汽車介紹

定義

在一般用語中，汽車通常指四輪以上的內燃機迴力車 ，使用揮發性的燃油與空氣混合，使著火爆發來產生原動力，主要在公路上行駛，用來載人或搬運貨物。

然而在交通管理規則上，部分國家作法則略有差異。以台灣為例，非使用電力架線的電動車，以及二輪、三輪的動力車輛，也被視為汽車而納管。在日本，使用內燃機動力的三輪車輛或排氣量大於125ml的二輪車輛，也被視同自動車（Automobile，即汽車）而納管。

但從開發的歷史和未來角度上汽車定義十分廣泛，英語的Automobile，即只需要有內置動力源和不需要外舖的軌道的陸上交通工具，包括了曾經被淘汰但因符合環保需要而復興的的新能源汽車，最近實現的科幻中的自動駕駛汽車等，乃至使用履帶行走的坦克車等。而在科幻文化中更把一些其實和其他交通工具重疊的機器當作汽車，如飛行車和步行車歸併入飛行器和機器人更妥當。

1886年的汽車，奔馳專利電機車1號，第一輛「現代汽車」。

重要年代

1649年，德國鐘錶匠漢斯‧郝丘做出一輛用發條驅動的車子。

1620年，義大利人布蘭卡發明「反擊渦輪式蒸汽輪機」，用以帶動輪車。

1766年，英國發明家詹姆斯·瓦特（1736-1819）改進了蒸汽機，拉開了第一次工業革命的序幕。

1794年，英國人斯垂特首次提出把燃料和空氣混合製成混合氣體以供燃燒的構想。 1796年，義大利科學家沃爾茲發明了世界上第一台蓄電池，這項發明為汽車的誕生和發展帶來了歷史性的轉折。

1803年，英國工程師理查·特里維西克（1771-1833）採用新型高壓蒸汽機，可乘坐8人，在行駛中平均時速13km，從此，用蒸汽機驅動的汽車開始在實際中應用。

1838年，英國發明家亨納特發明了世界第一台內燃機點火裝置，該項發明被世人稱之為「世界汽車發展史上的一場革命」。

1862年，法國電器工程師萊諾研製出二衝程內燃機。其他人開始研究四衝程發動機。

1867年，德國工程師尼考羅斯·奧托（1832--1891）研製成功世界上第一台往復活塞式四衝程煤氣發動機。

1876年，尼考羅斯·奧托製造出第一台四部衝程內燃機製成了單缸臥式、壓縮比為2.5的3千瓦內燃機。

1885年，這是真正的現代汽車誕生的時刻。這一年德國工程師卡爾·賓士在曼海姆製造成一輛裝有0．85馬力汽油機的三輪車。這一輛裝有內燃動力機的汽車被認為才是世界上真正的第一輛汽車，因為它是真正以汽油為動力源的第一輛汽車，而不是蒸汽機。

1886年，曼海姆專利局批准卡爾·賓士為其在1885年研製成功的三輪汽車申請的專利，這一天被大多數人稱為現代汽車誕生日。次年德國人戴姆勒製成世界上第一輛四輪汽車。之後德國人尼考羅斯·奧托宣布放棄自己所獲得的四衝程發動機專利，任何人都可根據需要隨意製作。

1908年福特T型車問世，成為第一種普及化的轎車，使汽車從奢侈品升格為日用品了。

1997年豐田普銳斯開始發售，成為第一種量產的混合動力汽車，並開始復興電動車了。

2001年首種混合動力電動車豐田普銳斯商業推出國際市場。

2009年首種純電動車三菱iMiEV電動汽車量產推出市面。

2012年無人駕駛汽車進行路面實際試驗。

2017年英國、法國、德國、挪威四國宣告在限期於2040年後，禁止出售使用汽油和柴油的轎車。

1927年的汽車，福特T型車。

1942年的汽車，納許大使。

1980年的汽車，大眾帕薩特

汽車分類

汽車的分類方式並無定論，若依使用性質區分，一般分為客車、貨車、客貨兩用車（或稱廂形車）及特種車。其中特種車種類繁多，包括警察車、消防車、救護車、工程車、吊車、禮車、教練車、殘障用特製車、灑水車、郵車、垃圾車、清掃車、水肥車、囚車及靈車等。

若依所用燃料分類，則分為汽油車、柴油車、電動車、氫氣車、油電混合車及瓦斯車、能源車等。

基本構造

說明：詞彙內容選用多數汽車公司所擁有的科技詞彙為對象，不計少數汽車公司的科技詞彙。詞彙名稱與中譯名稱皆以台灣汽車工業或學術機構常用的美式英語名稱為對象，不使用日式英語詞彙。另外，兩岸三地的汽車專業詞彙皆有所差異，故特意保留英文名稱，以便搜尋或創建。

技術與結構

零件與附件

汽車是複雜頗高的工業化產品，包含有各式各樣的主系統、次系統及零組件。以一般小轎車而言，就有引擎系統、底盤系統及電氣電子設備系統等主要系統；主系統之下又有冷卻系統、潤滑系統、點火系統、啟動系統、傳動系統、煞車系統、懸吊系統、轉向系統等次系統。一部車約有多達8千多個零組件、3萬多種零件。

冷卻系統

引擎最適當的工作溫度約為攝氏80~90度，過熱時容易加速機件的磨損，以及容易引起爆震、燃料系統汽阻、引擎無力等狀況；而溫度過低時，則會造成汽油汽化不完全。冷卻系統的功能即在於將燃燒過程中未使用的熱量散出去，使引擎可工作在正常溫度之下，一般引擎冷卻系統可分為空氣冷卻及水冷卻兩種。空氣冷卻主要是靠著引擎上的散熱片以及流動的氣流來進行冷卻。水冷卻是靠循環的冷卻水來進行冷卻，優點為馬力較大、冷度均勻、噪音小，缺點為重量大、保養不易且機械耗損較大。目前大多數汽車，使用的是水冷卻式系統。

舊式引擎大多採用自然對流的汽缸設計，利用水溫變化時的比重差異，達成冷熱水對流的冷卻效果。但由於目前引擎的轉速及馬力較大，自然對流循環的設計已無法達成有效的冷卻散熱，因此目前多已改採壓力強制循環式設計。

水冷卻系統主要是由汽缸、水幫浦、水箱、輸水管、冷卻風扇、節溫器等所共同組成。冷卻水循環又可分為小循環與大循環兩種，小循環是指冷卻水只在水幫浦與引擎處循環；而大循環是指冷卻水在水幫浦、引擎與水箱間循環。在引擎剛啟動時，為了讓引擎溫度能夠迅速的上升到適當的工作溫度，因此使用的是小循環；當引擎達到工作溫度後，冷卻水流向水箱的控制閥會開啟，讓溫度高的冷卻水流至水箱中散熱。

潤滑系統

引擎的各機件，需要潤滑油以幫助降低摩擦，否則將導致引擎本體磨損、溫度過高等現象。潤滑油主要包含以下功能：

  • 潤滑作用：引擎活塞環與汽缸壁之間，目視看起來平滑，但若以顯微鏡觀察，其表面實際上仍有凹凸不平，將導致摩擦損耗。因此藉由機油，使金屬表面產生油膜，達到潤滑效果。
  • 冷卻作用：引擎內部各機件承受著活塞與汽缸壁運作時產生的熱，若只靠著冷卻系統，無法達到完全的散熱，因此需要機油將熱吸收送到外部冷卻。
  • 清潔作用：將摩擦產生的鐵屑等細微雜質加以過濾。
  • 緩衝作用：在摩擦的機件之間，產生一層油膜，具有緩衝作用，以減少震動。
  • 防蝕作用：燃料內所含的硫化物在燃燒後產生氧化硫，與水蒸氣結合後將產生具有腐蝕性的硫酸，會侵蝕活塞或軸承等內部機件。機油循環時，能將之帶走。
  • 密封作用：於汽缸壁及活塞之間產生油膜，具有密封作用，避免壓縮氣體外洩，能夠完全燃燒。
  • 防震作用：壓縮氣體燃燒爆發的瞬間，活塞銷與曲軸軸承受到衝擊力，潤滑油能承受此衝擊力。
  • 液壓作用：現代車輛大多採用液壓舉桿，潤滑油可充當液壓油。

潤滑系統可依照潤滑方式，分為下列幾種：

  • 噴濺式：當引擎運轉時，連桿上的油杓會將油槽中的潤滑油撥起，噴濺到需要潤滑的機件上。
  • 完全壓力式
  • 部分壓力式
  • 噴濺壓力式

潤滑系統主要包含以下機件：

  • 機油泵：常見的機油泵可依構造分為齒輪式、葉片式、轉子式、柱塞式等。
  • 機油濾清器：在引擎運作過程中，燃燒不完全的碳元素和機油因高溫氧化產生泥渣混入機油中，容易造成引擎機件磨損。機油濾清器可使機油經常保持清潔，延長引擎機件的使用壽命。依機油過濾方式，主要可分為全流式、旁通式、分流式機油濾清器。
  • 油尺：用來檢查引擎的機油量。
  • 機油壓力錶：用來確保機油壓力是否足夠，機油必須有足夠的壓力，才能確保潤滑系統的效能。

1905年的12汽缸350hp馬力引擎


往復活塞式內燃機是最常見的內燃機，圖示的星型發動機是其中一種，為早期飛機大量採用。


四行程引擎工作原理


二行程引擎工作原理