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浅谈汽车引擎的布置及驱动形式
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浅谈汽车引擎的布置及驱动形式

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橙威走天涯

 
 
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2008-01-28
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文/LocaR




引擎作为汽车最重要的部件之一,对汽车整体的影响之大,可谓牵一发而动全身。就连引擎的布局形式,都十分讲究。




横置引擎

发动机横置,指发动机与汽车前桥平行。




横置发动机的曲轴、变速器的输入、输出轴与汽车前轴都是平行的。理论上采用横置引擎的FF(前置前驱)、RR(后置后驱)车型动力传输距离短,方向一致,因此传动效率较高。但是由于车辆宽度的限制,横置引擎的汽缸数往往小于6个,故理论上横置引擎车型动力相对较弱(奥迪强劲的横置5缸引擎属于个例)。




纵置引擎

发动机纵置,是指发动机与汽车的前桥垂直。




相比较横置引擎,理论上采用纵置引擎的FF(前置前驱)、RR(后置后驱)车型动力传输方向与汽车所需动力方向是垂直的,必须经过一次动力上的方向转换,由此会造成动力的损失。但是在FR(前置后驱)的情况下,动力需要传递到后桥上,在传动距离无法缩短的情况下,纵置引擎可以使得曲轴与传动轴平行,减少动力传动方向的转换,减少动力损失。




这就是为何后驱车型采用纵置引擎最重要的原因之一。同时,纵置的布局形式可以让引擎舱内塞下气缸更多、排量更大的引擎。这也就是为什么豪华车(排量较大,气缸较多)普遍采用纵置引擎布局的原因。




前置前驱(FF)

前置前驱意味着前置引擎、前轮驱动。




前置前驱最大的优势在与动力系统结构紧凑,驱动轴短,动力输出损耗低。前置前驱没有传动轴穿过底盘,可降低车后排中间的隆起,提升车内空间。并且前置前驱在工业上成本较低,普遍在级别较低的车型上采用。而前置前驱的缺点也十分明显,前轴过重以及前轮要负责驱动、转向和大部分的制动力,使得前置前驱车型在操控性能上表现出先天不足。




前置后驱(FR)




前置后驱则是前置引擎、后轮驱动。




理论上前置后驱车型可以兼顾前置引擎带来的“生活性”(不像中置引擎般极端),又兼顾到了车辆的加速及过弯性能。




前置后驱因为引擎布置以及传动轴的布置,车内空间有所牺牲。并且前置引擎的重量过大会导致车辆的推头,后驱又会造成车辆的转向过度,由此带来“进弯推头、出弯过度”,对于驾驶新手来说,这就是灾难性的。因此前置后驱的车型的底盘调校,尤为重要。




前置四驱




前置四驱意为前置引擎、四轮驱动。




这个结构多见于SUV以及高档车型和部分高性能车型。四轮驱动车型主要可以提升车辆的越野性能或是公路行驶性能。四驱对于越野的意义自不用多说。对于高档车型,四驱可以有效提升车辆的形式安全性。




而对于高性能车,四驱可以使得轮胎随时保持强大的抓地力,获得更好的性能表现。当然,其劣势也是十分明显,一整套四驱结构带来的额外重量制约了高性能车的极限表现,对刹车的强度要求也大大提升。同时,油耗偏高是四驱车型的共有缺点。




中置后驱(MR)




中置后驱意为引擎中置、后轮驱动。




其发动机置于座椅之后、后轴之前。中置后驱是大多数超跑所采用的引擎布局形式。因为中置后驱的布局形式可获得最佳的轴荷分配,提升车辆的极限操控性能;并且发动机临近驱动桥,无需传动轴,可减轻车重,提升操控性能。而其缺点也是显而易见,引擎的布局占据了车厢的一部分空间,MR车型一般只有两个座位,行李箱位于前部,且空间较小。同时因为中置引擎的布局,车辆后方视野较差。




中置四驱

中置四驱即发动机中置、四轮驱动。




同样也有许多超跑采用中置四驱的布局形式。相比中置后驱,中置四驱的超跑一般拥有更好的过弯寻迹性,在赛道上也往往能获得较好的成绩。但是同样,四驱系统带来的额外重量与超跑的轻量化追求格格不入,并且相比后驱超跑,四驱超跑在突破过弯极限后,几乎没有办法自救,其后果十分严重。




后置后驱(RR)




后置后驱,顾名思义,就是后置引擎,后轮驱动。




后置后驱的民用车型当前仅有保时捷911的部分型号以及Smart的车型了。后置后驱的车型由于前轮负荷小,所以转向轻便,并且后置后驱车型制动力分配合理。后置后驱的车型引擎、变速器和差速器连成一体,动力的传递路线很短,有效降低了动力损耗。但其前后的轴荷分配不如MR车型更优秀。




后置四驱

后置四驱即发动机后置、四轮驱动。




当前后置四驱的民用车型仅有保时捷911的部分车型。前轮负荷小、转向轻便,制动力分配合理是后置车型的共有优势。但也正是后置引擎,在物理上有性能上限的瓶颈。保时捷的911系列车型为了保持传统,将后置引擎一直传承到今日。




其实从Cayman GT4的圈速成绩无限接近于保时捷911 GT3(991)就可以看出,中置引擎的优势究竟有多大。假设Cayman换上了911 GT3(991)的那台引擎,我可以毫不犹豫的断言,凭借保时捷的底盘调校功力,它的赛道成绩必然超越911 GT3(991)。只是鉴于保时捷911高于Cayman的定位,保时捷并没有做出如此极端的决定。




当然了,从保时捷的旗舰车型均采用中置引擎以及保时捷计划推出竞争法拉利488和兰博基尼Huracan的中置超跑来看,显然中置引擎的布局在性能上是优于后置引擎的。保时捷911今后的路,不知保时捷厂家会如何选择。
 
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