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車訊網/引擎結構太複雜? 只需要看懂這些就好

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圖、文/車訊網

你只需要看懂這些就好
引擎真的很複雜,若沒有機械背景的人應該很快就放棄。但如果把引擎切成「上半座」和「下半座」來看的話,那可能就比較簡單一點。「上半座」零件主要是提供油氣作為燃料來源,而「下半座」是將燃料轉換成動力以便輸出到變速箱,只要掌握好這兩個概念,這些主要零件的功能並沒想像中的難搞。

引擎(圖/車訊網)

▲引擎。(圖/車訊網)

凸輪軸
軸上的凸輪負責驅動汽門的開關,讓進排氣的行程能順利運作。因為現代引擎都是搭配頂置雙凸輪軸DOHC,所以可藉由凸輪的蛋形面驅動各別的汽門桿開啟,這種直接壓迫的方式成為「直動式」,結構簡單且效率高。另一種「搖臂式」的汽門結構,轉速太高的話會因慣性力太大而運轉不順,目前逐漸已退出主流。

凸輪軸(圖/車訊網)

▲凸輪軸。(圖/車訊網)

汽門機構
包含汽門座、汽門彈簧、汽門桿等,簡單來說是將凸輪軸的旋轉運動轉換成直線運動,控制進排汽門的啟閉。有趣的是,凸輪軸是控制汽門的開啟,而關閉則要靠汽門彈簧的彈力緊閉在汽門座上,若彈力太小,在高轉速下會不停的回震,導致漏氣的發生,所以都採用疏密不同的彈簧節距來防止回震的發生。

汽門機構(圖/車訊網)

▲汽門機構。(圖/車訊網)

正時齒輪
凸輪軸的旋轉是靠曲軸來驅動,在凸輪軸和曲軸上都有正時齒輪盤和正時鏈條,而正時齒輪盤上都有記號,用來對準第一缸活塞的壓縮上死點。為什麼要有正時?因為四行程引擎的曲軸要轉兩次,而凸輪軸只轉一次,所以曲軸和凸輪軸的轉速比是2:1,因此換正時皮帶或鍊條時要對過正時,兩者才會合拍。

正時齒輪(圖/車訊網)

▲正時齒輪。(圖/車訊網)

火星塞
汽油引擎點火油氣產生動力的重要零件,原廠通常以鎳錳合金為電極,需要更耐用的話會用上鉑、銥等貴金屬打造,依照引擎的性能和使用環境,火星塞的型號也有所不同。火星塞上方會連接能產生高壓電的點火線圈,放電通過火星塞底部的空隙時會釋放電弧,藉此點燃飽和的油氣,形成強大的爆炸力。

火星塞(圖/車訊網)

▲火星塞。(圖/車訊網)

活塞+連桿
當油氣被點燃爆炸時,就會推動活塞與連桿產生機械推力。因為得承受高壓高熱,對活塞的材質和精度的要求非常嚴格,必須具備輕量化、低摩擦力、散熱快等特質。外圍通常有三層活塞環來防止漏氣和潤滑缸壁,但避免鋁合金活塞受熱膨脹卡住,因此底部的活塞裙往往會設計成橢圓形。連桿則將活塞的推力傳到曲軸,必須承受很大的衝擊,截面處大多設計成「工」字,甚至根據引擎的特性而設計不同位置的連桿大端。

活塞+連桿(圖/車訊網)

▲活塞+連桿。(圖/車訊網)

曲軸
曲軸的功能是能將活塞的往復運動,轉換成旋轉運動,透過飛輪或扭力轉換器輸出動力到變速箱。為了減少過大震動和噪音,在曲軸上會有配重設計,來提高平衡慣性力,曲軸兩端的平衡軸隨曲軸轉動,也能減少震動。因應缸數的多寡和配置,也決定曲軸的長度、間隔的角度和點火順序,缸數愈多的引擎,點火重疊的角度愈大,運轉就更加的平順,例如V8引擎,怠速時的轉速可以設計得很低。

曲軸(圖/車訊網)

▲曲軸。(圖/車訊網)

油底殼
用來儲存機油,內部有分隔板可以防止機油晃動而產生泡沫。油底殼連接汽缸下半座,中間夾著橡膠墊片來防止機油洩漏。有的油底殼會以鋼板和塑膠材質貼在內側面,用於吸收引擎的震動。

油底殼(圖/車訊網)

▲油底殼。(圖/車訊網)

噴油系統
透過汽油泵浦將液態的汽油送到引擎的油軌,利用噴油嘴將液態油霧化,噴射到進氣口跟空氣混合形成油氣(另一種是缸內直噴)。為了跟空氣混合更加的均勻,每缸的噴油嘴都有好幾個洞孔來作多點噴射。

噴油系統(圖/車訊網)

▲噴油系統。(圖/車訊網)

啟動馬達
啟動引擎的瞬間需要電力,電瓶提供電給啟動馬達,啟動小齒輪去旋轉飛輪,先讓引擎的活塞連桿作動,再配合噴油嘴和火星塞供給的爆炸力,引擎才能運作起來。

啟動馬達(圖/車訊網)

▲啟動馬達。(圖/車訊網)

飛輪
連接曲軸的後端,因為比較重,能用迴轉產生的慣性力去抑制活塞的迴轉速度,讓引擎的動力可以平穩的輸出,換句話來說,飛輪能儲存一部分的動能供引擎四行程使用。(自排車有扭力轉換器,不需要飛輪)

飛輪(圖/車訊網)

▲飛輪。(圖/車訊網)

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