對於男人,經常要面對三個女人:妻子、情人、紅顏知己。
什麼是妻子?就是你願意把積蓄交給她保管的女人。
什麼是情人?就是你偷偷摸摸地去和她約會又怕妻子撞見的女人。
什麼是紅顏知己?就是你能把有些秘密說給她聽卻不能說給妻子聽的女人。
妻子是一種約束,約束你不能隨便和別的女人交往。
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新年來到了,希望我的朋友們都有嶄新的開始,忘掉過去,一起加油,
最重要的是,希望妳們都可以平平安安的。
新年快樂!
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機油的功用
沒錯,機油正是在引擎中扮演潤滑的角色。機油除了能潤滑引擎降低摩擦外,還有防止引擎金屬腐蝕、消除進入引擎中的灰塵及其他污染物、在活塞與汽缸壁間幫助燃燒室氣蜜、為活塞及軸成等零件冷卻及消除引擎內不必要的產物。
機油的循環
引擎中大部分的機油都儲存於油底殼中,機油的循環由隨引擎轉動之機油泵浦驅動,自油底殼將機油吸出,經過機油濾清器濾掉雜質後,高壓的機油從引擎的機油流道流至引擎各處,潤滑或冷卻各個機件,最後在流回油底殼中。
引 擎中會有極少量的機油進入燃燒室被燃燒,所以機油有少量的消耗是正常的。然而若過量的機油由活塞與汽缸壁的間隙往上進入燃燒室稱為「上機油」,而機油由汽 缸頭之閥系間隙向下流入燃燒室中則稱為「下機油」,二者都是所謂的「吃機油」。
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冷卻系統的功用
冷卻系統的功用是帶走引 擎因燃燒所產生的熱量,使引擎維持在正常的運轉溫度範圍內。引擎依照冷卻的方式可分為氣冷式引擎及水冷式引擎,氣冷式引擎是靠引擎帶動風扇及車輛行駛時的 氣流來冷卻引擎;水冷式引擎則是靠冷卻水在引擎中循環來冷卻引擎。不論採何種方式冷卻,正常的冷卻系統必須確保引擎在各樣行駛環境都不致過熱。
冷卻循環
因 為多數車輛皆採用水冷式引擎,所以本文以介紹水冷式引擎之冷卻循環為主。在水冷引擎的冷卻循環中,可分為「小循環」與「大循環」。
小循環是指冷卻水僅在引 擎內循環,而大循環則是冷卻水在引擎與熱交換器 (水箱) 間循環。
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排氣歧管
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圖中顯示四缸引擎其中兩缸的排氣歧管。由左邊的剖面可以看到排氣歧管直接連接在排氣孔後,再結合為一。排氣歧氣在設計上會盡量讓各缸的阻力相同,以讓排氣順暢。 |
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新 鮮空氣與汽油混合進入引擎燃燒後,產生高溫高壓的氣體推動活塞,當氣體能量釋放後,對引擎就不再有價值,這些氣體就成為廢氣被排放出引擎外。廢氣自汽缸排 出後,隨即進入排氣歧管,各缸的排氣歧管匯集後,經過排氣管將廢氣排出。而就如進氣歧管一樣,氣體在排氣歧管內也是以脈衝的方式離開引擎,所以各缸的排氣 歧管長度及彎度也要設計成盡量相同,使各缸的排氣都能一樣的順暢。
觸媒轉換器
在 說到觸媒轉換器之前,我們先簡單的認識一下引擎廢氣的組成成分。汽油是一種碳氫化合物,在汽油分子中幾乎都是碳及氫原子,這些碳及氫燃燒後照理應該是產生 二氧化碳 (CO2)及水 (H2O),但是因為少量混合氣未完全燃燒,並且會有少許機油 (有未燃燒的也有以燃燒的) 被排放出來,所以會產生HC (碳氫化合物) 及CO (一氧化碳)。再者,進到引擎內的空氣中,含有百分之八十的氮氣 (N2),但經過燃燒室的高溫,原本很穩定的氮,會與空氣中的氧 (O2)化合,產生NO及NO2,統稱NOx。HC、CO及NOx都會造成環境污染且對人體有害,所以世界各國都會制訂環保法規,針對車輛排污加以限制。
由 於環保法規對車輛排污的標準相當嚴苛,不論怠速、加速、低速行駛、高速行駛或減速,都必須符合排污標準,車輛在面對這麼嚴苛的限制,除了在性能與排污中取 得平衡點外,唯一的「撇步」就是觸媒轉換器了。觸媒轉換器通常以貴重金屬為原料,有氧化型觸媒、還原型觸媒及目前絕大多數車輛採用的三元觸媒轉換器。
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爆震
當混合氣 (空氣與燃油充分的混合) 在進氣行程進入燃燒室後,活塞在壓縮行程時便將其壓縮,火星塞將高壓混合氣點然後,其燃燒所產生的壓力則轉換成引擎運轉的動力。引擎燃燒雖可以用三言兩語 簡單的形容,但光是內燃機的燃燒研究,不知已造就了多少博、碩士論文,甚至許多學者、工程師窮其一生都在研究燃燒的學問,所以要真正瞭解引擎,是要花很多 工夫的。
正是因為引擎的燃燒十分複雜,所以需要有相當精確的設計與控制,稍有一點控制失誤或是失常,便會造成不正常燃燒,而「爆震」就是一種不正常燃燒。簡單的說,爆震是不正常燃燒所導致的燃燒室內壓力失常。
爆震的原因
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引擎依照運轉模式不同可分為火花點火(SI Spark Ignition)引擎及壓縮點火(CI Compression Ignition)引擎,汽油引擎屬於火花點火引擎,而柴油引擎則屬於壓縮點火引擎。汽油引擎既是屬於火花點火引擎,其點火就必須藉著點火系統來完成。
火星塞
顧 名思義,火花點火引擎要點火就必須靠火花,而火花是藉著火星塞產生的。火星塞藉螺牙鎖付在引擎燃燒式的頂端,也就是在缸頭上進、排氣門之間,火星塞在頭部 有一中央電極及接地電極,接地電極是由螺牙部分延伸出來成L形,與中央電極維持0.7到0.9mm的間隙,火星塞尾部則與高壓導線連接。
當 高壓導線將極高的電壓送至火星塞時,造成火星塞的兩個電極間極大的電位差,導致兩極間隙間原本無法導電的空氣成為導體,電流便以離子流 (Ionizing Streamers) 的方式由一個電極傳至另一電極,產生電弧 (Electric Arc) 來點燃引擎是中的油氣。若您還是覺得不好理解,可以去觀察瓦斯爐或放電式打火機的點火方式,火星塞的點火方式跟它們很類似。
各式火星塞除 了會有大小上不同外,相同大小的火星塞還會有熱值 (Heat Rating) 的不同。熱值大的火星塞其電極絕緣包覆的部分較長,適用運轉溫度較低的引擎;而熱值較小的火星塞其電極絕緣包覆的部分較長,適用運轉溫度較高的引擎,如競 技用引擎。各式車輛必須依照原廠規定的火星塞規格選用火星塞,若使用熱值過高的火星塞,引擎容易因溫度過高而爆震;使用熱值過低的火星塞,引擎則可能因燃 燒溫度過低而造成燃燒不完全或積碳。
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ECM (Engine Control Module引擎控制模組) 就像引擎的靈魂一樣,控制整個引擎的運轉。要控制能引擎,就必須有許多感應器 (Sensor) 來接收並傳遞引擎運轉資訊,一具引擎通常會有進氣溫度感知器 (IAT Sensor)、油門開度感知器 (TPS Sensor)、歧管壓力感知器 (MAP Sensor)、水溫感知器 (ECT Sensor)、曲軸角度感知器 (Crank Sensor)、爆震感知器 (Knock Sensor)、含氧感知器等 (O2 Sensor)將引擎各種狀態資訊送至ECU (Engine Control Unit) 作運算,這些引擎運轉資訊經過運算後,會由ECU對各個致動器 (Reactor) 發出控制訊號來控制致動器的作動,引擎上常見的致動器有怠速控制閥 (IAC)、噴油模組、點火模組、EGR閥、VVT控制器、活性碳罐 (EEC) 脫氣閥等。
關 於點火、怠速、正時、爆震及噴油等控制在各相關單元都已有介紹,本篇來談談和油耗有關的「開迴路控制」與「閉迴路控制」。
在「控制學」中,所謂「開迴路控 制」是指控制器按已寫入的控制模式,單向地下指令給致動器作動;而「閉迴路控制」則是在控制迴路中加入回饋訊號,以修正致動器的作動量。
在噴油控制系統 中,是由ECU依據當時引擎運轉狀況,將該條件下所設定之噴油量指令傳送至噴油嘴。在開迴路控制下,ECU送給噴油嘴的噴油指令不會受回饋訊號的修正。在 閉迴路控制下,其噴油指令將受回饋訊號的修正,而回饋訊號的來源是含氧感知器。
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噴射供油
近年來上市的車輛,幾乎都是採 用噴射供油系統,最主要的原因也是因為要因應日趨嚴苛的環保法規。噴射供油系統從早期的機械式單點噴射一直演化至目前的電子式多點噴射,那麼,何謂單點噴 射及多點噴射呢?假設一個四缸的引擎,由單個噴油嘴至於進氣歧管分支之前,油料由一處噴入後在隨著進氣分佈到四個汽缸內,這是單點噴射;而噴油嘴置於四個 汽缸之各器缸的進氣道者,因為每一汽缸各有一個噴油嘴,四缸引擎則有四個噴油嘴,這稱為多點噴射,本單元將談論目前廣泛使用之多點噴射的原理。
從 燃油路徑來看,首先燃油泵浦自油箱中將油料送至輸油管中,輸油管再將油料送至油軌內,而油軌由調壓閥來控制燃油壓力,並且確保送至各缸的燃油壓力皆能相 同。另一方面,調壓閥也會藉著洩壓將過多的油料送至回油管而流回油箱中。而噴油嘴一端連接於油軌上,噴嘴則為於各個器缸的進氣道上。引擎ECU根據引擎運 轉狀況會對噴油嘴下達噴油指令,噴油量是由燃油壓力及噴油嘴噴油時間所決定,燃油壓力在油軌處已由調壓閥所控制,而燃油調壓閥之壓力是由歧管真空 (引擎負荷) 調整,所以ECU能控制的就是噴油時間,當引擎需要較多的燃油時,噴油時間就會較長,反之則噴油時間較短。
噴油嘴本身是一 個常閉閥 (常閉閥的意思是當沒有輸入控制訊號時,閥門一直處於關閉狀態;而常開閥則是當沒有輸入控制訊號時,閥門一直處於開啟狀態),由一個閥針上下運動來控制閥 的開閉。當ECU下達噴油指令時,其電壓訊號會使電流流經噴油嘴內的線圈,產生磁場來把閥針吸起,讓閥門開啟好使油料能自噴油孔噴出。
噴射供油的最大優點就是燃油供給之控制十分精確,讓引擎在任何狀態下都能有正確的空燃比,不僅讓引擎保持運轉順暢,其廢氣也能合乎環保法規的規範。
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