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引擎概论

汽车要在道路上行驶必须先有动力，而动力的来源就是引擎。引擎性能的良否是决定汽车行驶性能的最大因素。目前汽车使用的引擎均属于内燃机。引擎的功能就是将燃料从化学能转成热能再转成机械能。而机械能也就是一般所谓的动力。引擎在将燃料转成动力的过程中会经过一定的工作程序，而且此一程序是周而复始连续不断的循环。

常会见的车用引擎依种类、大小及用途…等等的不同而有许多的分类方式。

一、依工作循环方式：

1.奥图循环(Otto cycle)：使用在汽油引擎。
2.狄塞尔循环(Diesel cycle)：使用在柴油引擎的。

二、依使用燃料的种类：

1.汽油引擎：主要使用在汽车、航空器。
2.柴油引擎：主要使用在汽车、船、发电机。
3.重油引擎：主要使用在船、发电机。
4.瓦斯引擎：主要使用在汽车。

三、依冷却方式分：

1.气冷式引擎
2.水冷式引擎

四、依运作循环行程分：

1.二行程引擎：二个行程完成一个工作循环。
2.四行程引擎：四个行程完成一个工作循环。

五、依活塞运动的不同分：

1.往复式活塞引擎(reciprocating engine)
2.回转式活塞引擎(rotary engine)

六、依点火方式分：

1.压缩点火式引擎
2.火花点火式引擎

七、依汽缸数量分：

1.单汽缸引擎
2.多汽缸引擎

八、依汽缸排列方式分：

1.直列式引擎
2. V型引擎
3.对卧式引擎

现行汽车产品上所使用的引擎，主要为采用奥图循环、以汽油为燃料的往复式活塞四行程多汽缸自然进气引擎，依不同的排气量与工程需求，有直列四缸、V型六汽缸等形式。各种型式的引擎所采用的零件，以及在引擎外部的次系统零组件，都非常的相似。在后续的单元中会为大家一一的介绍引擎的各项零件和次系统的原理及功能。

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。以下向大家介绍常见的缸径、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 cc

引擎排气量＝汽缸排气量×汽缸数量＝448.5cc×4＝1794 cc

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 cc，燃烧室容积：49.83 cc

压缩比＝(49.84＋448.5)：49.84＝9.998：1≈10：1

凸轮轴与汽门

凸轮轴：

在一支轴上有许多宛如「蛋形」凸轮，其被安装在汽缸盖的顶部，用来驱动进气汽门和排气汽门做开启与关闭的动作。

在凸轮轴的一端会安装一个传动轮，以链条或皮带与位在曲轴上的传动轮连接。在以链条传动的系统中此传动轮为一齿轮；在以皮带传动的系统中此传动轮为一具齿槽的皮带轮。

一般双顶置凸轮轴(DOHC)设计的引擎，其进气和排气的凸轮轴均挂上一个传动轮，由链条或皮带直接带动凸轮轴转动。有些引擎为了减少汽门夹角，而将凸轮轴的传动方式改变成以链条传动方式带动进气或排气的凸轮轴，再藉由安装在进气和排气的凸轮轴上的齿轮以链条带动另外一支凸轮轴。

汽门：

控制空气进出汽缸的阀门。让空气或混合气进入的称为「进气汽门」。让燃料后的废气排出的称为「排气汽门」。

引擎基本构造

SOHC单凸轮轴引擎

引擎的凸轮轴装置在汽缸盖顶部，而且只有单一支凸轮轴，一般简称为OHC (顶置凸轮轴，Over Head Cam Shaft)。凸轮轴透过摇臂驱动汽门做开启和关闭的动作。

在每汽缸二汽门的引擎上还有一种无摇臂的设计方式，此方式是将进汽门和排汽门排在一直线上，让凸轮轴直接驱动汽门做开闭的动作。有VVL装置的引擎则会透过一组摇臂机构去驱动汽门做开闭的动作。

DOHC双凸轮轴引擎

此种引擎在汽缸盖顶部装置二支凸轮轴，由凸轮轴直接驱动汽门做开启和关闭的动作。仅有少数引擎是设计成透过摇臂去驱动汽门做开闭的动作。有VVL装置的引擎则会透过一组摇臂机构去驱动汽门做开闭的动作。

DOHC较SOHC的设计来得优秀的主要原因有二。一是凸轮轴驱动汽门的直接性，使汽门有较佳的开闭过程，而提升汽缸在进气和排气时的效率。另一则是火星塞可以装置在汽缸盖中间的区域，使混合气在汽缸内部可以获得更好更平均的燃烧。

直列引擎与v型引擎

直列引擎
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线做开头，而标示为“ Line 4”或“L6 ”以代表直列4汽缸或是直列六汽缸引擎之意。

v型引擎
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” 。

可变汽门正时&可变长度进气岐管

可变汽门正时：

曲轴经由齿状的传动装置带动凸轮轴转动，使汽门在做开启与关闭的动作时会与曲轴的转动角度成一定的对应关系。

由于气体流动的性质会随着引擎运转速度的快慢而改变，如何使汽缸在不同的转速下都能够获得良好的进气效率？为此必须改变汽门在开启与关闭时间。经由安装在凸轮轴前端的油压装置使凸轮轴可以另外做一小角度转动，以使进气门在转速升高时得以提早开启。

可变长度进气岐管：

为了使引擎在高、低转速时能够维持平稳的进气效率，如何制造出长度适合的进气管路就成了一件重要的课题。藉由在进气管路中设置阀门来使进气管路改变成长、短二种路径。以满足引擎在高转速运转时需要流速快、动能大的气流；并且在低转速时供给引擎适当流量的空气。这样就能够使引擎在高转速时获得较大的马力，而在较低转速时有较佳的油耗表现。