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規格表數據解密!教你看懂規格表沒說的事!

来源: 心得 s121212 2024-2-19 18:39 顯示全部回文 |閱讀模式
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台灣人買車最愛看規格表,但是規格表上的數字都代表什麼意義呢?本篇帶你一起過一遍規格表,讓你知道標示上的眉眉角角!
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引擎總成

缸徑、行程、壓縮比

往復式引擎經過長年發展,最終留下了以圓形活塞搭配連桿及曲軸系統的常見設計,而在計算排氣量的時候,則是以規格表上標示的「缸徑 Bore」乘上「行程 Stroke」,首先要求得缸徑圓面積,這時候要請出國小數學,算法為「半徑乘半徑乘上圓周率」,將缸徑圓面積再乘上行程長度(活塞上下死點的位移量),最終乘上氣缸數量,就可以得到排氣量。
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(記得先把 mm 換成 cm,因為 1c.c. 的定義是 1 立方公分,用 mm 算出來會很難找小數點。)

以 SUZUKI GSX-8S 為例,其汽缸直徑為 84mm,曲軸行程為 70mm,透過上面公式算出來排氣量約是 775.847,與規格表上標示的 776c.c. 相符,而壓縮比則是燃燒室容積與氣缸總容積的比值,通常來說,壓縮比越高代表引擎的燃燒效率越好,但壓縮比高動力不見得大,因為影響動力的還有諸多因素。 規格表數據解密!教你看懂規格表沒說的事!3630

比如說缸徑尺寸與行程的關係(衝程比),會對引擎調性有所影響,缸徑與曲軸行程的比值中,如果缸徑尺寸比曲軸行程的數值大很多,則是短衝程引擎,例如 YAMAHA 的 YZF-R6(67.0 mm × 42.5 mm),如果反過來,曲軸行程大於缸徑尺寸,則屬於長衝程引擎,例如哈雷的 Milwaukee-Eight™ 117 引擎(103.5mm × 114.3mm)。
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photo:Wikipedia

短衝程引擎引擎轉速通常相當高,但引擎扭矩因為行程短的關係通常不大,所以動力輸出都集中在整體轉速帶的中後部分,一般概念上會認為是馬力取向的引擎,而長衝程引擎通常沒辦法運轉太快,但因為曲軸行程很長,能產生很大的力矩,所以在低轉速就能發揮非常大的力量,通常被認為是扭力型引擎,光靠缸徑與曲軸的規格搭配,就能在相同排量下創造出不同的引擎調性。
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如果想要進一步了解一顆引擎的反應速度(轉速攀升的速度有多快),則可以用活塞平均速度來比較,目前國內速克達車款的活塞平均速度約落在19m/s,而綜觀二輪領域,常態性分布在 20m/s左右,其計算公式為:
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以目前非常熱門的 JET SL+ 來說,其曲軸行程為 57.8mm,套用上面公式可算出活塞平均速度為 23.12 m/s,而經常被拿出來比較的 PGO TIG,其曲軸行程為 58mm,計算得出活塞平均速度為 21.26 m/s,單論活塞速度來看,JET SL+ 的引擎反應會更加迅速(本範例中最高轉速以儀錶標示最大值計,實際值應更低,計算時須注意最大轉速數值為實際值或是估計值),然而引擎實際的運作狀態可能因轉動件重量、平衡、引擎點火設定、燃油,乃至於區軸箱壓力等複雜因素影響,活塞速度並不能完全顯示實際情況。

引擎行程

以目前市售的往復式引擎來說,主要分為二、四行程兩種,當然也有轉子式引擎,但在摩托車上較為少見,此處不討論。

二行程引擎沒有汽門,所以是在活塞下行的過程中,透過位於氣缸壁下部的掃氣道,將混和了潤滑油的氣化燃油一起進入燃燒室,接著在點火爆炸後活塞下行的過程中,透過位於氣缸上部的排氣口將廢氣排出,並在活塞通過掃氣道時接著完成進氣。
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photo:Wikipedia

因此曲軸每一次旋轉都能提供動力輸出,優點是引擎反應輕快,缺點是因設計因素,燃油氣難以完整燃燒,因此排放汙染相對嚴重,在台灣法規下二行程新車基本上已經絕跡,目前全球市場上也只剩下越野車、割草機或是船舶輪機有較廣泛的應用。
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四行程引擎結構相對複雜(真的很複雜),透過曲軸旋轉的過程帶動內鏈(或者頂桿),內鏈(或頂桿)會驅動位於缸頭的凸輪軸旋轉,凸輪軸在旋轉的過程中會配合活塞的上下行,驅動進氣氣門以及排氣氣門的開閉,雖然四行程引擎的運作過程相比二行程來得多餘,而且多了一堆零件使得引擎重量難以減輕,但四行程引擎更容易控制、更加穩定、廢氣排放更乾淨,最終成為目前的主流,地位幾乎無可撼動。
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氣門控制機構

目前主流的氣門控制機構有 SOHC(Single Overhead Crankshaft)、DOHC(Double Overhead Camshafts)、OHV(Overhead Valve),此外還有 DUCATI 愛用的 Desmodromic 系統,以及市售車幾乎沒有採用的氣動氣門、電磁閥氣門等等。
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首先介紹 OHC,在 OHC 氣門系統中,不論進、排氣門的開啟時間都是由凸輪(Crankshaft)的造型決定,關閉則由彈簧復位機構控制,氣門會因為彈簧的回復速度而有關閉速度的差異,雖然一般在規格表上不會知道凸輪設定,但車廠的技術資料如有提到「增加開啟時間」、「提高凸輪角度」,則可知道這顆引擎在設定上可能偏重性能表現。
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而 SOHC、DOHC 前面的 Single、Double 則代表有幾組凸輪軸,SOHC 只用一組凸輪同時控制進、排氣門,DOHC 則有兩組,一組控制進氣、一組控制排氣,可以讓氣門開啟時間最佳化,不過凸輪軸數量越多也代表曲軸驅動凸輪的過程中動能損失變大,而採用雙凸輪軸就是為了追求更精準的進排氣開啟時間,以及更高的引擎轉速,因此雙凸輪軸引擎的凸輪設定通常會更偏向中高轉速域,進而犧牲掉部分低轉性能,因此採用 DOHC 的引擎在低轉速域的反應速度比 SOHC 來得慢一些,但馬力通常也比採用 SOHC 的引擎大。
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而 OHV 採用的是氣門頂桿而非鏈條(或皮帶)驅動凸輪,機構上相對 OHC 來說更簡單,技術性也相對較低,而 OHV 系統在氣門關閉的精準度上相比 OHC 系統更差一些,尤其在高轉速的狀態下可能會有關閉不全的狀況,但是頂桿系統低變形的特性,幾乎不需要維護(OHC 需要調整內鏈或皮帶張力以確保準確度),因此常用在偏重耐用性或者低維護頻率的引擎上,在主流市場逐漸消失,但 OHV 目前在美式機車上仍相當常見。
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DUCATI 的 Desmodromic 系統則不使用彈簧關閉氣門,啟閉完全依賴凸輪機構,透過機械設計強制開啟與關閉氣門,藉此實現完全控制氣門開啟與關閉時間,但並非常見設計。
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同樣非常見設計的還有 HONDA 的 Uni-Cam 系統,在此不多描述。
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氣門數量

雖然氣門數量有過百花齊放的年代,但因為加工技術與成本問題,目前主流的系統採用 2V 或 4V(V=Valve),2V 系統通常常見於非性能車款,著重低速扭力、省油等特性的引擎,4V 常見於著重中高轉速,需要高進排氣效率的引擎,用非常粗暴的分類來說,4V 通常與性能掛勾,2V 則注重經濟性,除了數量之外,氣門材質也有不同,但通常不是性能車款不會特別標示氣門材質。


冷卻系統

在引擎上,常見的有三種散熱系統,分別是水冷(通常是寫成 Liquid Cool 而非 Water Cool)、氣冷、油冷,雖然概念上來說不論哪一種冷卻,最終都是靠氣冷完成,但水冷系統因為是由水冷液流經水道將熱量帶到水冷排(散熱器)上,透過水冷排上的鰭片使實際接觸到冷空氣的面積翻倍增加,提升散熱效率,而設計得當的水冷系統可以使引擎長時間維持穩定的工作溫度,對性能、耐用度、耐久度都有幫助。
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純油冷系統非常少見,例如近年發表的 SUZUKI GIXXER 250 系列即是完全靠機油冷卻系統來降低缸頭、汽缸溫度,否則一般的油冷系統多半只是用以控制引擎下部的機油溫度,而非作為整體冷卻系統使用。
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而氣冷引擎透過引擎、汽缸、缸頭上的鰭片設計來直接撞風(國產氣冷速克達則用風扇直接抽氣進行強制氣冷),是最常使用在小排量等功率較低的引擎的散熱形式,由於無須額外的冷排及水冷液,引擎總體重量通常比水冷系統更輕,但是氣冷系統效率容易受到天候條件、撞風速度影響,因此引擎功率很難往上提升。
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汽缸數量

以摩托車來說,目前常見的汽缸數量基本只剩下單、雙、三、四缸,主要受限於體積,越多缸數就代表引擎越寬,由於工件長度增加,在零件加工精度上的要求就越高,車輛的重量、成本等等也會隨之飆升。
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(CBX1000 的六缸引擎真的是有夠寬...)

概念是「同排氣量下,汽缸數量越少則扭力越大」,但理論上單一汽缸燃燒效率最佳的排氣量約莫是 250c.c.,單一汽缸容積越接近 250c.c. 則燃燒效率越好,且因為多缸活塞與曲軸較小,重量較輕,引擎能達到的轉速也更高,因此馬力也越大。
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(圖為 BMW S 1000 RR 的曲軸)

引擎形式

引擎形式指稱引擎在汽缸擺放角度、曲軸布局等設計,單缸引擎由於只有一組曲軸,所以僅在汽缸角度有不同設計,常見有臥式、斜躺式、垂直等設計,其中速克達常見使用臥式引擎設計,藉此將引擎上部空間讓給車箱,而在速克達以外的機種,目前常見的設計是將汽缸向前輕微斜躺,而直立式引擎則多見於強調復古風格的車型。
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至於多缸車還有並(直)列、V 型等設計,其中「並列」是指兩個汽缸彼此緊鄰的設計,而「直列」是指三缸以上(含)汽缸以直線排列,特色是呈直線排列所以引擎寬度不可避免的比 V 型引擎較寬,而且零件整體較 V 型引擎更少,理論上重量可以比 V 型引擎更輕,不過最主要還是造價更便宜、設計更好做,引擎周邊零件更易布局而廣受採用。
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(YAMAHA CP2:並列雙缸)

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(TRIUMPH:直列三缸)

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(SUZUKI:直列四缸)

而 V 型引擎是指汽缸以曲軸為中心前後錯置,從側面看去汽缸呈現 V 字形,常見的有 V 型雙缸、V 型四缸,其中在 V 型四缸引擎上,有著引擎本體更窄、重心更集中等特色,但是由於汽缸採前後置放的關係,後缸無論如何都會承受來自前缸的積溫,即便像 DUCATI 將汽缸大幅度向前翻轉減少前缸積熱吹向後缸,仍難免後缸溫度較前缸更高的問題。
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而多缸還有曲軸角度的問題,透過不同的曲軸角度可以帶來不同的點火間隔,因此即便是並列雙缸也能透過曲軸角度達到類似 V 型引擎的輸出特性,甚至直列四缸可以透過十字曲軸,讓輸出特性更貼近 V 型四缸,比如說 YAMAHA 的 YZF-R1 的動力輸出頻率就與 SUZUKI 的 GSX-R1000 不同,造就其迅敏到幾近神經質的引擎反應。


而 V 型引擎還有汽缸夾角設定的差異,例如同樣採用 V 型四缸架構,Aprilia 的 RSV4 就採用 72 度汽缸夾角,而 DUCATI 的 Panigale V4 則是 90 度,據 Aprilia 表示,他們認為 72 度夾角可以讓 V4 引擎能兼顧柔順與狂暴兩個面向。
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(左為 RSV4,右為 Panigale V4)

而多缸車中還有些相當異色的引擎,例如 Honda Goldwing、BMW R 系的水平對臥六缸、Moto Guzzi 的橫置 V 雙,或是在越野車上會使用的反置曲軸...光式引擎規格就能有無數種排列組合,但依常見的引擎形式來說,能看懂引擎規格的弦外之音就可以大致理解到一台車的基本調性。 規格表數據解密!教你看懂規格表沒說的事!5692

車架數據

最複雜的引擎說完了,接著進入車架的環節,在車架階段其實能談的不多,主要原因在於車架設計比起引擎更加複雜,但在規格表上能標示出的資訊往往又難以用來判斷一台車的特性,比較指標性的數據約莫只有前傾角、拖曳距、距地高、懸吊行程、後懸吊型式等,以下分項說明。

前傾角、拖曳距

前傾角(Rake)跟拖曳距(Trail)兩者可謂密不可分,首先看到所謂的前傾角,前傾角是指鵝頸(或稱頭管...之類的,總之是三角台軸心要穿過的那個部分)與垂直線的夾角。
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Photo:Motorcycle.com

前傾角越小,前叉角度越直立,就越靈敏,前傾角越大,前叉角度就越斜,更容易保持直進性,而現代的街道用車的前傾角常態分佈在 24 度前後,能在高速穩定性與操作靈活度之間取得平衡。
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Photo:Motorcycle.com

而拖曳距是鵝頸延伸線及前輪軸心與地面垂直線之間的數值,拖曳距越短在轉向時可以更容易使車輛進入迴旋狀態、越長則相反,而車廠可以透過調整三角台設計影響拖曳距(前叉越向後靠,則前輪軸心與地面垂直的點就會離鵝頸延伸點越遠,則拖曳距越大),在部分車款上甚至存在「頭管角度可調」的特殊設計,比如 Aprilia 的 RSV4 在車架上留下許多調整空間給車手及技師發揮。
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(調整前傾角、調整拖曳距通通都可以,搭配 off-set 設定不同的改裝三角台,還能組合出更多車架幾何特性。)

以跑車來說,可以一次將多款車輛的前傾角與拖曳距等表列出來,就可以大概看出這些車款最基礎的轉向特性(車架材質與剛性分布是另一回事),也可以將街跑車、純跑車的車架數據拉出來比較,就可以知道為何部分車款不被視為是 Sport bike。

距地高

除了街道用車之外,我們還有越野車、ADV 車款等等,這些車經常會在路況極端的環境騎乘,因此「車底盤」有多高,就決定了最基本的越野性能,而這個指標就是「距地高 Ground Clearance」。
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距地高概念很單純,也就是「車體最低點與地面的距離」,這是用來衡量一台車是否具備惡地騎乘性能的最低條件,比如說同系列的 SUZUKI GSX-8S 距地高為 145mm,但 V-Strom 800DE 為 220mm,然而 KTM 的 890 ADVR 距地高達到 264mm,沒有比較沒有傷害,就最基本的體質來說, 890 ADVR 顯然能比 800DE 突破更複雜的障礙,而距地高僅 145mm 的 GSX-8S 連過個碎石陣都有機會卡住。
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懸吊行程

說完距地高,接著談談懸吊行程,如果單看距地高這個項目所代表的意義,你可能會有「所以距地高越高越好嗎?」的奇怪錯覺,然而距地高越高通常也代表你的懸吊越長,或代表你的引擎擺放位置越高,雖然引擎與騎士越貼近,則重心越集中,但重心位置越高,騎起來就沒有那麼穩定,高速時懸吊也容易因為加減速等狀況而有搖晃的狀況,因此「長」未必就是好。
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為了應對街道使用下頻繁的加速與減速,也為了更好、更穩定的高速行駛性能,以一般街道用車來說,懸吊行程通常落在 100mm~120mm 之間,彈簧與阻尼也會針對相對高速的騎乘樣態加強,引擎離地面近一些,高速下的穩定性也會好一點。
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但並非所有車都需要這麼高的運動性能,加上近年電子懸吊相當成熟,即便是偏長的懸吊設定,也能透過電子系統即時增加預載來降低搖晃感,例如 BMW 的 S1000XR,或者 SUZUKI 的 S1000GX,都是懸吊行程落在 150mm 左右的「GT 跑旅車款」,較長的懸吊行程帶來舒適性與地形適應性,同時又不會過度減損公路性能,是近年越來越受歡迎的一種車輛設定。
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後懸吊型式

前叉基本上差距不大,正叉未必比倒叉差,而可調不可調就單純是成本與售價的問題,但後懸吊不一樣,直推式(Mono shock)或是多連桿系統在路桿上與性能上有巨大差異,不可不慎。

首先是早年輕檔車上常見的直推式避震器,避震器直接連接搖臂本體與車架,搖臂向上推的力量會直接由避震器吸收,由於避震器壓縮過程雖然看起來是線性運動,但仔細觀察避震器下座的運動軌跡,實際上是呈現曲線運動,換言之後避震壓縮過程隨時都在承受因下座非線性運動而產生的分力。
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(連 890 DUKE 都用直推式的設計,顯見其性能無庸置疑。)

不過直接推的好處就是「直接」,直推式後懸吊通常有著路感清晰、反應直接等特性,調整避震器時不容易有模糊地帶,缺點是空間佈局上容易受限於車架或者其他車輛配備,所以並不是容易設計得好的後懸吊型式。
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而另一種常見的後懸吊型式則是「多連桿式」,究竟是幾連桿不重要,重要在於多連桿系統可以在避震器空間受限的情況下,透過連桿系統將搖臂向上推擠的力量轉移到避震器上,因此在多連桿問市後,開始有車廠將多連桿放在車架側邊、引擎下方,或者穿過搖臂來個打地鼠,形式相對自由許多。
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由於搖臂推擠的力量透過多連桿轉了又轉,因此多連桿形式的後懸吊通常會有路感相較柔和、過彎的自信感較強的特色(路感太清晰對一般騎士來說是困擾,對於騎乘自信其實沒有幫助),缺點是在調整時很容易迷失,多轉一點少轉一點感覺好像差不多。

至於避震器放在外側,甚至是放平的,例如 DUCATI Panigale V2,或者像 KAWASAKI 的 Horizontal Back-link Rear Suspension,除車輛結構布局的自由度外,還有將力量傳遞到避震器上的方向變成跟車頭方向同軸向,如此一來可以減少後懸吊積極運作時的後端的上下搖晃感。
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看錯重點,只會被規格表欺騙

只講了引擎跟車架就想結束這回合,這篇文章難道是在標題詐欺?你會這樣想,代表你已經被規格表給騙了,許多人買車是盯著規格表買車的,但卻忽略規格表上不會告訴你的東西,因為規格表沒寫的東西,他們根本看不懂。

比如說你很在乎座高,很在乎踩不踩得到地板,挑了一台座高 760mm 的車,結果沒注意到這台車的車身中段寬的非常誇張,寬到你甚至沒辦法順利上下車,為此你抱怨規格表上的長寬高跟座高根本沒有意義...哇!那你就說得太對了!
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(比如說 SUZUKI GEMMA 座高僅 705mm,但寬度寬到停紅燈要墊腳。)

規格表上的數字大多數時候都沒有意義,他標出來只是因為有人需要看,比如說車重 270kg,乍看之下很重,但這台車的重心設計的非常完美,前後輪從培林到軸心都用高精度製品,牽起來輕鬆又容易,而引擎設定又是偏向扭力取向,出力完全能輕鬆推動車輛,騎起來甚至有輕盈感,但這些資訊就算告訴你你也不會相信,因為 270kg 對你的大腦來說太重了。
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(比如說本田就是很典型的車有夠重,但騎乘感很輕盈。)

比如說馬力這件事情,許多人看到性能車款最大馬力轉速沒有超過萬轉就開始嫌東嫌西,試問你是否有去搜尋過扭力馬力圖,並且嘗試看懂他?Triumph 的三缸引擎在三千轉前後就已經達到最大扭力的九成,扭力高原一路延伸到最大馬力點前後,當你還在背規格表、掉書袋的時候,那些規格表上沒有寫的資訊都在真實的告訴你這台車跟你想的非常不一樣。
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(FTR 最大動力帶在 6,000 轉附近,但油門補下去的瞬間可是把十多公斤米的力量全部丟給你。)

又比如說軸距長一事,近年的設計風潮就是像越野車看齊,縮短拖曳距提升車輛迴旋性能,然後增加搖臂長度提升後輪的穩定性,綜合出來的結果就是轉彎靈敏的同時仍能有穩定感,但仍然有人看到軸距長就高潮,實在令人遺憾。
規格表數據解密!教你看懂規格表沒說的事!1770

Feel it, not read it.

單純去比較車輛規格絕對沒有問題,但淪為數字比拚的瞬間,你就掉入了規格表的陷阱,車廠沒有騙你、規格表上的數字也沒有作假,而是你認為單純看數字就能得到一台車的全貌的傲慢態度,讓你陷入規格戰的迷思,而一台好車是經過工程師精心琢磨的產物,不應該讓規格表上的數字糟蹋了它,下次看車之前,先直接去體驗,再透過規格表上的數據去驗證,當個有品味的玩車人,就從丟掉規格表開始吧!
規格表數據解密!教你看懂規格表沒說的事!7821 本文最後由 s121212 於 2024-2-29 16:25 編輯

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  發表於 2024-3-5 13:30
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JeffCCF 2024-3-5 11:37 顯示全部回文
好專業的文章,我是機械小白看不懂,哈,但是還是非常感謝樓主的分享,辛苦了,謝謝!