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標題: [汽油引擎] 引擎二三事 [打印本頁]
作者: 托苦海    時間: 2009-6-26 16:00     標題: 引擎二三事

一談到汽車性能，最受注目的就是被比喻為心臟部份的引擎；除此之外，汽車大小以及排氣量等等，也都與引擎息息相關，這是理所當然的，因為引擎是動力的主要來源。引擎的機械原理其實與一百年前沒什麼兩樣，但其間累積了許多細節部份的技術演變，才得以達到今天的性能；尤其明顯的是，引擎本身的輕量化更是解決了許\多問題，性能的提高自是不在話下，在效率方面也是進步卓越。不過，技術的進步是永無止境的，相信今後人類將繼續為提高性能而投下心血。

多氣閥引擎

在一個汽缸上各有2個以上的進排氣閥的引擎。因為引擎頭的開口面積大，所以進排氣效率高，氣閥本身很輕動作良好，所以反應佳、馬力高的引擎多採這種多氣閥式，而且多半是2個進氣閥加2個排氣閥的比較多。4氣閥以上的引擎則是每個汽缸有3個進氣閥、2個排氣閥的5氣閥引擎。已進入量產化，超過這個以上的則有 6氣閥V6，更高級的還有本田的摩托車用，具有橢圓型活塞的8氣閥。雖然氣閥數愈多，進排氣愈高，不過燃燒室形狀複雜有時反而使燃燒效率變差，零件數量多加工困難，提高的性能不見得與高出的成本成比例。

氣閥【valve 】

又稱氣門，通稱控制液體或氣體的出入口，而在汽車上最具代表性的就是控制進排氣的氣閥，這種氣閥呈香菇狀，底部為圓型，因為燃燒室間隙很小，所以無法大幅開閉；進氣排氣的效率就是取決於此。當然氣閥直徑愈大效果愈佳，不過必需受限於有限的空間，為此必須增加氣閥數、以小直徑加以排列，同時減小氣閥重量、提高運動性能，擴大通路以提高進排氣的效率。

DOHC雙凸輪軸引擎【double overhead camshaft 】

凸軸分為進氣閥用與排氣閥用的兩根OHC，凸輪直接壓著氣閥，因此適用於高回轉，雖然可以獲得相當大的馬力，不過驅動凸輪軸的機械構造非常複雜，幾乎所有的高性能車都是採用這種方式。

頂上凸輪軸式引擎【overhead camshaft 】
也是將氣閥置於頂上的一種，不過凸輪軸在汽缸頭側面，直接以搖桿壓氣閥，因此適於高回轉。此外單凸輪軸的又稱為SOHC(single OHC)，以便與下項的DOHC(double OHC)區別。

頂上氣閥式引擎【overhead valve 】

氣閥置於頂上因而得名。在汽缸內凸輪軸處以推桿推上，再以搖桿壓下。因為可動部份多，高回轉時不容易保持正確，不過經過大幅改良以後，也有很多優良的引擎採OHV型


增壓進氣引擎

並非自然的大氣壓力，而是加裝幫浦吸入加壓空氣的方法。因為進氣效率大幅提高，所以輸出馬力也不一樣。Supper charger、Turbo charger等就是這種增壓裝置，可以提供比大氣更高壓的空氣。

自然進氣引擎【naturally aspirated engine 】

引擎在活塞下降時，形成負壓使空氣進入。起動時，當自動馬達一回轉就會開始這項作用，回轉中也持續不斷將空氣吸入，至高回轉時，因為進排氣抗力增高，效率大概會減到70%左右，遇到高地或高溫時，空氣密度低也會影響性能；這類引擎簡稱NA引擎。

氣冷式引擎

亦即空氣冷卻式，多用在鋁合金製引擎，氣冷式引擎表面積必須比較大。汽車因為有車身，所以必需強制以風扇送入空氣，雖然大氣本身溫度低，可以冷卻，不過空冷式除了空氣之外，還必須利用潤滑油的循環幫助冷卻，目前只有保時捷等少部份的車使用這種冷卻方式。

水冷式引擎

引擎在燃燒時放出高熱，為了持續行駛，必需同時不斷加以冷卻，愈是高性能車款愈重視冷卻工作。將水管通入引擎汽缸與汽缸頭的內部，冷卻水變熱後又循環至水箱，使之保持在攝式100度以下。水冷式引擎除了效率比空冷式高以外，也可減少引擎的整體體積，因此一般汽車多採水冷式。

橫置引擎

橫向放置引擎多用在後置引擎後輪驅動車(RR)上，引擎橫置時，可以減小車頭長度，相對的加大室內空間，對於有限的空間而言，是比較理想的配置方法。

縱置引擎

順著車子的前進方向，引擎呈縱向置放；此時也意味著曲軸同樣是呈縱向。長久以來引擎都是以這種方式搭載，如此引擎室兩側尚有充裕的空間，整備性良好。

水平對臥汽缸

以曲軸為中心，汽缸分列於左右呈水平對向排列的配置。汽缸數為2、4、6、8、12等偶數。因為汽缸是平放的，所以四汽缸水平對向又稱平四(flat four)、六汽缸則稱為平六(flat six)。保時捷與速霸陸的引擎就是採用這種方式。

V型排列汽缸

假使汽缸數量多，使用V型排列可以讓長度縮減。V2、V4較不常見，汽車上多使用V6、V8、V12，其配置比直列式汽缸複雜得多，在日本多用在高級車引擎上。

直列式汽缸

基於汽車搭戴空間的考量，汽缸的排列方式非常重要。直列式是指將多汽缸排成一列，日本車多採用這種型式。到四汽缸為止直列式沒什麼問題，不過超過六汽缸以上，引擎就變得很長，很難收容於引擎蓋下。跟V型排列比起來，直列式汽缸結構上比較簡單，小型車還是以直列式為主流。

汽缸

引擎汽缸數在兩個以上，通常汽車都超過四汽缸。基本上，汽車已將2、3、4、5、6、8、12汽缸加以實用化；在車賽中也出現10汽缸的例子，亦稱為複式氣缸。

單汽缸

所謂汽缸是活塞上下運動時的筒狀部份，單汽缸的就是只有一個汽缸的引擎，多用在50cc~250cc的機車引擎上，大排氣量的汽車很少用單汽缸型引擎。

W四行程引擎【four-cycle engine 】

引擎曲軸回轉兩次(往返活動四次)，就完成一次的循環動作。每回轉兩次就燃燒一次，在結構上完成度最高，是目前汽車引擎的主流。

二行程引擎【two-cycle engine 】

引擎曲軸回轉一次，活塞就往返活動兩次，其間完成了進氣、壓縮、膨脹、排氣的循環動作。每回轉一次就爆發傳達動力，對小型引擎來說比較有利，這類引擎多用在機車上。

行程數【cycle 】
'
行程即指周期，在引擎上是指『進氣』、『壓縮』、『膨脹』、『排氣』循環回轉的現象，而將這項活塞的上下運動以行程表示。本來二行程引擎全名為二衝程循環引擎，而四行程引擎則是四衝程循環引擎，現在多簡稱為二行程、四行程。

柴油引擎【diesel engine 】

柴油引擎的燃料是使用比汽油更低級的輕油。它的基本原理是先『吸入』空氣，然後再以比輕油更高的壓力『噴射』出，使之自然『起火』爆發，進而燃燒。可分成直接噴射燃燒室，以及間接噴射燃燒室兩種。因為壓縮比高，所以震動比較大，燃燒噪音也比較高。因此，柴油引擎雖然用在卡車上沒什麼關係，不過如果用在轎車的話，就必需想辦法在這方面謀求改善。雖然柴油的油錢比較省，不過現在汽油引擎越來越便宜，所以柴油車轎車也就減少了許多。

轉子引擎【rotary engine 】

轉子引擎是汽油引擎的一種，不過它不使用反覆動作的活塞，而是利用轉子以偏心形在特殊的眉形燃燒室內回轉的一種引擎，它同樣是以『吸入』、『壓縮』、『點火』的方法燃燒。轉動式活塞引擎的概念是1927年一位當時年僅二十六歲的德國機械天才 Wankel 先生所發明的，而日本馬自達汽車廠的前身『Toyo Kogyo』也在1970年左右加入了轉子引擎的研發，目前全世界只有馬自達將轉子引擎量產成為汽車專用引擎。

汽油引擎【gasoline engine 】

以石油製品當中，揮發性最高的汽油作為燃料的引擎，只能以汽油或很接近的液化瓦斯帶動。其基本原理是：『吸入』空氣及汽油的霧氣，再將之『壓縮』8至10 倍，以電氣火花點燃引爆後，燃燒形成能量，屬於典型的內燃結構。汽車用的引擎基本上比較輕、馬力比較大，而震動與噪音也比較小

點火能量【Energy Output 】

除了跳火電壓、火花時期外，一般用來評量點火能力的尚有「點火能量」﹝Energy Output﹞，這是指火花時期能量的總和。通常來說要點燃靜止且具理想混合比的油氣所需的能量約為0.3mJ﹝mJ=千分之一焦耳﹞，在過濃或過稀時可能超過3mJ，這個能量是點燃油氣的最低需求，在真實情況中，特別是在高轉速所需的能量將數倍於這個值，而一般車輛的點火系統約可提供40-50mJ的點火能量。

火花時期【Spark Duration 】

當火星塞產生跳火電壓之後，由於電流負荷的產生，電壓值會驟降，但仍在某一時間內維持持續的火花，提供混合氣點燃的機會，此一時期稱為「火花時期」﹝Spark Duration﹞。

跳火電壓【Firing Voltage 】

由高壓線圈產生的高壓電送達火星塞之後，在火花產生之前由於有火星塞間隙存在，所以是一個非導體，但當電壓到達某一個值時，火星塞的間隙會突然變成導體，而產生火花越過間隙，此一電壓值就稱為「跳火電壓」﹝Firing Voltage﹞。

【DDC 】

所謂的DDC系統，DDC系統是結合了電子節氣門，主動式方向盤(Active Steering)及變速箱電腦三大部分而成。當DDC啟動時，除了電子節氣門應答速度加快外，並增加油氣濃度，此時主動式方向盤亦隨著減少方向盤輔助力道，並調整方向盤可變齒輪比，以提昇路感及方向盤回饋程度，配合變速箱換檔時機大延幅度，進而提昇車輛性能。目前BMW所有車系中僅有新5系列及 645Ci配置此系統。

汽缸體【cylinder block 】

屬於引擎的主體部份。cylinder本身就是筒的意思，所有的引擎零件都組裝在這上頭，然後再裝置於車身上，通常採用鑄鐵或鋁合金製作。現在科技日新月異，輕量化也愈來愈進步，尤其最近的汽缸更是講究精小化



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