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汽車的構造與機械原理

汽車的構造與機械原理

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9789861778020
青山元男
黃郁婷
晨星
2014年11月12日
97.00  元
HK$ 82.45
省下 $14.55
 
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ISBN:9789861778020
  • 叢書系列:知的
  • 規格:平裝 / 224頁 / 16 x 22.5 cm / 普通級
    知的


  • 自然科普 > 應用科學 > 其他


















    不管汽車玩家或新手

    都應該知道的機械原理





    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






    前言



      近年來,日本年輕人擁有汽車駕照的比例很低,低到汽車業者不禁以「考張汽車駕照吧!」作為廣告宣傳主語,以呼籲年輕大眾開車。



      然而就在不久以前的上一個時代,許多年輕人把開車當作興趣,汽車是約會的必備條件,甚至發展出「沒車沒人愛」這麼一句俗諺。可惜時代不同,這時代,車子以外的樂子不勝枚舉。



      現代都會區的公共交通建設發達。對都會居民而言,沒有汽車幾乎不會對生活造成多大的不方便。再加上電腦與智慧型手機普及,待在原地就可以享受各式各樣的娛樂,降低民眾的移動需求。更何況,保養汽車可是要花錢的呢!



      隨著年輕族群遠離汽車(不買車、不開車),汽車的實用性愈來愈受到重視。而重視其實用性的核心族群,是需要帶著小孩移動的家庭。因此,「汽車是便利的交通工具」成了現在使用汽車的主流思維。汽車業者也希望製造出可以大賣的車子,旗下產品淨是以便利性能作為強打訴求。至於強調駕駛樂趣的車種,由於青睞者寥寥無幾,在市場上已經逐漸喪失立足之地。



      然而,情勢繼續轉變。我們的社會走向少子高齡化以及人口減少。業者也為此感到不安,不禁懷疑「現在這群不開車的年輕人,在組織家庭之後會有開車的意願嗎?」於是出現了前述鼓勵年輕人考取駕照的電視廣告。業者墾望年輕人能體認駕車的樂趣,重新催生注重駕駛樂趣的性能車款。姑且不論年輕人是否買帳,這類車款的確締造出銷售佳績。



      可見,這個時代還是有愛車族!「希望享受駕駛樂趣、但基於家庭實用因素而改選購實用車款」的人一定也存在著。儘管愛車族僅占全體車主的一小部分,卻是最瘋狂熱愛汽車的族群。而正在閱讀本書的您,應該就是其中一人吧?



      為了滿足由衷熱愛汽車的愛車族的求知欲,本書特地從基礎中的基礎開始,解說汽車構造與原理。市面上已經出版許多解說汽車構造的書籍,藉由各種手法進行解說。本書也屬於這類書籍,只不過本書更進一步,從Why與How,由原理開始為各位做說明。



      本書由「為什麼車輪轉動汽車就行進?」「為什麼燃燒燃料就能產生力量」等話題引導讀者。這些現象,各位讀者或許視為理所當然,但是了解背後的基本原理之後,才有辦法理解更高深的汽車原理。舉例來說,有了「車輪減速才能使汽車減速」這樣的基礎認識以後,才有辦法輕鬆理解「ABS的作動機制」。



      基於帶領讀者理解基礎現象的需要,本書不得不引用物理學理論做說明。不過請各位讀者放心,本書所引用的物理學理論頂多屬於國中程度而已,一點都不難。而且,為了體貼文科背景出身的讀者輕鬆閱讀,本書一律避免引用數理算式。



      汽車工業技術不斷推陳出新。每每有新技術問世,汽車業者必定積極宣傳新技術表現出來的性能。至於背後的機械構造或原理,相關資訊通常是少之又少。「成功做出什麼樣的性能」的確重要,但是「如何才能實現這樣的性能」,想必也有車友極欲想要知道。



      無奈的是,假如要單以一本書收錄最新汽車科技的話,一定會產生說明不足,導致讀者消化不良的後遺症。有鑑於此,很遺憾地,本書不得不有所取捨。(假如本書廣受大眾愛讀,筆者或許就有機會再為各位說明最新汽車高科技呢!)不過別氣餒,對於汽車的各項構造或運作原理,只要了解基礎的原理,即使面對資訊不多的最新汽車高科技,各位應該也不難想像它的構造或原理。



      總之,希望各位愛車讀者能先嘗試閱讀本書。本書的內容一點也不難,各位讀者應該一讀就通。希望在本書的說明之下,愛車的朋友對於愛車能夠有更深層的認識。




    青山元男




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