些辅助装置,并不能确保行车的绝对安全,仅能降低车祸意外发生的机率及伤害的程度。真正安全行车的关键,仍在于适当的保养,确保车辆机构的正常运作以及安全的驾驶行为。


SRS/Airbag 气囊

气囊,是大家所熟悉的被动安全配备。其英文正式名称为SRS(Supplement Restraint System)辅助约束系统,而依其结构亦常直接称呼为Airbag。
气囊是高强度的布囊,平时折迭扁平地收纳在车室装潢之中。当车辆发生撞击意外时,撞撃感知器侦测到意外发生后,便会启动气囊。气囊将会迅速的充气,做为乘员与车辆之间的缓冲体,避免因为撞击到车体的结构或是破损的玻璃等物品而受伤。而在达成缓冲效果之后,气囊的机构亦会迅速排气,以避免阻挡驾驶人的视线及救援工作的进行。
 

气囊是安全带的辅助被动安全装置,在碰撞时充气,做为乘员的缓冲装置,以免人员受到更严重的伤害。驾驶座的气囊一般在方向盘中间,而副驾驶座位于前方中控台上。依空间与设计不同,形状亦有所不同。

安全带的辅助

必须注意的时,气囊本身仅有缓冲的辅助效果,乘员最主要的安全防护,仍是靠安全带将身体固定在座椅上,方避免乘员飞出车外,并让各种被动安全设计生效,提供防护,避免发生更严重的伤害。这亦是气囊全名为辅助约束系统的原因。
气囊的设计,完全是做为安全带的辅助之用,仅能在安全带发生作用的情形下,预防更严重伤害的发生。单纯使用,并不能有保护的作用,乘员在上车时仍需正确使用安全带,方能预防伤害的发生。
为追求气囊充气的效率,现在气囊均配置有炸药包,以引爆的方式,在短时间内产生大量的气体。由于引爆产生的能量极大,因此气囊炸开时会产生极大的冲击力量,对于人员可能会造成伤害。而以成人为设计标准的气囊,对于未成年的乘客更有致命的可能,因此未成年的乘员请搭乘于后座,以防万一。
提醒所有的网友,主动安全配备与被动安全配备,在汽车行驶上都属于「辅助」装置,都是在车辆超越操控极限的情形之下,进行辅助的装置。装配这些辅助装置,并不能确保行车的绝对安全,仅能降低车祸意外发生的机率及伤害的程度。真正安全行车的关键,仍在于适当的保养,确保车辆机构的正常运作以及安全的驾驶行为。
轮胎的基本常识

轮胎结构



1.断面宽度 2.断面高度 3.胎面 4.胎肩
5.胎边 6.胎唇 7.花纹 8.花纹沟
9.缓冲层 10.钢丝环带 11.胎体 12.三角胶
13.内面胶 14.胎唇钢丝 15.胎唇趾 16.防擦层
17.汽门嘴 18.轮圈

换算方式

扁平比=断面高度/断面寬度(H/W)
原规格断面宽度 X 原规格扁平比 = 原规格断面高度
原规格断面高度 / 新规格扁平比 = 新规格断面宽度
原规格断面高度 / 新规格断面宽度 = 新规格扁平比

轮胎标称尺度



轮胎速度标示



轮胎负荷指数

荷数 .. ..32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50
公斤 .. .112 115 118 121 125 128 132 136 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190
荷数  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70
公斤 195 200 206 212 218 224 230 236 243 250 257 265 272 280 290 300 307 315 325 335
荷数  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90
公斤 345 355 365 375 387 400 412 425 437 450 462 475 487 500 515 530 545 560 580  600

购买指示
请勿将辐射层轮胎与交叉层轮胎混合装着;不得已时,前二轮请使用交叉层轮胎, 后二轮则采用辐射层轮胎。
不同种类结构,花纹或新旧相差太多之轮胎,请勿装着于同一车轴。
换新轮胎时,宜将新胎装着于前轮轴,旧胎装着于后轮轴。
胎面磨耗至TWI指示点时,请立即更换新胎,以确保安全。

轮胎风压

轮胎风压过低时,轮胎滚 动之回转抵抗会变大而引起不正常的热度及应力,使 轮胎局部剥离破坏。
轮胎风压过高时,除导致 接地面积会小而降低轮胎之剎车性能,影向行车安全外 ,亦会因轮胎吸收震频之能力而导致行驶舒适性变差。
轮胎风压系与车辆性能有直接关系,请遵守车厂指示之风压规定。
连续行驶于高速公路时,请提高轮胎之风压约0.2至 0.3Kgf/Cm2.

轮胎荷重及速度

不正常的载重会导致轮胎超过负荷而发生故障。请按照车厂的载重限制乘载 人员, 不可以超载。
超速行驶会导致轮胎内部温度过度上升,而降低橡胶接着力终致发生故障。

轮胎安装

请使用标准轮圈,已变形或损伤之轮圈切勿使用。
轮圈与轮胎组合前,请先清理轮圈与轮胎,不可有杂物留置于内部。
轮圈与轮胎组合前。可使用橡润滑剂或肥皂水擦拭胎唇轮圈凸缘,请勿使用油性润滑剂。
轮圈与轮胎组合时应注意嵌合情形,请勿使用超过正常范围之风压强行安装,以免发生危险。
轮圈与轮胎组合需要由轮胎行专门人员来操作,请勿自行组合。

轮胎维护及检查

请勿将车辆停放于靠近热源,发电机或地面有溶剂的地方。
为了您的安全,在开车前请先检查轮胎风压是否正常及轮胎有无损伤。

未来轮胎的发展方向

A扁平化 B子午化 C无内胎化,以下提供各式范例可供您参考查询:

27 X 1 1/4    27--轮胎外径单位英寸(inch) 1 1/4--断面宽度单位英寸(inch)

26 X 2.125    26--轮胎外径单位英寸(inch) 2.125--断面宽度单位英寸(inch)

20 - 622     20--断面宽度单位公尺(mm) 622--RIM外径(轮胎内径)单位公尺(mm)

700 X 45 C    700--轮胎外径单位公尺(mm) 45--断面宽度单位公尺(mm)

C--适用轮圈种类

3.50 - 10 8PR
3.50--断面宽度单位英寸(inch)-轮胎结构(-表BIAS斜交胎)
10--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch)
8PR--帘纱层级强度 TL--免用內胎(TUBELESS)

120/70 - 12 51 J TL
120--断面宽度单位公尺(mm)
70--扁平比(%) -轮胎结构(-表BIAS斜交胎)
12--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch) 51--载重指示
J--速度代号 TL--免用內胎(TUBELESS)

23 X 8.00 - 10 2PR TL
23--轮胎外径单位英寸(inch)
8.00--断面宽度单位英寸(inch)-轮胎结构(-表BIAS斜交胎)
10--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch)
2PR--帘纱层级强度 TL--免用內胎(TUBELESS)

7.00 - 12 14PR
7.00--断面宽度单位英寸(inch)-轮胎结构(-表BIAS斜交胎)
12--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch)
14PR--帘纱层级强度

10- 16.5 8PR TL
10--断面宽度单位英寸(inch)-轮胎结构(-表BIAS斜交胎)
16.5--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch)
8PR--帘纱层级强度 TL--免用內胎(TUBELESS)

260 X 85 4PR
260--轮胎外径单位公尺(mm) 85--断面宽度单位公尺(mm)
4PR--帘纱层级强度

7.00 R 16 12PR LT
7.00--断面宽度单位英寸(inch) R--轮胎结构(-表BIAS斜交胎)
16--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch)
12PR--帘纱层级强度 LT--用途(Light Truck轻卡)

11.00 - 20 16PR
11.00----断面宽度单位英寸(inch)- 轮胎结构(-表BIAS斜交胎)
20--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch) 16PR--帘纱层级强度

165 R 13 82 S TL
165--断面宽度单位公尺(mm) R--轮胎结构(R表Radial钢丝)
13--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch)
82--载重指示 S--速度代号 TL--免用內胎(TUBELESS)

185 R 14 C 8PR TL
185--断面宽度单位公尺(mm) R--轮胎结构(R表Radial钢丝)
14--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch)
C--用途(C:商业用車) 8PR--帘纱层级强度
TL--免用內胎(TUBELESS)

31 × 10.50 R 15 14PR TL
31--轮胎外径单位英寸(inch) 10.50--断面宽度单位英寸(inch)
R--轮胎结构(R表Radial钢丝)
15--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch) 14PR--帘纱层级强度
TL--免用內胎(TUBELESS)

215/70 R 15 C 109/107 L 10PR
215--断面宽度单位公尺(mm) 70--扁平比(%)
R--轮胎结构(R表Radial钢丝)
15--RIM外径(轮胎内径)单位英寸(inch) C--用途(商业用車)
109--单伦时载重指示 107--复轮时载重指示
L-速度代号
10PR--帘纱层级强度


换胎方式






前轮因受到橫向阻力和刹车装置之影响,易生偏磨耗。后轮则因负荷重,尤其是驱动轮时,其疲劳度较大。所以轮胎位置若适时适当交换,可使偏磨耗及疲劳平均化,而促进轮胎的寿命。 


氮气使用

氮气英文全名为NITROGEN,化学元素代号為N,是空气中含量最多的气体,约占空气总体积的五分之四。
氮气是无色、无臭、无味的稳定性气体。因为N2具有三键 ( N≡N ),鍵能极大,化性不活泼,在常温度下 几乎不与任何元素产生反映, 只有在高温時才能与少數金屬或非金屬元素化合。密度比空气小(S.T.P.下,N2的密度为28/22.4=1.25g/L ) 氮气是一种不助燃、不可燃的气体,其熔点为-209.9oC,沸点为-195.8oC。 
氮气自从1772年被发现后,已被广泛地应用在工业、食品、医疗等用途。而有关航太、航空及赛车上,应用氮气来填充轮胎则有将近20年的历史。

轮胎充氮气的好处

提高安全性:
汽车行驶时,轮胎温度会因与地面摩擦而升高,尤其在高速行驶及紧急刹车时,轮胎內部气体的温度会急速升高,胎压骤增,所以会有爆胎发生的可能。而与一般高压空气相较下,高纯度氮气因为几乎不含任何水分,故其受热之膨胀系数低,且有不可燃、不助燃等特性,所以可以大大地减少爆胎的几率。
维持轮胎胎压的稳定
因为氮气渗透轮胎胎壁的速度比空七慢约30~40%,所以可以使轮胎保持在适度充气状况下较长时间。
延長轮胎的使用寿命
橡胶的老化是受空气中的氧分子氧化所致,橡胶老化后,其强度及弹性均会下降,且会有龟裂情形发生,这是造成轮胎使用寿命缩短的原因之一;氮气因不含氧和水,不会对轮胎內部橡胶造成氧化作用,也不会對金属轮圈形成腐蚀,所以可以延长轮胎的使用寿命。
减少油耗,有利环保
轮胎的胎压不足与受热后滚动阻抗的增加,会造成汽车行驶时的油耗增加;而氮气除了可以维持的稳定,延缓胎压降低的速度外,其乾燥且无水分的特性,也可以减低轮胎走行时温度的提高,降低滚动阻抗,进而达到节省油耗的功能。

轮圈结构

A . 外径B . 宽度C . 胎唇座D . HumpE . 凸缘形狀F .总宽
G . 螺丝孔径H . 螺丝孔中心直径(P.C.D)I . 轮轴孔直径J . 才部座K . 轮胎组装后中心L . 气门咀孔
M . 轮胎中心与轮圈才部座距离(offset)

轮圈种类
A、突缘形状代号:B、D、E、F、J、JJ、K、L、T 记号:DC(Drop Center Rim)

用途:轿车、小型卡客车、轻型客货车
B、突缘形状代号:E、F、GS、H、N 记号:SDC(Semi Drop Center Rim)

用途:小型卡客车
C、突缘形状代号:S、T、V、WI 记号:IR(Inter Rim)

用途:卡客车(使用內胎)
D、突缘形状代号:SW、SWA 记号:DC(Drop Center Rim)


四轮定位

(1)四轮定位的重要性:
A、安全性的影响:高速行驶时的不稳定及高速转弯时的重心移位。
B、零件的加速磨损:颤动及摇动易使车辆零件磨损,拖曳現象造成轮胎快速磨损。
C、操控性不良:转向过重或行驶浮游。
D、蚝油:行驶不顺畅造成效率低落。
E、驾驶人的疲劳:行驶的不舒适及側滑。
(2)实施四轮定位的时机:
A、车辆直行时方向盘是偏的。
B、双手离开时车辆会向左 或向右偏滑。
C、轮胎磨损不正常、有严重吃胎的現象。
D、车身会跳动不稳。
E、方向盘會左右晃动。
F、行驶时有浮游的情形。
G、车辆有杂音或怪声出現。
(3)四轮定位的各项角度:
就轮胎的定位來说,前轮定位要比后轮定位来的重要许多,而完整的定位共有七项不同角度,说明如下:
A、外傾角 借轮胎以铅垂线基准而向內或向外倾斜所形成。
正外倾角:轮胎顶部向外倾斜。
负外倾角:轮胎顶部向內倾斜。

正外倾角过大磨损外胎肩

负外倾角过大磨损內胎肩
B、后倾角 转向轴以铅垂线为基准向前或向后倾斜的角度。
正后倾角:转向轴顶部向后倾斜。

负后倾角:转向轴顶部向前倾斜。
C、轮胎缘距(TOE)
轮胎前面与后面橫向距离之差

外侧胎肩部磨损
a、TOE IN:轮胎前面橫向距离小于轮胎后面橫向距离。

內侧胎肩部磨损
b、TOE OUT:轮胎前面橫向距离大于轮胎后面橫向距离。
c、推力线 后轮轮胎缘距的平分线。

正推力角

负推力角
(4)车辆的转向:
"转向"被解释为车辆行驶弯曲路径的几何轨迹。
有效转向的项目是: 1.转向和悬挂的设计2.优良零件 3.定位几何 4.轮胎大小、构造型式和气压
(5)车辆的回馈:
"回馈"是容许驾驶人能感觉控制所需要的路面感觉。
影响回馈的项目是:1.优良的转向和悬挂构件2.型式和气压
(6)轮胎寿命的影响:
"轮胎寿命"定义为轮胎可以保持适当和安全胎面多久。
影响轮胎的寿命的项目是:
1.外倾角2.轮胎缘距(toe)3.后倾角4.磨耗的转向和悬挂构件5.车辆用途6.车辆负荷7.轮胎构造型式



TRC循迹防滑控制系统

TRC的英文全名为Traction Control System,中文翻译为循迹防滑控制系统。从名称可以知道,TRC系统的目的,是维持车辆行进的轨迹,让其符合车辆驾驶者的操控。
由于在现实世界之中,路面的状况并不如理论状况完美均匀,依道路铺面材料及使用状况,常会出现路面摩擦系数不同的状况;而在积砂、积水、结冰等路段,路面的摩擦系数的差异更是大。在这种情形之下,若车辆的左侧车轮与右侧车轮所处的路面状况不同,所能获得的抓地力亦不同,在加速的情形下,便可能造成抓地力较低的车轮打滑,驱动力降低,而状况较佳的路面抓地力较佳,驱动力较大,让车辆向抓地力较低的方向偏离原有的路线。
当这种现象出现时,侦测到车轮打滑的现象,TRC系统将会发送讯号给引擎控制计算机,降低引擎的输出,并控制剎车系统,让车轮不再打滑,让车辆回复正常方向,依循原有轨迹前进。

TRC系统能确实将动力传递至路面,避免打滑状况的发生,减少油料的无谓浪费及轮胎的磨耗。同时亦能让车辆更依照驾驶的意志行驶,提升行驶安全。
提醒所有的网友,主动安全配备与被动安全配备,在汽车行驶上都属于「辅助」装置,都是在车辆超越操控极限的情形之下,进行辅助的装置。装配这些辅助装置,并不能确保行车的绝对安全,仅能降低车祸意外发生的机率及伤害的程度。真正安全行车的关键,仍在于适当的保养,确保车辆机构的正常运作以及安全的驾驶行为。



行驶性能篇

极速
动力系统所提供的动力使汽车能够达到的最高行驶速度。汽车制造厂会因应gov-ern-ment的要求或销售市场的惯例,在车辆上面藉由电子系统限制汽车的最高行驶速度。例如在欧洲销售的高性能房车都会将极速限制在250km/h以下;而在日本则是将汽车的极速限制在180km/h以下。
要提高车辆的极速除了增加引擎的动力输出之外,还要降低汽车行驶的阻力。所有的行驶阻力当中就以空气阻力为最大,也是汽车在高速行驶时主要的行驶阻力来源。为了降低汽车在高速行驶时的空气阻力,汽车制造厂都投入大量的资源在空气力气方面的研究,使车身的造型设计合乎空气动力学,藉以制造出具有高稳定性及经济性的汽车。
在车身空气力学上下工夫,可以有效降低风阻,进而改善高速行驶的省油性。


加速性能

引擎输出的马力及扭力在呈一定状态下,因各档位减速比设定的不同,使汽车的加速性能有所差异,除此之外车身重量的大小对于汽车的加速性能就产生更大的影响。在起步时速度从零开始加速的过程中,引擎的动力输出和各档位减速比始终影响着汽车的加速性能。藉由多种的加速性能测试,可以了解汽车在各种状况下的行驶性能。一般常见的汽车加速性能测试有0~100km/h和0-1/4mile二种,由于1/4mile等于402.3m,因此有些测试则改为0-400m。

耗油性能

地球资源日渐减少,空气污染日益严重,汽车在消耗资源的同时也制造空气污染。要如何使汽车在消耗资源时,还能够兼顾环保问题呢?提升汽车的耗油性能就成为汽车制造厂的重要课题了。虽说「又要马儿跑,又要马儿不吃草」是不大可能的事,但是经由各车厂工程师的研究下,已经研发出许多技术,让车辆能在性能提升的同时,也能拥有不错的省油性。
例如Hybrid混合动力,使Toyota Prius拥有每公升汽油行驶35.5公里的省油性能。而可变进器歧管、可变汽门正时等系统,也可以有效的提升引擎的进气效率,而达到省油的效果。

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