【汽車基礎教室】有換檔的必要嗎?( 一 )

記者:文/sutl 2002-10-28

曾經在網路上看過這麼一則文章:『要尬車就要買自排的,手排車要加速還要先退檔,既麻煩又會錯失先機,不像自排車只要油門踩下去,車子就會衝出去…』


話說好像是十八世紀的英國吧?有一個叫Watt(瓦特)的小孩子,無聊到去研究水壺的水燒開時,會把水壺蓋推開的現象,到長大後發明了蒸汽機(1781),從此人類就進入了工業時代,這是台灣教科書說的。 但實際上,瓦特並不是蒸汽機的發明人,蒸汽機的發明人為蘇格蘭鐵匠紐可門,他於1705年發明蒸汽機,之後世界各地就有少數在運轉的蒸汽機,但並不實用(可以挖煤)。1763年,機械技師Watt接到一台紐可門蒸汽機的維修案,開始對蒸汽機感興趣,經過約20年,將蒸汽機改良至實用,並推廣到世界上,所以很多人才會以為蒸汽機是瓦特發明的。 而現代內燃機引擎的連趕與曲軸的祖先,也是從瓦特為了讓紡織機也能使用蒸汽機做動力,將紐可門的單方向往復式蒸汽機,改良為旋轉式蒸汽機而來的。不過西元前720年的埃及就有蒸汽機了,所以紐可門也非蒸汽機的原始發明人,而是改良者。沒想到蒸汽機從發明到實用,竟歷經了2500年!1679年還有人研究蒸汽機時,反而做出烹調用的壓力鍋? 瓦特蒸汽機發明後,各行各業都相繼採用蒸汽機來增加生產力。到了19世紀,英國人Stephenson(史蒂芬生)於1814年發明蒸氣火車頭,1825年落地啟用。從此,人類的活動範圍就擴大了。聽說在火車發明之前,一般人一輩子的生活範圍不過20km,除非遇到什麼災難。


外燃機vs內燃機


▲這顆四行程引擎誕生於1885年,就是BENZ第一部車用的引擎。


蒸汽機是採用外部蒸氣推動的系統,而蒸氣也是由外部的鍋爐所加熱而來,所以被歸類為外燃機。外燃機與現代的引擎,也就是內燃機,在動力輸出的表現上有很大的不同。各位看看蒸氣火車,其實它的連桿與曲軸就曝露在外,那個大鐵輪就是曲軸,也就是說,蒸氣火車不需要變速系統。因為,蒸汽機是屬於定馬力系統。 蒸汽機的動力,其實就是鍋爐內蒸氣的壓力,當然你要說是馬力也是說得通的。也就是說,你燒出了多少壓力就是多少馬力,與輪子轉幾轉無關。所以在火車起步時,輪子轉速極慢,於是壓力不斷的送往活塞,使活塞的壓力增大,經過連桿傳到車輪,此時車輪就有超大扭力可以起動。而在火車高速運行時,因為活塞運行極快,因此累積不了多少壓力,所以扭力就很小,最後扭力與風阻達成平衡,火車的極速就到了。在美國的紀錄,蒸氣火車時速可達250km/h,比自強號快多了。 但是,蒸汽機若要有力,體積都蠻大的,故不適合用於無馬馬車上,所以大家都說Daimler與Benz於1887,1888年做出來的四輪車及三輪車,才是現代汽車的始祖,而最早在1679年清國的的蒸氣車就沒人理了。 Daimler與Benz的車使用的都是內燃機,一種體積小,卻可發出強大動力的機器(1/2hp)。當然,現今的車輛都是使用內燃機引擎,其特色為轉速越高動力越大,致命傷為不能在極低速下運轉,也無法自行啟動。所以必須有可分離接合動力的裝置(離合器),必須要手搖旋柄啟動(現用啟動馬達),而轉速越高動力越大的特色,與實際需要完全顛倒,故要有變速裝置,以滿足起步與極速的需求,所以汽車一發明,就至少會搭配兩個檔位來用。不過,大家還是用內燃機,只有它才塞得進自用車內。這就是手排車的由來啦!

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