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動,前置橫向發(fā)動機。這種驅動結構的優(yōu)勢顯而易見。第一點前面已經(jīng)提到,結構簡單,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,導致前橋超載,從而容易出現(xiàn)轉向不足的情況,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車調(diào)整到明顯的轉向不足,以此提醒駕駛員轉彎時減速。
“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荷分配也達到了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)“扭轉轉向”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,其傳動軸一長一短。當巨大的驅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,導致車輛在快速加速時出現(xiàn)車頭左右擺動的現(xiàn)象,技術上稱為扭矩轉向。這一點在大排量臥式發(fā)動機的前置驅動中更加明顯。在top gear第13季的一集里,當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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