引擎的構造 方文廷51108
目錄 1.引擎基本構造─SOHC單凸輪軸引擎 6.機械增壓器與渦輪增壓器 2.引擎基本構造─DOHC雙凸輪軸引擎 7.機械增壓器的隔音 8.進氣冷卻器 3.直列引擎 4.可變汽門正時&可變長度進氣岐管 5.活塞與曲軸 9.四行程引擎(FOUR STORKE ENGINES)
引擎基本構造─SOHC單凸輪軸引擎 引擎的凸輪軸裝置在汽缸蓋頂部,而且只有單一支凸輪軸,一般簡稱為OHC (頂置凸輪軸,Over Head Cam Shaft)。凸輪軸透過搖臂驅動汽門做開啟和關閉的動作。 在每汽缸二汽門的引擎上還有一種無搖臂的設計方式,此方式是將進汽門和排汽門排在一直線上,讓凸輪軸直接驅動汽門做開閉的動作。有VVL裝置的引擎則會透過一組搖臂機構去驅動汽門做開閉的動作。
引擎基本構造─DOHC雙凸輪軸引擎 此種引擎在汽缸蓋頂部裝置二支凸輪軸,由凸輪軸直接驅動汽門做開啟和關閉的動作。僅有少數引擎是設計成透過搖臂去驅動汽門做開閉的動作。有VVL裝置的引擎則會透過一組搖臂機構去驅動汽門做開閉的動作。 DOHC較SOHC的設計來得優秀的主要原因有二。一是凸輪軸驅動汽門的直接性,使汽門有較佳的開閉過程,而提升汽缸在進氣和排氣時的效率。另一則是火星塞可以裝置在汽缸蓋中間的區域,使混合氣在汽缸內部可以獲得更好更平均的燃燒。 目錄
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,稱為直列引擎。以直列四汽缸引擎為例,常見的標示方式有二種,一是取與排列外型相似的I做標示,就標示為「I4」。另外一種則是以英文Line做開頭,而標示為「Line 4」或「L6」以代表直列4汽缸或是直列6汽缸引擎之意。 目錄
可變汽門正時&可變長度進氣岐管 可變汽門正時: 曲軸經由齒狀的傳動裝置帶動凸輪軸轉動,使汽門在做開啟與關閉的動作時會與曲軸的轉動角度成一定的對應關係。 由於氣體流動的性質會隨著引擎運轉速度的快慢而改變,如何使汽缸在不同的轉速下都能夠獲得良好的進氣效率?為此必須改變汽門在開啟與關閉時間。經由安裝在凸輪軸前端的油壓裝置使凸輪軸可以另外做一小角度轉動,以使進氣門在轉速升高時得以提早開啟。 可變長度進氣岐管: 為了使引擎在高、低轉速時能夠維持平穩的進氣效率,如何製造出長度適合的進氣管路就成了一件重要的課題。藉由在進氣管路中設置閥門來使進氣管路改變成長、短二種路徑。以滿足引擎在高轉速運轉時需要流速快、動能大的氣流;並且在低轉速時供給引擎適當流量的空氣。這樣就能夠使引擎在高轉速時獲得較大的馬力,而在較低轉速時有較佳的油耗表現。 目錄
活塞與曲軸 這部分的結構大抵上沿用1.4FSI的設計(台灣地區未引進),並在部分結構上加強強度。活塞部分是鋁合金壓鑄而,為了順應缸內直噴的需求,活塞表面的形狀係經過電腦模擬設計而成,可幫助吸入空氣形成穩定的燃燒渦流,活塞裙的表面經過滲碳硬化處理,以增強硬度並降低與汽缸之間的摩擦力。 用來連接活塞與連桿的活塞固定銷,為了因應較高的爆發壓力,直徑從17mm增加至19mm。 曲軸的幾何形狀大致相同,但製程採鍛造,如此不但可增加強度,同時也可降低運轉震動。 目錄
機械增壓器與渦輪增壓器 兩種增壓系統各有其優缺點,且恰為互補。例如機械資壓器的優點是:引擎在低轉 即可有作用、增壓迅速、不需額外的潤滑冷卻系統,缺點是:需耗費引擎動力作為 動力源,運作效率不佳。渦輪增壓的優點是:由於係以排放廢氣作為動力來源,所 以運作效率極佳,缺點是:在排氣量較小的引擎上,中低轉速的加壓壓力不足、會 產生高溫增加引擎的熱負荷。所以理論上來說,同時使用兩種增壓系統是效率最高 的增壓系統,在以往因為開發成本過高,以及可靠度不佳的疑慮,少有車廠運用在 量產車上。所以1.4TSI的推出,象徵福斯/奧迪集團對於自家的製造技術與設計能力 有著極端充分的信心。
機械增壓器的隔音 運轉時會產生極大噪音是機械增壓 器的先天問題,為了降低噪音, 1.4TSI除了運用:改良內部齒輪、提 高轉軸硬度、增強外殼強度,等積 極械措施來降低噪音量之外,還使 用了許多隔音材料,在空氣吸入端 以及加壓端均有隔音發泡,增壓器 本體也被發泡棉以及外殼包覆。 雖說如此,1.4TSI在運轉時還是會發 出明顯可聞的運轉噪音;例如在 2000~3000rpm機械增壓器最有可能全 力運轉的轉速區域,會有明顯的" 嗡 嗡"聲響。當離合器切斷時會有"喀 " 的電磁閥動作聲響。這些不可避免 的運轉噪音是準車主不可不注意的 地方。
進氣冷卻器 經過渦輪增壓器加壓 的空器溫度最高可達 攝氏200度!空氣溫度 越高密度越低,燃燒 效率越差。多半渦輪 增壓引擎會裝置進氣 冷卻器,1.4TSI也不例 外。位置是空氣最容 易流通的車頭前方, 以獲得最佳卻效率。
四行程引擎(FOUR STORKE ENGINES) 四衝程的引擎完成一次循環必須經過「進氣、壓縮、動力、排 氣」四個衝程 目錄
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