基督教復臨安息日會青年榮譽解答手冊/職業/汽車機械

汽車機械
職業世界總會另請參閱汽車機械 - 高階	技能等級 2
職業世界總會另請參閱汽車機械 - 高階	引入年份：1928

汽車機械榮譽是技術大師獎的一個組成部分。

1. 用自動變速器和手動變速器正確啟動汽車或輕型卡車發動機。解釋發動機在執行時需要適當的機油、水、燃油和電池壓力和液位的必要性。

啟動自動擋

要啟動配備自動變速器的車輛，請坐在駕駛座上，確保車輛處於駐車狀態。將鑰匙插入點火裝置並順時針旋轉至極限。發動機應啟動。不要踩油門。發動機啟動後，鬆開鑰匙。要關閉發動機，請逆時針旋轉鑰匙。

啟動手動擋

要啟動配備手動變速器的車輛，請坐在駕駛座上，用左腳完全踩下離合器踏板。離合器踏板是右側第三個踏板，通常也是最左側的踏板（儘管有些車輛的駐車制動器在離合器左側）。

確保已拉動手剎。沒有經驗的駕駛員還應將車輛掛入空擋，以便在發動機啟動後腳從離合器上滑落時，車輛不會移動。即使車輛處於空擋，仍然需要踩下離合器，因為許多汽車的離合器上有一個開關，只有踩下離合器才能啟動發動機。將鑰匙插入點火裝置並順時針旋轉至極限。發動機應啟動。不要踩油門，但保持離合器踏板踩下。發動機啟動後，鬆開鑰匙。要關閉發動機，請逆時針旋轉鑰匙。

適當壓力和液位的必要性

機油可以使發動機保持潤滑，減少發動機活動部件之間的摩擦。摩擦會產生熱量，因此如果發動機的機油壓力不足，它會很快過熱。發動機在任何時間段內沒有機油都會損壞它，長時間沒有機油會徹底摧毀它。

水在發動機中迴圈以冷卻它。發動機過熱會損壞它。

燃油是推動發動機運轉的動力。如果車輛的燃油壓力不足，燃油將無法以適當的速度流入燃燒室。

蓄電池為發動機的啟動器提供能量。如果蓄電池的電壓過低，它可能無法啟動啟動器。

2. 解釋四衝程發動機和二衝程發動機的原理以及汽油發動機和柴油發動機之間的區別。解釋化油器燃油系統和燃油噴射系統之間的主要區別。

四衝程發動機

四衝程發動機之所以得名，是因為它需要四個衝程才能產生動力。這四個衝程如下

進氣衝程：在這個衝程中，活塞將燃油和空氣混合物吸入汽缸。燃油和空氣透過進氣門進入，進氣門在這個衝程中開啟。
壓縮衝程：燃油和空氣被吸入汽缸後，進氣門關閉，活塞向發動機頭部返回。這會壓縮燃油。
動力衝程： 當活塞到達汽缸頂端時，火花塞點火，點燃壓縮的燃料和空氣混合物，並引起爆炸。這種爆炸導致氣體膨脹，使活塞再次向下運動。這就是發動機動力（和噪音！）的來源。
排氣衝程： 當活塞到達汽缸底部時，排氣閥開啟，隨著活塞再次返回汽缸頂端，排氣被排出。當汽缸再次到達頂端時，四個迴圈準備重複。

二衝程發動機

動力和排氣衝程： 在二衝程發動機中，火花塞在活塞每次到達汽缸頂端時都會點火。這是動力和排氣迴圈的開始。與四衝程發動機一樣，火花塞點火會導致汽缸內的壓縮空氣/燃料混合物爆炸，膨脹的氣體推動活塞向下運動。隨著汽缸向下運動，它壓縮了曲柄箱內的另一部分空氣/燃料混合物 - 不是像四衝程發動機那樣在汽缸內。曲柄箱是活塞下方的區域，汽缸是活塞上方的區域。當活塞接近此衝程的底部時，它會露出排氣口，還會露出曲柄箱和汽缸之間的通道。然後，曲柄箱內壓縮的空氣/燃料混合物透過此通道進入汽缸，迫使排氣從汽缸中透過排氣口排出。一些空氣/燃料混合物也被迫從排氣口排出，不幸的是，這會降低發動機的燃油效率並增加其汙染排放。活塞頭部的形狀可以最大程度地減少這種浪費，但無法完全消除它。

進氣和壓縮衝程： 活塞到達衝程底部後，它開始再次向上運動，壓縮在先前衝程期間從曲柄箱進入汽缸的空氣/燃料混合物，並同時將更多空氣和燃料吸入曲柄箱。當活塞到達汽缸頂端時，空氣/燃料混合物被高度壓縮 - 比在曲柄箱中壓縮得多。在迴圈的這一點上，進氣閥關閉，火花塞點火。

由於曲柄箱在執行過程中與汽缸相通，曲柄箱內的機油會進入汽缸，在那裡與燃料一起被壓縮和燃燒。如果忽略這種情況，發動機很快就會燃燒掉所有機油，使其沒有潤滑。發動機很快就會變得非常熱，其部件會熔化在一起並自行損壞。可以透過在燃料中新增機油來解決這個問題（通常是 16 份燃料中新增 1 份機油）。因此，發動機的機油供應在活塞的每次衝程中都會得到補充。不幸的是，這會增加二衝程發動機產生的汙染水平。

汽油發動機與柴油發動機

在許多方面，四衝程汽油發動機和四衝程柴油發動機非常相似。它們都遵循一個由進氣、壓縮、動力和排氣衝程組成的工作迴圈。它們還共享相同的進氣和排氣閥系統。在柴油發動機中，燃料和空氣混合物由壓縮衝程產生的熱量點燃，而汽油發動機使用點火系統。柴油發動機不需要點火系統。因此，汽油發動機被稱為火花點火發動機，柴油發動機被稱為壓縮點火發動機。

在柴油發動機中，燃料和空氣混合物被壓縮到其原始體積的約二十分之一。相比之下，汽油發動機中的燃料和空氣混合物被壓縮到其原始體積的約八分之一。柴油發動機必須如此緊密地壓縮混合物才能產生足夠的熱量來點燃燃料和空氣混合物。

汽油發動機在燃料和空氣混合物到達燃燒室之前就將其混合。柴油發動機只通過進氣口吸入空氣。燃料透過噴射系統直接進入燃燒室。然後，空氣和燃料在燃燒室中混合。

柴油發動機的發動機轉速和功率輸出由進入燃燒室的燃料量控制。空氣量是恆定的。這與汽油發動機形成對比，汽油發動機的轉速和功率輸出透過限制進入發動機的空氣量來調節。

化油器與燃油噴射系統

化油器 具有以下基本功能

化油器將燃料和空氣混合成正確的比例，以便發動機最有效地使用。化油器還必須不斷地改變混合比例以滿足發動機的需求，因為它的速度和負荷要求會發生變化。
化油器調節發動機轉速和功率輸出。
化油器在將燃料與空氣混合時會將其霧化。

燃油噴射系統 是一種越來越受歡迎的替代化油器的選擇，用於提供空氣/燃料混合物。它們在壓力下將一定量的燃料噴射到進氣空氣中，通常是在進氣門附近的某個位置。燃油噴射系統具有以下優點。

燃油輸送可以非常精確地測量，這有可能提高燃油經濟性和效能。
由於燃料是在每個汽缸的進氣口處噴射的，因此燃油分配會更好，並且燃油在歧管中的冷凝將不再是一個問題。
燃油噴射器在壓力下工作，可以比化油器將燃料霧化得更細，從而改善燃料蒸發。

3. 描述典型汽油發動機的結構，並簡要說明這些部件的功能

a. 發動機：曲軸、連桿、活塞、凸輪軸、閥門、機油泵、化油器、燃油噴射器、點火分配器、燃油分配器、電氣系統（包括髮電機、電池和調節器）

如右圖所示，活塞透過連桿驅動曲軸。連桿和曲軸將活塞的往復運動轉換為旋轉運動。

凸輪軸 是一個較小的旋轉軸，上面有小的“凸起”部分，稱為凸輪。當凸輪旋轉時，它們會在正確的時間抬起和降低閥門，以使氣體能夠流入汽缸或從汽缸中排出。

機油泵 將機油輸送到發動機，以保持內部零件充分潤滑。

化油器 和燃油噴射器 的功能在要求 3 中已經介紹過了。

點火分配器 在點火系統中要執行多個任務。首先，它必須關閉和開啟初級電路，以在點火線圈中產生磁場建立和崩潰。其次，它必須對這些動作進行計時，以便點火線圈的次級電路產生的高壓脈衝在正確的時間產生。第三，它必須建立一個時間順序，將高壓脈衝引導到正確的火花塞。

汽車柴油發動機使用的分配式噴射系統被歸類為低壓系統，因為泵送、計量和分配操作是在低壓下進行的。噴射所需的較高壓力由每個汽缸的噴射器建立。吸油泵從油箱中吸取燃油並將其輸送到浮子室。從這裡，第二個低壓泵將燃油輸送到燃油分配器。燃油透過分配器進入計量泵，在那裡被分成定量的燃料。然後，燃料被輸回分配器，在那裡它們按適當的順序被送到噴射器。

電氣系統

發電機 是一種發電機。當發動機轉動發電機內的軸時，它會發電，為汽車電氣系統中的所有東西供電，包括車燈、車載電腦、收音機等等。它還會為電池充電。

電池主要用於啟動車輛。當汽車未執行時，發電機無法發電，因此必須由電池完成此工作。它還會為車燈、收音機和其他一些東西供電。電池“沒電”最常見的原因是有人在發動機關閉的情況下將車燈開得太久。

調節器 在發電機輸出的電壓被送往電氣系統的其餘部分之前，會將其均勻化。發電機的電壓可能會因許多因素而異，調節器的作用是確保其他元件不必處理不同量的功率。如果沒有調節器，車燈會隨著發電機電壓的變化而變亮和變暗。

b. 手動變速箱和自動變速箱的區別以及發動機扭矩如何傳遞到這兩種變速箱；超速檔的作用

變速器將發動機連線到傳動軸，具有兩個主要功能

控制行駛方向（前進或倒退）
為操作員提供發動機和車輪之間的齒輪比選擇，以便車輛可以在各種駕駛條件和負載下以最佳效率執行。

在配備手動變速箱的車輛中，駕駛員手動選擇所需的檔位。在配備自動變速箱的車輛中，變速箱根據油門位置、車速和換擋控制桿的位置自行選擇檔位。

在這兩種情況下，發動機扭矩都透過離合器傳遞到車輪。汽車離合器依靠摩擦來工作，無論是傳統離合器中的固體摩擦（見於手動變速箱），還是液力耦合器和扭矩轉換器中使用的流體摩擦和慣性（見於自動變速箱）。

超速檔可以指兩種不同的東西。超速檔是一種裝置，過去常用於後輪驅動汽車，允許選擇額外的超高總齒輪比，以便以高速巡航，從而節省燃料，但代價是扭矩減少。

它也指變速器或變速箱內部的齒輪組合，導致輸出速度大於輸入速度。在後一種情況下，“超速檔”並不指一個物理上可識別的獨立部件/元件。

c. 後輪驅動和前輪驅動的區別

如果將汽車放在液壓升降機上，將所有四個車輪抬離地面，啟動發動機並掛檔，後輪驅動汽車的後輪會轉動，而前輪驅動汽車的前輪會轉動。在四輪驅動汽車中，所有四個車輪都會轉動。這些術語只是表示哪些車輪透過變速器連線到發動機。

d. 鼓式制動器和盤式制動器、標準制動器和動力制動器以及駐車制動器之間的區別

右邊的圖顯示了鼓式制動器系統的各個部分。這張照片將制動器拆開，左側是制動鼓，右側是制動蹄。在工作中，制動蹄位於鼓內。鼓隨車輪一起旋轉，而制動蹄保持靜止。當踩下制動踏板時，制動蹄壓在鼓的內表面，產生的摩擦力使車輪減速，最終停止。

右邊的圖顯示了盤式制動器系統的各個部分。在這裡，盤（金色）隨車輪一起旋轉，而靜止的一對卡鉗（紅色）夾緊盤的兩側。

在標準制動器中，操作員腳踩下制動踏板提供的能量透過各種方式傳遞到車輪上的制動機構。從最早的機動車開始就一直在使用機械連線，但目前最廣泛使用的是液壓。機械操作的制動系統在當今的汽車上已經過時，但這些系統可能會在許多車輛的制動系統的一部分中使用。

動力制動系統旨在減少在停車或保持車輛靜止時踩下制動踏板所需的力。大多數動力制動系統利用進氣歧管真空和大氣壓之間的壓差來產生所需的額外力，以降低制動踏板壓力。當車輛由柴油發動機驅動時，由於沒有進氣歧管真空，因此需要使用輔助真空泵。這種型別的泵通常由發動機驅動或由電動機驅動。

駐車制動器通常由位於駕駛員艙內的輔助腳踏板或手柄操作。這種制動機構的設計目的是在操作員不在時使車輛保持靜止。它通常整合到盤式或鼓式制動系統中（無論使用哪種），並鎖定到位，直到操作員鬆開。

4. 執行以下列出的典型汽車保養

a. 檢查發動機和變速箱油位。

發動機艙內通常有兩個油尺，用於檢查發動機油和變速箱油位。找到油尺後，只需將其拉出，用抹布或紙巾擦拭乾淨，重新插入，再拉出，檢查油位。油尺會浸在油中，浸油高度即為油位，油尺本身標明瞭油位刻度。

b. 檢查水/防凍液液位。更換和沖洗冷卻系統。

可以透過檢視發動機側面的塑膠儲液罐來檢查冷卻液液位（也稱為防凍液）。這個儲液罐通常安裝在擋泥板或前格柵上。它側面有刻度，還有一個溢流區。它也是半透明的，所以你可以看到裡面的冷卻液液位。

沖洗冷卻系統

首先，你需要確保發動機已冷卻。在發動機很熱的情況下開啟冷卻系統非常危險，因為會導致嚴重燒傷。在等待發動機冷卻的同時，找一個至少能容納兩加侖的容器。你將把冷卻液排放到這個容器中。拉緊駐車制動。
將車輛的溫度控制設定為熱。這會開啟某些車輛中的一個閥門，連線（或隔離）汽車的暖風機和冷卻系統。
開啟散熱器蓋，找到散熱器底部的閥門。如果沒有閥門，你可能需要拆下散熱器底部的軟管。準備好接液容器，開啟閥門，將接液容器調整到位置，以便接住冷卻液。冷卻液應該在你開啟閥門後立即開始流出。
讓散熱器排空。這可能需要一段時間。當冷卻液停止流出時，再次關閉閥門。
用清水而不是冷卻液加滿散熱器。啟動發動機，讓它執行，直到發動機的冷卻風扇啟動。這意味著恆溫器已經開啟，並允許冷卻液流入發動機。關閉發動機。按照上述步驟排放水。
在散熱器中加入 50-50 的水和防凍液混合液，直到距離注液口約一英寸。在儲液罐中加入更多冷卻液，使其充滿到“滿”線。然後 - 在取下散熱器蓋的情況下 - 再次啟動發動機，同時監測冷卻液液位。隨著液位下降，新增更多冷卻液，直到它停止下降。更換散熱器蓋。
將廢冷卻液送到加油站回收。
在沖洗冷卻系統後第一次駕駛車輛時，讓它冷卻並檢查冷卻液液位 - 在儲液罐中以及取下散熱器蓋後檢查。如果需要，新增冷卻液。

c. 更換髮動機油和機油濾清器。

當發動機不運轉時，機油會積聚在曲軸箱底部的油底殼或油槽中。在油底殼底部有一個油塞，通常被擰入一個排水孔，從車輛下方可以觸及。要更換車輛發動機的機油，需要擰鬆油塞，讓機油從油底殼中流入容器。排完舊機油後，將油塞擰回排水孔。一些油塞配有可更換墊圈，以防止因腐蝕、生鏽或排水孔螺紋磨損導致洩漏。此時，可以擰下可拆卸的機油濾清器，通常需要使用機油濾清器拆卸工具，在某些情況下，也可以用手擰下。然後，在將新濾清器的密封表面塗上新鮮機油後，將新的機油濾清器擰回。然後，透過發動機頂部的一個原本封閉的開口倒入新機油。對於許多汽車來說，需要 4 到 5 夸脫或升的機油才能將發動機加滿。將舊機油帶到加油站回收。將廢機油扔進垃圾桶或傾倒到環境中是非法的！

d. 更換輪胎/輪轂元件，遵循正確的安全操作規程。

找到汽車上用於放置千斤頂的點。這通常在車主手冊中說明，通常是底盤上距離前輪胎幾英寸的地方，或距離後輪胎幾英寸的地方。
在汽車的兩個輪胎周圍放置墊塊。如果更換前輪胎，將墊塊放在兩個後輪胎上。如果更換後輪胎，將它們放在前輪胎上。墊塊是磚塊大小的塊，可以防止汽車滾動。事實上，您可以使用任何東西作為墊塊，只要它能夠承受汽車停放在上面時的壓力，而且高度足以防止汽車從上面滾過。磚塊、木塊、木頭塊，甚至大石頭都可以用作墊塊，或者您可以使用商店購買的墊塊。
拉起手剎。
鬆開輪轂螺母，但不要完全取下。在抬起車輛之前鬆開它們更容易，因為輪胎將保持靜止。一旦車輛被抬起來，車輪將很容易旋轉，使鬆開輪轂螺母變得更加困難。可能需要取下輪轂蓋才能接觸到輪轂螺母。輪轂蓋通常可以用螺絲刀或千斤頂手柄末端撬開。小心不要損壞輪轂蓋。
將千斤頂放在千斤頂點下方，用它來抬起車輛。絕不要一次抬起超過一個輪胎！這是非常危險的事情，因為很容易導致汽車從千斤頂上掉下來。
當輪胎從地面抬起來時，停止抬起車輛。
完成輪轂螺母的拆卸。
一旦所有輪轂螺母都被拆卸，您就可以將輪胎/輪轂元件向自己拉，從輪轂座上取下。取下後，您可以小心地將它滾開，取出新輪胎（或同一個輪胎，因為這可能是一項練習，而且輪胎本身可能沒有問題）。
將新輪胎抬起，放在輪轂座上，將輪子上的孔與輪轂座上的螺栓對齊。將輪胎推到位，快速安裝一兩個輪轂螺母。將所有螺母都安裝好，先用手擰緊，然後取出輪轂扳手，開始擰緊第一個輪轂螺母。
擰緊第一個輪轂螺母后，移到車輪對面的螺母（或者儘可能接近對面的螺母），並將其擰緊。繼續擰緊其他螺母，每次都轉到車輪的對側，使它們均勻擰緊。當所有螺母都擰緊後，放下千斤頂。
取下千斤頂。
再次繞著輪轂螺母轉動，進一步擰緊它們。由於汽車的重量阻止了輪胎旋轉，您應該能夠進一步擰緊它們（但不要過度擰緊）。
恭喜您出色地完成了任務。

e. 根據車輛維修手冊對底盤進行潤滑。

底盤的潤滑是透過使用黃油槍來完成的。黃油槍有一個管子，透過它可以將黃油壓出。在這個管子的末端是一個接頭，它連線到一個黃油嘴。車輛維修手冊將向您展示在哪裡可以找到黃油嘴。首先，從黃油嘴上擦去任何灰塵或異物。然後將黃油槍放在黃油嘴上，將黃油壓入其中。取下黃油槍，並擦拭乾淨黃油嘴，以免有灰塵堆積在那裡。對車輛上的所有黃油嘴執行此操作。

5. 發動機油、變速箱油和冷卻液應該多久更換一次？

製造商指定了更換機油的頻率。例如，大多數人認為換機油的頻率應該是每行駛 3000 英里或每 3 個月，以先到者為準。幾十年來，換油公司一直在不懈地宣傳這種 3000 英里的換油間隔。當發動機使用非多級非洗滌劑機油時，這種方法是有科學依據的。現在它已經沒有任何科學依據了，但仍在被某些實體宣傳，最著名的是美國換油行業（包括汽車經銷商）。大多數製造商建議現代汽車的換油間隔為 6000 英里或更長。為了方便起見，機油濾清器通常在更換機油時也一起更換。

變速箱油的更換頻率在車主手冊中有所說明，但最常見的是每行駛 15,000 英里更換一次。

車主手冊中也說明了冷卻液的沖洗和更換頻率。通常為行駛 30,000 英里或三年更換一次。

6. 請提供一些關於如何正確保養車輛及其內飾和外飾的建議。

車主手冊中有一個保養計劃，告知您更換機油、各種濾清器和其他維護專案的頻率。您還需要定期檢查輪胎氣壓和胎面磨損。如果您曾經騎過輪胎充氣不足的腳踏車，您就會知道，用充氣不足的輪胎推動車輛需要更多的努力。

保持車輛清潔，每年至少打蠟一次（秋季最好，這樣可以保護汽車漆面免受任何路鹽的影響）。只要換油就吸塵內飾，因為留在地毯上的任何灰塵都會加速地毯的磨損。用合適的清潔劑擦拭乙烯基和皮革座椅，並吸塵織物座椅。您還應定期清潔儀表板和車門內飾板。

參考資料

本答題手冊中的一些內容直接摘錄自汽車車輛原理，美國陸軍手冊 TM-9-8000。作為美國聯邦政府的原創作品，該檔案屬於公共領域，因此將其部分內容包含在此處是完全合法和合乎道德的。