汽車工程 第二章 一般汽車構造原理(2)

第二章 一般汽車構造原理(2) 九、底盤-傳動方式 十、底盤-輪胎 十一、底盤-轉向系 十二、底盤-安全氣囊 十三、底盤-懸吊系統 第二章 一般汽車構造原理(2) 九、底盤-傳動方式 十、底盤-輪胎 十一、底盤-轉向系 十二、底盤-安全氣囊 十三、底盤-懸吊系統 十四、底盤-剎車系統 十五、車身 2009/3 2009/3 CYME CYME 2

第二章 一般汽車構造原理 十六、空調-何謂空氣調節 十七、空調-冷凍循環 十八、空調-空調機主要組件 十九、空調-GM冷煤循環作用及特性 第二章 一般汽車構造原理 十六、空調-何謂空氣調節 十七、空調-冷凍循環 十八、空調-空調機主要組件 十九、空調-GM冷煤循環作用及特性 2009/3 CYME

九、底盤-傳動方式 依引擎及傳動輪間之關係位置分為： 1.後置引擎後輪驅動(R,R) 此型式引擎與驅動輪間之機構成為 一體，不僅省去傳動軸，且將車架降 低適用於小型車。但其結構複雜且須 遙控操作，因此調整檢修困難。 2.前置引擎全輪驅動(F,A) 為適應各種道路狀況，使引擎動力 適當的分配在全部輪子上，以提高爬 行牽引力，多作為軍用車輛及工程車所用。 2009/3 CYME

九、傳動方式 3. 前置引擎後輪驅動(F,R) 係以很長之傳動軸來帶動後輪之轉 動，其引擎之操作及全部皆甚為簡易 ，但因其傳動軸很長，對於汽車之高 速化形成一種累贅。某些大型車種仍 以此傳統式傳動系統設計。 4. 前置引擎前輪驅動 此型前輪同時兼負轉向及驅動之任 務使其構造趨於複雜。在行駛穩定性 上之性能較後輪驅動佳。可做小圍迴 轉及導向性佳，其爬坡力較後輪驅動 差。此為現今小型車之基本設計。 對於都市而言有較小之迴轉半徑。 2009/3 CYME

九、傳動方式 車子依其驅動種類不同，故於轉彎時，每個輪胎的行駛距離不同，故為了平衡轉向時產生不順感及造成輪胎磨損故必須使用差速器加以平衡之。 基本差速器之構造如右圖。 動力流程為： 引擎 變速箱 傳動軸 差速器 車輛 動力轉90° 2009/3 CYME

九、傳動方式 亦有某些廠牌在差速器上加上兩片錐體，使車輛具有防滑的作用。此種作用係純屬機械上的作用，其敏感度比TCS為差。 具有ETC系統車子高速轉彎如圖1沒有者如圖2 。 2009/3 CYME

十、底盤-輪胎 1.現今汽車皆使用輻射層輪胎規格如下所示： 輪胎規格 輪胎寬度 W(mm) 高寬比 HWR 速率限制 輪胎種類 輪胎內徑 D(in) 155　SR12 155 S R 12 175　SR14 175 14 175／70SR13 70 13 175／70HR13 H 195／70VR14 195 V 215／70VR14 215 2009/3 CYME

十、輪胎 2.高寬比： 以HWR表示，為輪胎高度與輪胎寬度之比值，常用者為60，70，78，82等。 3.速率限制 (1)S為用在車速每小時180公里以下者。 (2)H為用在車速每小時210公里以下者。 (3)V為用在車速每小時210公里以上者。 2009/3 CYME

十、輪胎 P→輪胎型式 P：小客車 T：暫時使用 C：商用車 195→高面寬度(mm) 185，195，205等 75→70，75，80等 TIRE TYPE P-PASSENGER T-TEMPORARY C-COMMERCIAL ASPECT RATIO (SECTION HEIGHT) (SECTION WIDTH) 70 75 80 RIM CIAMETER (INCHES) 10 14 15 SECTION WIDTH (MILLIMETERS) CONSTRUCTION TYPE R-RAOIAL B-BIAS-BELTED D-DIAGONAL E-ELLIPTIC 185 195 205 ETC. P R 十、輪胎 P→輪胎型式 P：小客車 T：暫時使用 C：商用車 195→高面寬度(mm) 185，195，205等 75→70，75，80等 R→結構型式 R：輻射式 B：斜向式 D：直交式 E：橢圓式 14→鋼圈直徑(英吋) 13，14，15等 2009/3 CYME

十一、底盤-轉向系 轉向系之方向盤應具備下列的性能： 車輪的震動及擺動不致傳至 方向盤上，操作輕巧靈活，方 向復原性恰到好處，回轉半徑 小，且整個轉向系統穩動性佳。 2009/3 CYME

十一、轉向系 1.方向機之型式 (1)蝸桿滾輪式 在構造上是鼓形蝸桿和 滾輪的嚙合形成滾動接觸 ，所以操作力很輕及方向 復原性優異。 (2)往復迴珠式(循環滾珠式) 使用滾珠軸承裝置，齒桿旋轉時經由滾珠帶動滾珠軸承而帶動扇形齒輪。堅固耐用，安全性佳。 循環滾珠式轉向動力之流程： 方向盤→方向柱軸→蝸桿→滾珠螺帽→扇形齒輪→扇形齒輪軸→畢特門臂→橫拉桿→側桿→轉向節臂→輪胎轉軸。 2009/3 CYME

十一、轉向系 (3)齒輪齒條式 轉向桿前端的小齒輪和齒條 (刻齒的桿或板)嚙合，齒條兩端 以環節和前輪接合。 方向盤間隙小，轉向靈敏， 對於路面反應紮實。 2009/3 CYME

十一、轉向系 可調整式方向盤 傳統式轉向系統因有很長 的轉向柱，故其位置無法改 變，採用可調整式方向盤可 適合駕駛者之高度而調到最 舒適之位置(如圖)。 2009/3 CYME

十一、轉向系 可漬縮式方向盤 傳統式轉向機構於車禍碰 撞時，由於有很長之轉向柱 層對駕駛者產生傷害。GM 車系大都採用可漬縮式方向 盤可於碰撞時避免對駕駛者 產生傷害。 2009/3 CYME

十一、轉向系 2.動力輔助 傳統轉向系統於低速時，轉動方向盤十分吃力，故增加輔助油壓使之於低速時轉向輕鬆。由於科技進步另一種動力輔助配備”EVO”上市，使駕駛人得到更多的駕駛樂趣。 速度感應式方向盤(EVO) 此配備之好處為低速時動力輔助大，高速時動力輔助小，讓駕駛者的駕控性大為提高。 此配備多用於百萬級名車上。 2009/3 CYME

十一、轉向系 速度感應式方向盤 (EVO) 2009/3 CYME

十二、底盤-安全氣囊 安全氣囊(S.I.R) 駕駛座安全氣囊在遭遇某 些嚴重的前方撞擊時，安全 氣囊會自動充氣膨脹，緩和 駕駛者直接碰撞方向盤與擋 風玻璃。 安全氣囊的設計在車子正前 方左右各30° 且撞擊力量約 每小時 24km/h ，感知器便 觸動充氣模組啟動安全氣囊。 2009/3 CYME

十二、安全氣囊 當安全氣囊作用時充氣模組 會於不到 1/20〞內產生無害氣 體，迅速充滿安全氣囊，若撞 擊時車子失去動力，安全氣囊 內之 ”DERM” 電腦亦有備用電 源，以啟動安全氣囊。 安全氣囊屬於消極性的安全 配備，其連環性的安全措施必 須與安全帶搭配使用。 2009/3 CYME

十三、底盤-懸吊系統 汽車行駛時，會受到地面之震動及衝擊，少部分由輪胎吸 收，大部分由懸吊系統來吸收。懸吊系統除吸收震動外且亦 為傳動車輪動力之工具。 2009/3 CYME

十三、懸吊系統 整體式懸吊系統 整體式懸吊系統， 左右輪以一根軸連結 用以傳動車輛其型式 如圖所示。 2009/3 CYME

十三、懸吊系統 獨立式懸吊系統 獨立式懸吊系統，左右輪 互相無關係，為獨立動作， 其型式如圖。 2009/3 CYME

十三、懸吊系統 整體式及獨立式之比較 1.獨立式舒適性高，但 構造複雜且強度較整體弱。 2.整體式舒適性低，但 構造簡單且強度大造價亦 便宜。 2009/3 CYME

十三、懸吊系統 電子車身平衡控制(ELC) 電子車身平衡控制(ELC)於某些CADILLAC車配此設備。用於當後軸之負荷大時，使車身保持平衡，安全駕駛如圖。 2009/3 CYME

十四、底盤-剎車系統 理想的剎車必須具備耐久性，操作輕快，制動力確實靈敏，且容易保養。 1.剎車的分類 (1)以操作方式分類 腳剎車(主剎車) ：在行駛中使用。 手剎車(副剎車) ：在停車時使用。 (2)以制動力傳達方式分類 機械式剎車、油壓式剎車、真空式剎車 (3)以制動力作用方式分類 鼓式剎車 內部擴張式 碟式剎車 雙活塞式 外部收縮式 單活塞式 2009/3 CYME

十四、剎車系統 剎車系統係使行駛中之汽車減速到停止，或使停駛之汽車不致於產生滑動之現象之裝置，一般汽車皆使用腳剎車，依型式可分為鼓式剎車、碟式剎車及ABS系統。 2009/3 CYME

十四、剎車系統 剎車之基本作用原理 利用巴斯卡原理於密閉容器中液體傳送壓力之能量不減。汽車剎車作用如圖所示。 2009/3 CYME

十四、剎車系統 由於現今車子馬力很大且 車子之重量大多集中於前方 。踩剎車時由於車速之慣性 及重量故一般車子皆設計成 前碟後鼓之剎車，且剎車總 泵亦有剎車制動比例分配及 動力輔助剎車之設計。 剎車比例分配及動力輔助 如圖所示。 2009/3 CYME

十四、剎車系統 雙迴路剎車系統 為避免剎車管路中有故障或漏油現象產生剎車無作用而發生危險，現今大多數之汽車皆設計成雙迴路系統。 2009/3 CYME

十四、剎車系統 通風式碟式剎車 由於剎車作用時，是將汽車 之動能經由摩擦會產生高熱， 尤其是碟式剎車，故其散熱效 果需比鼓式更為良好。 通風式碟式剎車係利用碟盤 本身之通風孔因車輪轉動而使 碟盤散熱更佳。 GM車系及OPEL車系係使用通 風式碟式剎車。 2009/3 CYME

十四、剎車系統 防鎖定剎車系統(A.B.S) 防鎖定剎車系統，使用之電腦能以每秒125次之頻率收集來自4個輪胎上 ABS 感知器之資訊，加以分析。當剎車發生困難或任何車輪可能鎖住時，電腦會立即將訊號送至ABS電腦以每秒 5-6次之頻率調整剎車力道，以消除剎車時造成鎖死的現象。 此系統能協助駕駛者於剎車時保持車輛轉向能力，並縮短剎停距離。 2009/3 CYME

十四、剎車系統 2009/3 CYME

十五、車身 籠型車身 汽車的車身結構為安全的重要因素之一，現今之籠型車身係以銅制車架為主，主要來源為鋼製籠形體，環繞整個車架以保護乘客。 2009/3 CYME

十五、車身 車身緩衝區設計 為增進乘坐區的安全性與整體性，籠型車身前後部設計有一緩衝區，目的在增加撞擊時緩衝的能力，以吸收並分散撞擊時所產生的能量。另一設計為外包式車門，若車架有變形，則外包式車門不會被變形的車架卡死，可便利駕駛者逃生。 2009/3 CYME

十五、車身 安全玻璃 1.一般玻璃 此型式之擋風玻璃，其質料全為玻璃，若碰撞時，玻璃會破裂而傷害到乘客。此類型之玻璃現已逐漸淘汰。 2.安全玻璃 為了避免因碰撞之玻璃碎片傷及乘客而發展之安全玻璃。其破裂致之碎片為小圖型(較不會傷人) 。但因其裂痕導致整片玻璃層連續破裂而影響駕駛之方向視線，目前使用已很少。 3.安全膠合玻璃 此式玻璃為玻璃+合成膠+玻璃。若有外物碰撞時，因有膠合物會將外物包著而不會傷及乘客。且不會使玻璃連續破裂而影響駕駛者之視線。 2009/3 CYME

十六、空調-何謂空氣調節 裝置空氣調節之目的： 1.將空氣冷卻或加熱。 2.去除空氣中的溼氣。 3.調節空氣流量。 4.清潔空氣。 空氣調節為隨時保持室內在人體最舒適之溫度及溼度的一種裝置。當室內溫度高時即送進冷空氣，以降低室內空氣溫度(稱為冷卻作用) ，相反的，當室內空氣溫度過低時即送進暖氣以提高室內空氣溫度(稱為加熱作用) ，同時增加或除去空氣中之溼氣以獲得最舒適之溼度。 空氣調節裝置之主要組成機件為暖氣機，附帶除濕裝置之冷氣機及通風設備各一組。 2009/3 CYME

十七、空調-冷凍循環 經過蒸發器蒸發成氣態 之冷媒，為了要收回在使 用，因此需要將它變為液 體狀態，氣態冷媒在高壓 施予冷卻時，則極易液化 ，因此壓縮體及冷凝器乃 為必需之設備。 2009/3 CYME

十七、冷凍循環 氣態冷媒經過壓縮機，吸入壓縮後再排出來即成為高溫高壓(約70℃，15kg/cm2 G)氣體，進入冷凝器經過水箱之風扇之強制冷卻後，又回復到原來之液體狀態，此時之溫度約為50℃。 經過液化後之冷媒隨即進入冷媒貯液筒經過乾燥劑去除水分及灰塵(汙垢)後，使進入膨脹閥。 高壓液體冷煤經膨脹閥噴出後即發生劇烈膨脹，而變成低溫低壓之霧狀冷媒使進入蒸發器。 2009/3 CYME

十七、冷凍循環 霧狀冷煤進入蒸發器後即吸取吹過蒸發器葉片周圍空氣之熱能，使空氣溫度降低，再藉鼓風機將這些被冷卻之空氣吹到室內各個角落，以降低室內之溫度獲得舒適之效果。另外霧狀冷煤於吸收空氣中之熱能後即再度汽化成為氣體並被重新吸回壓縮機內，繼續週而復始循環下去，使室內保持舒適之適當溫度。 2009/3 CYME

十八、空調-空調機主要組件 在空調機上構成冷氣 迴路之主要組件有：壓 縮機、冷凝機、冷貯液 筒、膨脹閥及蒸發器等 ，這些主要機件按其功 用分別被裝置在車上不 妨害車輛性能之各個地 方。實際上其安裝位置 如圖所示： 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 1.壓縮機 壓縮機在冷凍迴路上之主要功用係壓縮在蒸發器被奪去熱能而汽化成液體狀之冷媒，使其成為高壓、高溫氣體冷媒。壓縮機的種類及特徵如下： 型式 構造(斷面) 優點 缺點 往復式 零件少、品質穩定。 迴轉扭力變大。 斜板式 與迴轉式，二缸比較，震動小旋轉圓滑。 零件多。 迴轉式 震動小，迴轉圓滑。 零件少，體積小，重量輕。 在慢車運轉，超負載時，冷卻不充分，吐出端溫度高。 輸入力量超大。 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 2.冷凝器 冷凝器之功用在於冷卻由壓縮機出來之高溫、高壓氣狀冷媒，使其液化成為液態冷媒。 經由冷凝器散熱所放出的熱量為冷媒在蒸發器內欲汽化時所吸收的熱量與壓縮機欲將該氣態冷媒壓縮成高溫高壓氣態冷媒所需熱量之和。換句話說，經由冷凝器散熱出去的熱量愈高，蒸發器所得到的冷卻效果愈佳。因此，冷凝氣往往被安裝在車輛之最前端，以便藉引擎之冷卻風扇吸入之空氣及車輛行駛時流動之空氣來強制冷卻，俾獲得更佳之冷卻效果。 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 下圖為高溫、高壓冷煤經冷凝器散熱情形： 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 3.貯液筒及窺視窗 貯液筒之功用在於暫時 儲藏，因按冷氣負荷供給蒸發 器所需要之液態冷媒，而一時 尚未被使用之冷媒，同時藉貯 液筒內之過濾芯子及乾燥劑來 清除對冷氣迴路有害之污垢及 水分。貯液筒之上面裝有透明 之玻璃窺視窗藉以觀察冷媒在 迴路中之流動情形。 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 冷媒中如含有水分會使機件鏽蝕、膨脹閥之噴射孔亦會因水分之凍結而發生阻塞，嚴重時蒸發器亦發生結霜現象，進而影響冷媒之流動，因此乃有裝置乾燥劑之必要。 GM、OPEL車之空調貯液筒裝於低壓側容量大過濾雜質及溼氣強，增進空調機之性能。 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 4.膨脹閥、毛細管 液態冷媒經過貯液筒及窺視窗後，由膨脹閥噴射而出，使液態冷媒在突然間產生急遽膨脹而變成低溫、低壓霧狀(汽化)冷煤，此即為膨脹閥之功用所在。 膨脹閥按廣義分類可分為下列三種型式： (1)定壓式膨脹閥。 (2)溫度作用式膨脹閥。 (3)浮筒式膨脹閥。 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 不論加在蒸發器上負荷之情形如何，他的出口必須維持使液態冷媒由周圍空氣吸取足夠供其本身汽化之熱量並使之完全完成汽化之情況，否則在該時間內應在循環之冷媒，其能力將無法完全發揮之溫度作用式膨脹閥係用來調節冷煤流量，氣態冷媒離開蒸發器時就如同的熱蒸汽一樣，和氣態冷媒與壓力上升，針狀活門之開度開得更大，使流入蒸發器之冷媒量增加。相反地，如蒸發器內之冷媒量增多，感熱筒內之壓力即下降，並減小針狀活門之開度。 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 GM、OPEL車系之空調系統係採毛細管取代膨脹閥，其構造簡單維修容易，其附加濾網可濾雜質，延長空調系統之使用壽命。 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 5.蒸發器 蒸發器與冷凝氣極為相似，構造雖然簡單，但在冷氣迴路上卻擔任極重要之角色。 冷氣(凍)裝置之目的是將熱能由低溫處轉移到高溫處，因此裝置在低溫側之蒸發器之構造及作用情形影響冷氣裝置之效率極具。 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 結霜或結冰主要均發生於蒸發器之散熱片上，當熱空氣流經蒸發器之散熱片被冷卻到露點溫度以下時，空氣中之水蒸汽隨即凝結並附著在散熱片上而形成水滴，此時散熱片之溫度如繼續冷卻到0℃以下時，凝結在散熱片上之水低即變成冰或霜。散熱片上一旦發生結冰或結霜現象，蒸發器之熱交換效率即告下降，流經蒸發器之空氣量亦隨之減少，因而降低冷氣裝置之性能係數。 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 6.鼓風機馬達 鼓風機係使用FERRITE式馬達。用來驅動鼓風機將室內或室外新鮮空氣強制送經蒸發器，使其發生熱交換作用。一般使用輸入功率範圍為180瓦(W)至210瓦，馬達速度則藉電阻控制分為3~4段不等。 鼓風機風扇是用來將室內或室外新鮮空氣送經蒸發器散熱片冷卻後並吹進室內以調節室內溫度。 2009/3 CYME

十八、空調機主要組件 按空氣之流動方向，風扇可分成軸流式即離心式兩類。空氣之流入與送出方向均與風扇旋轉軸互相平行時稱為軸流式；空氣流入方向與風扇旋轉互相平行，而輸出方向與風扇旋轉軸成垂直方向時稱為離心式。 2009/3 CYME

十九、空調- GM冷煤循環作用及特性 2009/3 CYME

十九、GM冷煤循環作用及特性 2009/3 CYME

十九、GM冷煤循環作用及特性 GM空調機面板及操作方式 (1)OFF－關閉。 (2)MAX－為強冷段位，車廂內可混一些外界空氣，然後再分佈經過儀表空氣出口。在MAX段位，此系統可獲得最大的冷度。通常用於高溫及高濕度。 (3)NORM－為一般段位，此時空氣直接經過儀表出口。此用於一般之空調狀況。 2009/3 CYME

十九、GM冷煤循環作用及特性 (4)BI-LEVEL－為層溫段位，空氣由暖器和冷氣出口吹出。 a.按B/L鍵。 b.溫度控制桿可設於COLD和HOT間任何位置。 c.風扇轉速設於任何位置。 (5)VENT－外界空氣直接經儀表板出風口吹出，用於較暖和冬天不需冷氣時。此亦為省油位置，因壓縮機此時關閉。 2009/3 CYME

十九、GM冷煤循環作用及特性 (6)HEATER－當外界空氣直接進入加熱器出口及邊窗除霧器，少量則進入擋風玻璃，另一省油位置，用於冬天加熱。 (7) DEFROST－當外界氣溫近於4℃(40ﾟF)以上，此壓縮機將操作而供應已調節乾空氣至擋風玻璃，小量氣體則從加熱器空氣出口及邊窗除霧器，用於有霧及結冰的天氣。 2009/3 CYME

十九、GM冷煤循環作用及特性 (8)(9)溫度控制桿－此桿調節進入車廂內之空氣溫度。桿之位置可決定出風口之空氣溫度。 (10)風速旋鈕－除了OFF之外每個段位均可控制鼓風機風扇不同速度，當空氣控制桿在OFF時風扇是不作用的；若開動車輛則會進入一些外氣。 為適當操作空氣系統，車窗應經常關閉，但在使用空調前之2~3分鐘將車窗打開可去除熱氣，以加速冷卻效果。 2009/3 CYME