xii Modern Automotive Technology
Chapter 16
Engine Size and Performance Measurements. 233
Engine Size Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Bore and Stroke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Piston Displacement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Engine Displacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Force, Work, and Power. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Compression Ratio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Compression Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Engine Torque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Horsepower. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Factory Horsepower Ratings . . . . . . . . . . . . . 237
Engine Effi ciency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Volumetric Effi ciency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Mechanical Effi ciency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Thermal Effi ciency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Section 3
Fundamentals of Electricity and Electronics
Chapter 17
Electrical Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Atomic Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Parts of an Atom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Free Electrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Electricity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Conductors and Insulators . . . . . . . . . . . . . . . 244
Functions of Electricity . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Mechanical vs. Electrical . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Electrical vs. Electronic . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
Magnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
Like and Unlike Charges. . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Electromagnetism. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Induction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Electric Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
Current. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
Resistance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
Relationship of Voltage, Current,
and Resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Conventional and Electron Theories . . . . . . . . . . 250
Direct and Alternating Current. . . . . . . . . . . . . . . 250
Chapter 18
Circuit Types and Ohm’s Law . . . . . . . . . . . . . . 254
Circuit Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Series Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Parallel Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Series-Parallel Circuit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Frame-Ground Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Ohm’s Law. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Change in Resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Change in Voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Change in Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Circuit Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Series Circuit Calculations . . . . . . . . . . . . . . . 258
Parallel Circuit Calculations . . . . . . . . . . . . . . 259
Series-Parallel Circuit Calculations . . . . . . . . 260
Electric Power Calculations . . . . . . . . . . . . . . 262
Prefi xes for Electrical Units . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Chapter 19
Electric and Electronic Components . . . . . . . . 266
Electric Components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Resistors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
Switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Fuses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
Circuit Breakers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Coils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Transformers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Relays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Solenoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Electric Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Electronic Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Semiconductors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Piezoelectric Crystal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Photonic Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Chapter 20
Electrical Tools and Test Equipment. . . . . . . . . 290
Electrical Repair Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Soldering Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Wire Stripping Tools. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Crimp Connecting Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Electrical Test Equipment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Scan Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Vehicle Analyzers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Test Lights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Multimeters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Inductive Wire Tracers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Oscilloscopes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
Load Testers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
Charging System Analyzers . . . . . . . . . . . . . . 296
Alternator Bench Testers . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
Timing Lights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
System-Specifi c Test Equipment. . . . . . . . . . . 297
Diesel Test Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297