性能為先!幾種發(fā)動機布置方式優(yōu)劣解讀
毫無疑問,發(fā)動機應(yīng)該是汽車最重要的部件,它的布局對汽車的性能有很大的影響。對于汽車來說,發(fā)動機布局可以簡單地分為前、中、后三種類型。目前市面上大部分車型都采用前置發(fā)動機,而后置中后置發(fā)動機僅用于少數(shù)性能跑車。那么,這些發(fā)動機布置如何影響車輛性能呢?接下來,車168將帶大家簡單了解一下。
“橫向發(fā)動機底盤布局”
首先從前置發(fā)動機說起,前置發(fā)動機是應(yīng)用最廣泛的發(fā)動機。根據(jù)發(fā)動機擺放方向的不同,前置發(fā)動機可分為立式和臥式兩種。既然方式不同,肯定有好有壞的問題。大多數(shù)緊湊型車和中型車都是臥式發(fā)動機,而大多數(shù)性能車和大型豪華車都使用立式發(fā)動機。為什么呢?這是否意味著立式發(fā)動機比臥式發(fā)動機更好?
“垂直發(fā)動機底盤布局”
●什么是水平放置?什么是垂直方向?
發(fā)動機水平位置是指發(fā)動機曲軸與汽車前軸平行,而發(fā)動機垂直位置是指曲軸與汽車前軸垂直。簡單來說,你站在車前,面對發(fā)動機。如果發(fā)動機水平在你前面,就是水平發(fā)動機;如果垂直放置,它就是垂直引擎。
●對于普通家用車,使用前橫置發(fā)動機最為合適。
要理解這個問題,首先要了解汽車動力傳遞的原理。簡單來說,就是發(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(qū)動輪,這就是汽車動力傳遞的大致過程。
“前橫向發(fā)動機”
橫向發(fā)動機的曲軸、變速器的輸入和輸出軸以及車軸都是平行的。在動力傳遞過程中,曲軸通過齒輪組將動力傳遞給變速器的輸入軸,變速器的輸出軸可以通過錐齒輪將曲軸輸出的動力直接傳遞給車輪。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。因此,如果是前置驅(qū)動,使用前置橫向發(fā)動機是最經(jīng)濟的選擇。但是,如果橫向發(fā)動機由后輪驅(qū)動,那就吃力不討好了,因為發(fā)動機曲軸和傳動軸的方向是垂直的,前軸只能通過傳動軸傳遞一次動力,同樣,后前部和傳動軸也是垂直的,所以需要在后輪軸改變旋轉(zhuǎn)方向,這無疑大大降低了傳動系統(tǒng)的效率。
“前置發(fā)動機”
因此,大多數(shù)普通家用車采用前輪驅(qū)動,前置橫向發(fā)動機。這種驅(qū)動結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢顯而易見。第一點前面已經(jīng)提到,結(jié)構(gòu)簡單,傳輸效率高。其次,由于發(fā)動機和變速箱可以并聯(lián)在一起,并居中布置在前軸前方,發(fā)動機前部水平的發(fā)動機艙規(guī)劃靈活性最大,可以大大節(jié)省乘客艙的空空間。這樣,發(fā)動機艙的縱向空艙大大縮短,換來的是寬敞的駕駛空艙,尤其是空艙,前排乘客的腿部得以伸展。這對于尺寸有限的緊湊型車尤其重要,尤其是擅長在空之間擴張的日系車,比如日產(chǎn)的Trent和本田的Fit等。雖然車身長度非常有限,但前后座椅都非常寬敞。
“沃爾沃一直堅持的臥式發(fā)動機,可以有效增加發(fā)動機艙的塌陷面積”
此外,由于橫向發(fā)動機占用的縱向空空間較小,可以在發(fā)動機艙內(nèi)預(yù)留更多的潰縮吸能空空間,這樣可以保證發(fā)動機在發(fā)生碰撞時不易侵入駕駛艙,使前排乘客有更高的安全系數(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(dāng)然還有一個原因就是沃爾沃有開快車的傳統(tǒng)。
直列5缸和直列6缸發(fā)動機在沃爾沃車型中非常常見,即使在S80和XC90中,水平方向也使用4.4L V8發(fā)動機。
當(dāng)然,橫向發(fā)動機的缺點也很明顯。然而,軸重分布的不平衡是橫向發(fā)動機最大的缺陷。由于橫置發(fā)動機的發(fā)動機曲軸變速箱的輸入軸是并聯(lián)的,所以可以布置在發(fā)動機前軸的前方。但是汽車最重的零部件都集中在前橋前部,導(dǎo)致前橋超載,從而容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足的情況,而且頭重腳輕的車頭和后輪軸配重也會使車輛在高速轉(zhuǎn)彎時后部的后輪缺乏較大的壓力,容易上浮,不容易高速平穩(wěn)的彎道。出于安全考慮,工程師會特意將前驅(qū)車調(diào)整到明顯的轉(zhuǎn)向不足,以此提醒駕駛員轉(zhuǎn)彎時減速。
“58: 42的前后重量比有助于高爾夫出色的操控性”
一些軸重分布不合理的橫向發(fā)動機車甚至達(dá)到了前70%和后30%,其性能可想而知。為了克服軸重分配的問題,設(shè)計人員經(jīng)常將重型電池移入后排座椅或行李廂,以平衡前后的重量分配。在這方面,歐洲車普遍比日系車做得好。比如大眾的高爾夫和速騰(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)的前場和后輪軸的負(fù)荷分配也達(dá)到了58%和42%的水平,可以說是難能可貴。
“大功率的Focus RS在急加速時會出現(xiàn)“扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向”的現(xiàn)象”
由于橫置發(fā)動機變速器的安裝位置過于偏向一側(cè),其傳動軸一長一短。當(dāng)巨大的驅(qū)動力作用在不等長的傳動軸上時,車輛的兩個前輪會產(chǎn)生速度差,導(dǎo)致車輛在快速加速時出現(xiàn)車頭左右擺動的現(xiàn)象,技術(shù)上稱為扭矩轉(zhuǎn)向。這一點在大排量臥式發(fā)動機的前置驅(qū)動中更加明顯。在top gear第13季的一集里,當(dāng)Jeremy測試搭載2.5T發(fā)動機的Focus RS時,在快速加速過程中車頭明顯左右搖擺。
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