汽車的構造與機械原理

作者序

序章  行進、停止、轉向── 滿足汽車機能的三大要素

第1章  驅動汽車行進的原理

01-01  輪胎與路面摩擦驅動汽車行進──摩擦力與驅動力

01-02  超過摩擦力的極限就無法驅動汽車──摩擦力的極限

01-03  發揮驅動力，產生加速度，車速便能提高──作用力與加速度

01-04  一面對抗行進阻力，一面行進──慣性與行進阻力

01-05  行進中的汽車擁有動能──動能

01-06  坡道的高度是能量的盟友，也是敵人──位能

01-07  路面傾斜會減弱驅動力──傾斜與摩擦力

01-08  輪胎變形、大氣壓力與摩擦會妨礙汽車行進──行車阻力

01-09  引擎分兩階段轉換能量──熱機與內燃機

01-10  活塞與汽缸構成燃燒室──引擎的基本構造

01-11  引擎運轉的四個行程：進氣、壓縮、燃燒與膨脹、排氣──引擎運轉的四個循環步驟

01-12  引擎運轉的四個行程：進氣、壓縮、燃燒與膨脹、排氣──柴油引擎的四個行程

01-13  燃料所產生的能源無法全數轉換為動能──熱效率

01-14  引擎迴轉的力量無法直接傳動車輪使汽車行駛──引擎的性能

專欄 1 轉子引擎

第2章  引擎的基礎構造

02-01  不將活塞的往復運動轉換成迴轉運動就無法應用──曲軸機構

02-02  引擎中負責產出動能的僅只燃燒與膨脹行程──多汽缸化與飛輪

02-03  以金屬塊打造而成，內部容納活塞的汽缸──汽缸體與汽缸蓋

02-04  在受到汽缸與活塞包圍的空間內產生力量──燃燒室與排氣量

02-05  汽缸愈多，輸出馬力愈大，引擎運轉愈順暢──汽缸數與汽缸排列

02-06  引擎產出動力時，從事往返運動與迴轉運動的部分──主驅動系統

02-07  配合四行程開閉，控制進排氣時間──進、排汽門

02-08  藉由曲軸迴轉啟閉凸輪──汽門桿

02-09   進排汽門的啟閉存在微妙的時間差──汽門正時

2-10  引擎必須借助各種系統才能運轉──引擎本體與輔機

專欄2  直列式6汽缸引擎

第3章  驅動引擎運轉的基礎原理

03-01  供應引擎流暢且乾淨的空氣──進氣裝置

03-02  配合油門踏板調控進氣量──節流閥

03-03  排氣不順暢將導致次回燃燒不正常──排氣裝置

03-04  將有害物質轉化為無害物質，避免空氣汙染──觸媒轉化器

03-05  降低廢氣的壓力與溫度，安靜且安全地排放廢氣──消音器

03-06  在最適當時機噴射供給最適量的燃料──燃油供給系統

03-07  霧化燃油，使燃油容易與空氣混合──進氣口噴射式與缸內直噴式燃油噴嘴

03-08  利用高壓電流放電，產生火花點火──點火系統

03-09  利用電腦阻斷或接續電流以產生高壓電流──直接點火系統

03-10  利用造成細且尖的電極激發強烈火花──火星塞

03-11  蒐集各種資訊以便控管引擎的狀態──引擎電腦

專欄3  超稀薄燃燒模式

第4章  支援引擎的機械構造

04-01  引擎過熱便無法正常運作──冷卻裝置

04-02  冷卻液溫度升至100℃以上也不會沸騰──加壓冷卻

04-03  引擎溫度過冷將引發各種負面影響──調溫器

04-04  促進引擎內部零件運作順暢──潤滑系統

04-05  潤滑之外，機油兼具多項功能──機油

04-06  利用馬達的力量驅動曲軸迴轉──起動裝置

04-07  利用引擎的動力發電，以因應起動或電力不足情況所需──充電裝置

04-08  利用化學變化貯電或放電──電瓶

04-09  輸送高壓空氣至引擎以提高引擎性能──增壓機

專欄4  油與工作液體

第5章  傳動車輪的機械原理

05-01  傳動系統有前輪驅動或後輪驅動之分──傳動系統與傳動方式

05-02  藉由變速將引擎轉數與扭矩調整至最合適的行駛狀態──齒輪、滑輪、變速

05-03  變速箱依需手動操作與否及需階段性變檔與否分類──變速箱

05-04  由不同齒輪比的齒輪組合中挑選所需──手排變速箱

05-05  藉由摩擦使轉軸接續流暢──離合器

05-06  藉由流體傳遞迴轉動能，同時增加扭矩──扭矩轉換器  1

05-07  帶給汽車慢速爬行的便利性能──扭矩轉換器  2

05-08  利用液體的壓力傳導力量使機件作動──油壓機構

05-09  使用如天體般作動的齒輪達成自動變速──行星齒輪

05-10  依照電腦指令配合行駛情況變速──自動變速

05-11  改變滑輪的寬幅，藉由實際直徑改變達成變速目的──無段式連續變速

05-12  左右車輪以不同轉速過彎──差速齒輪

05-13  配合左右驅動輪所承受的阻力分配迴轉動力──差速齒輪與最終減速齒輪

05-14  化解差速齒輪的弱點，同時提升過彎性能──限制滑動差速器（LSD）

05-15  相對位置改變依然可藉由軸類傳遞迴轉動能（副標）──軸類與萬向接頭

05-16  四輪驅動的唯一敗筆：不宜全程使用──四輪驅動

05-17  吸收前後輪的轉速差異，流暢過彎──全時四輪驅動

05-18  必要時自動由二輪驅動切換成四輪驅動──分時四輪驅動

專欄5  環形無段式連續變速箱

第6章  使汽車停止行進與轉向的機械原理

06-01  使汽車減速的制動力來自摩擦力的反作用力──制動力與摩擦力

06-02  藉由油壓機構將踩油門的力量傳遞至煞車本體──腳煞車

06-03  由兩側夾住圓盤，利用摩擦熱減速──碟式煞車（碟煞）

06-04  將摩擦材料推入圓筒內，利用摩擦熱減速──鼓式煞車（鼓煞）

06-05  利用大氣壓力輔助踩踏煞車踏板的力量──倍力器

06-06  控管輪胎與路面的摩擦力不至超越極限──防止車輪鎖死煞車器統（ABS）

06-07  鉤住棘爪便可使駐車煞車維持作動狀態──駐車煞車

06-08  需有力量對抗離心力才能轉彎──離心力與向心力

06-09  藉由輪胎的摩擦與變形產生轉彎的力量──轉向力與摩擦力

06-10  利用側推改變車輪轉向──轉向系統

06-11  利用油壓與馬達的力量輔助方向盤操作──動力轉向系統

專欄6  引擎煞車

第7章  車輪與懸吊系統的機械原理

07-01  確保輪胎著地，保障行車穩定及安全──懸吊系統

07-02  慣性力與離心力使汽車傾斜──汽車的動作

07-03  控制彈簧的動作，提供緩衝機能──彈簧

07-04  利用油通過細微孔穴的阻力吸震──避震器

07-05  車輪動作受到懸吊所支撐部位的影響──車軸懸架式懸吊

07-06  桿臂數量影響懸吊性能──獨立懸架式懸吊系統

07-07  不同部位使用不同性質的橡膠──輪胎

07-08  利用胎紋的溝槽排出輪胎與路面之間的水──胎紋樣式

07-09  高度與寬幅的比例影響輪胎的性能──扁平比

07-10  輪胎內部空氣壓力會影響輪胎的性能──胎壓

07-11  輪圈使動力得以確實傳遞至輪胎──輪圈

07-12  車輪與輪胎愈輕，汽車跑起來愈輕快──非彈簧荷重

專欄7  點放式煞車技巧

第8章　電動車與油電混合車

08-01  不靠引擎，利用馬達行駛的汽車──電動車

08-02  永久磁體在交流電創造的旋轉磁場中旋轉──永久磁體式同步馬達

08-03  回收廢棄的能源以減少浪費──再生制動

08-04  電池容量愈大，續航距離愈長──充電電池式電動車（純電動車）

08-05  利用車載氣瓶中的氫氣與空氣中的氧氣產生電力，使汽車行駛──燃料電池式電動車（FCEV）

08-06  搭載兩種動力來源，可高效率行駛的汽車──油電混合車

08-07  利用再生制動能源，以馬達作為輔助──並聯式油電混合車

08-08  高效率整合兩種動力的油電混合動力車──分配式油電混合動力車