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汽車的構造與機械原理:汽車玩家該懂,新手更應該知道的機械原理【暢銷修訂版】

汽車的構造與機械原理:汽車玩家該懂,新手更應該知道的機械原理【暢銷修訂版】

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9789865529116
青山元男
黃郁婷
晨星
2020年8月01日
117.00  元
HK$ 99.45
省下 $17.55
 
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ISBN:9789865529116
  • 叢書系列:知的
  • 規格:平裝 / 224頁 / 16 x 22.5 x 1.12 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 修訂版
  • 出版地:台灣
    知的


  • 自然科普 > 應用科學 > 其他











    汽車知識的最佳入門書 ! 零基礎也能輕鬆上手 !



      ◆為什麼車輪轉動,汽車就會行進?

      ◆二輪驅動和四輪驅動有什麼不同呢?

      ◆為什麼左右車輪會以不同的轉速過彎?

      ◆確保車輪能安全著地的懸吊系統有哪些?

      ◆為什麼車輪一旦停止轉動,煞車就會失效?

      ◆為什麼休旅車在過彎時容易出現車身搖晃的現像?



      本書以汽車引擎的機械原理為主軸,並從WHY與HOW開始圖文解說汽車各大部位的基本機械原理,引擎啟動、油門加速、方向盤掌控、煞車系統……幫助愛車的你更懂車。



    本書特色



      ◎簡單易懂,一篇一知識,幫助不懂車的新手也能快速理解汽車的行進原理和機械構造。

      ◎循序漸進地圖文式解說汽車行進原理和機械構造,幫助駕車者開車好放心,遇到故障不擔心。

      ◎不僅是汽車新手或老手皆必備的汽車基本知識書,也是汽車維修相關人員的最佳保養維修參考書。


     





    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? 汽車行進的原理


    01-01? 因為輪胎與路面會產生摩擦,所以汽車得以行進──摩擦力與驅動力

    01-02? 一旦超過摩擦力的極限,將無法驅動汽車──摩擦力的極限

    01-03? 一旦有了驅動力,就會產生加速度,進而提高車速──力與加速度

    01-04? 汽車會一面對抗行進阻力,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? 妨礙汽車行進的因素有輪胎變形、大氣壓力與摩擦──行車阻力

    01-09? 引擎的運作會經由兩階段轉換能量──熱機與內燃機

    01-10? 由活塞與汽缸所打造出來的燃燒室──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──汽油引擎的四個行程

    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? 即使引擎迴轉的力量即使能直接傳動車輪,也無法使汽車行駛──引擎的性能

    專欄 1 轉子引擎



    第2章? 引擎的基本機械原理

    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,只有燃燒與膨脹行程──多汽缸化與飛輪

    02-03? 汽缸是以金屬塊打造而成,內部可以容納活塞──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,往復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、排氣汽門

    02-08? 藉由曲軸的迴轉來開閉凸輪──汽門系統

    02-09? 進排氣汽門的開閉存在著微妙的時間差──汽門正時

    02-10? 引擎必須借助各種系統才能運轉──引擎本體與輔機

    專欄2? 直列六缸引擎



    第3章? 引擎運轉的基本機械原理

    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──引擎電腦控制系統

    專欄3? 超稀薄燃燒模式



    第4章? 引擎輔助機構

    04-01? 引擎過熱便無法正常運作──冷卻系統

    04-02? 確保冷卻液溫度升至100℃以上也不會沸騰──加壓冷卻

    04-03? 引擎溫度過冷的話,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? 除了潤滑之外,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──起動系統

    04-07? 利用引擎的動力發電,以因應起動或電力不足的情況──充電系統

    04-08? 利用化學變化貯電或放電──電瓶

    04-09? 壓縮的空氣輸送至引擎,以提高引擎性能──增壓機

    專欄4?? 油(oil)與液(fluid)



    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? 變速箱會依據手動操作及分段變速的有無來分類──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(MT)

    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──行星齒輪組

    05-10? 依照電腦指令配合行駛情況變速──自動變速 (AT)

    05-11? 改變滑輪的寬幅,即可改變實際直徑,進而達成變速的目的──無段變速 (CVT)

    05-12? 左右車輪會以不同轉速過彎──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──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──適時四輪驅動

    專欄5? 環形無段變速箱



    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? 慣性力與離心力會使汽車傾斜──汽車的動作

    07-03? 控制彈簧的動作,來提供緩衝機能──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? 永久磁體會在交流電所創造的旋轉磁場中旋轉──永磁同步馬達

    08-03? 使用回收廢棄的能源,可以減少浪費──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能,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





    作者序



      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,鼓勵年輕族群們能夠開車上路。其實在多年以前,大多數的年輕人會把開車兜風當作是娛樂活動,也是約會的必備條件之一,甚至還發展出「沒車沒人愛」這樣一句流行語。只不過,現今車子以外的樂子多到不勝枚舉。



      特別是對於原本就居住在都會區的居民而言,平常可以使用便利的公共交通系統,少了汽車也不會對生活造成多大的不便。電腦與智慧型手機的普及,待在原地即可享受各式各樣的娛樂,也降低了對移動的需求。更重要的是,保養汽車可是要花錢的呢!



      另一方面,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。特別是需要帶著小孩移動的家庭族群。因此,「汽車是便利的交通工具」成了當時使用汽車的主流思維。汽車業者期盼著能夠製造出可以大賣的車子,於是紛紛推出強調便利性能的車款。反倒是著重在駕駛樂趣的車款,由於不受消費者青睞,逐漸地從車市中消失。



      幾年下來,在少子、高齡化,進而人口減少的現實衝擊之下,汽車業者開始感到不安,不禁懷疑起「現在這群不開車的年輕人,在建立家庭之後還會有開車的意願嗎?」於是,電視上就出現了前述鼓勵年輕人考取駕照的廣告,試圖趁早讓年輕人體認到駕車的樂趣,並且重新催生出著重在駕駛樂趣的性能車款。姑且不論年輕人是否願意買單,著重駕駛樂趣的性能車款在重回車市以後,確實締造出銷售佳績。



      由此可見,這個時代還是有愛車族的存在!只是這些車主考量到家庭實用的因素,才改而選購實用車款。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?



      為了滿足愛車族的求知欲,本書特地從基礎中的基礎開始,解說汽車的構造與機械原理。雖然市面上已經有不少藉由各種手法進行解說的汽車書籍,但本書將更進一步,從Why與How,由原理開始為各位讀者做更加完整的說明。



      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」等話題展開。或許各位讀者認為這些現象都是理所當然的事,但是唯有先了解基本的汽車運作原理之後,才能夠理解更高深的汽車機械構造原理。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,才能夠輕鬆理解何謂「ABS的作動機制」。



      此外,為了能夠幫助讀者理解汽車運作的各種現象,本書會加入物理學理論進行說明。不過請各位讀者放心,本書所引用的物理學理論頂多是國中程度而已,不會太難。而且,為了體貼文科背景出身的讀者能夠輕鬆閱讀,也不會用到數理算式。



      汽車工業技術不斷地推陳出新。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。「成功打造出來的性能」確實很重要,但是「如何才能實現這樣的性能」,想必也有車友想要知道。



      無奈的是,假如要單以一本書收錄最新汽車科技的話,一定會有說明不足的情況發生,進而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。(假如本書廣受大眾喜愛,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,只要對於汽車的各項構造或運作原理,有基礎上的理解,即使在面對資訊不多的最新汽車高科技,也能夠進而想像它的構造或原理。



      總之,希望各位讀者能夠先從閱讀這本書開始。內容一點也不難,應該能夠一讀就通,也希望能在本書的說明引導之下,對於愛車的大小事都能夠有更深一層的認識。




    其 他 著 作
    1. 汽車的構造與機械原理