Transcript 第一章
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 十四、底盤-剎車系統 十五、車身 2009/3 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 2009/3 CYME 3 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 4 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 5 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 差速器 2009/3 變速箱 動力轉90° 傳動軸 車輛 CYME 6 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。 TCS(循環控制系統) 具有ETC系統車子高速轉彎如圖1沒有者如圖2 。 2009/3 CYME 7 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 S R 14 175／70SR13 175 70 S R 13 175／70HR13 175 70 H R 13 195／70VR14 195 70 V R 14 215／70VR14 215 70 V R 14 2009/3 CYME 8 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 9 P 十、輪胎 TIRE TYPE 75 R 14 ASPECT RATIO RIM CIAMETER P-PASSENGER (SECTION HEIGHT) (INCHES) T-TEMPORARY (SECTION WIDTH) 10 C-COMMERCIAL 70 14 75 15 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 2009/3 195 SECTION WIDTH (MILLIMETERS) 80 CONSTRUCTION TYPE R-RAOIAL 185 B-BIAS-BELTED 195 D-DIAGONAL 205 E-ELLIPTIC ETC. CYME 10 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 11 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 12 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 13 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 14 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 15 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 16 十一、轉向系 速度感應式方向盤 (EVO) 2009/3 CYME 17 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 18 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 19 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 20 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 21 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 22 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 23 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 24 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 25 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 26 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 27 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 28 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 29 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 30 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 31 十四、剎車系統 2009/3 CYME 32 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 33 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 34 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 35 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 36 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 37 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 38 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 39 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 40 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 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。 41 2009/3 構造(斷面) 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 42 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 43 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 44 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 45 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 46 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 47 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 48 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 49 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 50 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 51 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 52 十九、空調- GM冷煤循環作用及特性 2009/3 CYME 53 十九、GM冷煤循環作用及特性 2009/3 CYME 54 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 55 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 56 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 57 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 58