毫無疑問,發(fā)動機應當是汽車上最重要的部分,而它的布置形式對于汽車的性能具有重大影響。對于轎車來說,發(fā)動機的布置位置可以簡單的分為前置,中置和后置三種,目前市面上絕大多數(shù)車型都是采用的前置發(fā)動機,后中置和后置發(fā)動機只在極少數(shù)的性能跑車使用。那么,這幾種發(fā)動機的布置方式對于車輛性能又有什么影響呢?下面,車168就帶大家簡單了解一下。
『橫置發(fā)動機底盤布局』
首先從使用范圍最廣的前置發(fā)動機說起,在前置發(fā)動機中,根據(jù)發(fā)動機放置方向的不同,還可以分為縱置和橫置兩種。既然方式不同,那這里面肯定就有好與不好的問題。大多數(shù)緊湊級車和中型車都是橫置發(fā)動機,而大多數(shù)的性能車和大型豪華轎車都用的縱置發(fā)動機,這是為什么呢?這難道說明縱置發(fā)動機就比橫置發(fā)動機好么?
『縱置發(fā)動機底盤布局』
● 何謂橫置?何謂縱置?
發(fā)動機橫置就是指發(fā)動機的曲軸與汽車前橋平行,而縱置則是曲軸與汽車前橋垂直。簡單地說,就是你站在車頭前面向發(fā)動機,如果發(fā)動機是橫在(汽缸橫向排列)在你面前的,就是橫置發(fā)動機,如果是豎著放置則是縱置發(fā)動機。
● 對于一般家用轎車來說,使用前橫置發(fā)動機是最合適的
要搞清楚這個問題,我們得先弄清楚汽車動力傳輸?shù)脑,簡單來說,發(fā)動機產(chǎn)生動力使活塞推動曲軸,曲軸再通過變速箱將動力傳遞給驅動輪(如果是后輪驅動則還要通過車底的傳動軸),這就是汽車動力傳遞的大概過程。
『前置橫置發(fā)動機』
橫置發(fā)動機的曲軸、變速器的輸入輸出軸以及車橋都是平行的,在動力傳遞過程中,曲軸通過齒輪組將動力傳遞到變速箱的輸入軸,變速箱的輸出軸就可以依靠錐齒輪直接將曲軸輸出的動力傳遞給車輪,在動力傳遞過程中,動力傳遞的方向沒有改變,有效地控制了動力傳遞過程中的能量損失,提高了動力傳遞的效率。所以如果是前驅車的話,使用前橫置發(fā)動機就是最經(jīng)濟的選擇。但如果橫置發(fā)動機采用后輪驅動的話,就會顯得費力不討好,因為由于發(fā)動機曲軸和傳動軸的方向垂直,前橋轉換一次傳動的方向,才能通過傳動軸傳輸動力,而同樣的,后前和傳動軸也是垂直的,因此在后橋需要再將旋轉方向轉換過來,這無疑大大降低了傳動系統(tǒng)的效率。
『前置發(fā)動機』
所以說,普通家用轎車大多采用了前橫置發(fā)動機前輪驅動。這種驅動結構優(yōu)點很明顯,第一點前面已經(jīng)說過了,結構簡單,傳動效率高。其次,由于可以將發(fā)動機和變速箱平行連接在一起的集中布置在前軸之前,因此橫置發(fā)動機車頭發(fā)動機艙的規(guī)劃彈性最大,可以把空間大幅節(jié)省下來給乘客室。這樣就極大限度縮短了發(fā)動機艙的縱向空間,換來的是寬敞的駕乘空間,尤其是前排乘客的腿部拓展的空間。這對于尺寸有限的緊湊型轎車來講尤為重要,這點在擅長于空間拓展的日系車中表現(xiàn)得尤為突出,例如日產(chǎn)的騏達,本田的飛度等,雖然車身長度很有限,但是前后排的乘坐空間都非常寬敞。
『沃爾沃一直堅持使用的橫置發(fā)動機可以有效增加發(fā)動機艙的潰縮區(qū)域』
此外,由于橫置發(fā)動機占用的縱向空間較小,因此可以在發(fā)動機艙內預留更多的潰縮吸能空間,發(fā)生碰撞時能夠保證發(fā)動機不容易侵入駕駛艙,使得前排乘客擁有更高的安全系數(shù)。這也是沃爾沃一直堅持使用橫置發(fā)動機的原因之一,當然另一個原因則是沃爾沃擁有前驅車的傳統(tǒng)。
橫置直列5缸和直列6缸發(fā)動機在沃爾沃旗下車型里很常見,S80和XC90甚至還在使用橫置的4.4L V8發(fā)動機。
當然,橫置發(fā)動機的缺點同樣明顯。而軸荷分布不平衡的問題則橫置發(fā)動機的最大缺陷。由于橫置發(fā)動機發(fā)動機曲軸變速箱輸入軸平行連接在一起的,使其可以布置在發(fā)動機前軸之前,但是這些重量最重的汽車部件全部集中在車頭前方就使得前軸負荷過大,從而容易出現(xiàn)轉向不足的情況,而頭重腳輕的前后軸配重也會在高速過彎時使車尾的后輪缺乏重壓、容易漂浮,不容易高速而流暢地過彎。由于出于安全的考慮,工程師們也會刻意將前驅車調校成比較明顯的轉向不足,從而提醒駕駛者在過彎時放慢車速。
『58:42的前后配重比造就了高爾夫出色的操控性能』
某些軸荷分配不合理的橫置發(fā)動機轎車甚至達到了前70%后30%,其性能可想而知。為克服軸荷分布的問題,設計師們常常將重量較大的蓄電池移至后座椅內、或是行李廂內,以平衡前后的重量分配。在這點上,歐系車普遍比日系車做得更出色,例如大眾的高爾夫和速騰的前后軸荷分布也做到了前58%后42%的水平,可以說難能可貴。
『大馬力的福克斯RS在急加速會出現(xiàn)“扭力轉向”的現(xiàn)象』
由于橫置發(fā)動機變速器安裝位置過于偏向一側的原因,其驅動軸是一長一短的,當巨大的驅動力作用在不等長的傳動軸上時,會使車兩個前輪有轉速差,從而導致急加速時車頭有左右擺動現(xiàn)象,專業(yè)術語稱之為扭力轉向。這點在大排量的橫置發(fā)動機前驅車更加明顯,在top gear第十三季的某一集中,Jeremy測試搭載了2.5T發(fā)動機的?怂筊S時,急加速時就出現(xiàn)了明顯的車頭左右擺動的現(xiàn)象。
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