本文將圍繞在汽車車身設計中,發(fā)動機的放置位置和放置原因,它的結構安排進行討論,讓你更加清晰的了解汽車架構。
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1.前輪驅動
前置引擎前輪驅動的汽車驅動系統,即我們通常所說的FF。除了一些高性能跑車以外,目前我們在大街上見到的小轎車一般都采用前置引擎。為什么呢?顯而易見,把引擎放置在車頭,可以增大車箱內部空間,令乘坐更加舒適,所以只要不是為了追求高性能表現的超級跑車好像房車或者SUV這類汽車都是采用前置引擎的布局。
而采用前置驅動的好處又在哪里呢?前置驅動的結構,引擎的動力直接傳遞給前輪,因而不需要一條驅動軸把動力從前面輸送到后面,這樣車廂內部地板的中央就不會有一條突起,增大了腿部空間。而且前置引擎可以橫置于車頭,變速箱和差速器可以連成一體,相對于后輪驅動得汽車,制造技術上相對簡單,而且采用得零件也要少,這樣也可以降低汽車的制造成本。
前輪驅動車輛在行駛間的動態(tài)安全性要比后輪驅動要高,前輪驅動的汽車在直路行駛的穩(wěn)定性較好,最常見的例子是在高速過彎的情況下,一般駕駛人比較能適應并處理前輪驅動車的轉向不足現象,因為前輪驅動的汽車在高速過彎會產生推頭作用,這時駕駛者只要松油門減速,車子的轉彎角度就會收窄,使車子返回到轉彎的路線上來,然而對于后輪驅動車的轉向過 度情形,除非是專業(yè)車手,不然發(fā)生意外的機率將遠大于前輪驅動汽車。
FF的另外一個優(yōu)點是引擎的曲軸與驅動軸成一條直線,這樣就縮短了引擎動力輸出到車輪的距離,提高了效率,也有助于減少不必要的損耗。但是如果前置引擎前輪驅動的汽車將驅動和轉向的功能都集中在車子的前輪上,在動力輸出較大的汽車上,會很容易出現扭力轉向的情況,什么叫扭力轉向呢? 是存在于轉向軸附近所產生的扭力,轉向軸的位置是偏離輪子中心的地方,當車子向左或向右轉向時,“摩擦面積”會轉移到各邊的前面以及后面,這樣的轉移產生了一個“扭力條件”,這個扭力條件會影響車子的操控性。還有就是當車子起步的時候,重心通常都會后移,這樣就會尾重頭輕,驅動輪(也就是前輪)的抓地能力會下降,出現原地空轉地情況,會白白浪費動力,因此起步不及后驅的車子快。還有一個問題就是車身重量的問題,因為前輪驅動的汽車把引擎,變速箱,差速器,驅動軸這些部件都集中在車頭,會令車身的重量不均勻,車子的動態(tài)難以獲得很好的平衡。
2.后輪驅動
前置引擎后輪驅動的汽車驅動系統,即我們通常所說的FR。很明顯,這種驅動方式的汽車需要有一根長長的傳動軸,把位于車頭的引擎輸出的動力傳給驅動輪--即后輪,這樣對于一般的車子,好像面包車,車身就比較高了,因為要在車的底盤下放置傳動軸;而對于轎車來說,為了維持低底盤的特性,只好讓傳動軸凸進車廂,犧牲內部空間來換取舒適性了。還有一個問題就是,有了一根長長的傳動軸,本身亦會消耗一部分動力,這都是FR汽車的缺點。
而FR的優(yōu)點也是顯而易見的,就是在車身的重量分布上更容易做到前后軸平衡,雖然引擎是至于前軸之上,可是變速箱已經位于前軸的的后面了,而后軸還有差速器(即尾牙)等關鍵部件,所以對于整車的平衡來說要較MR,RR,FF更加容易做到。阿爾法·羅密歐的75就曾經試過把變速箱和差速器一并放到后軸上,來平衡前后軸的重量。
上一節(jié)我們講過,當車子啟動的時候,重心會自然的向后移動,這樣驅動輪在后面,會比前輪驅動的車子效果要好。雖說引擎置于車頭較重,可是加速的時候重心會后移,所以重心又回到驅動輪的后軸上,這樣起步與加速就爽快多了。同時,FR汽車的循跡也會比FF汽車強,因為FR汽車的動力輸出在后輪,轉向控制在前輪,兩者各司其職,不會出現FF汽車的扭力轉向問題。在轉彎又同時加速,FF會較容易出現轉向不足的情況。
?。ǘ┲兄?后置引擎
一輛汽車的引擎可以放在乘客后面的地方有兩個,后車軸前面或者后車軸后面,這兩者的區(qū)別不太明顯,通過他們的名字就可以區(qū)分開來,即通常我們說的MR中置引擎和RR后置引擎。世界上各個超級跑車的生產商都采用引擎后置這種技術,這樣做其中一個目的是車子可以盡量按照設計師的設計思想來設計,可以造出外形獨特的車子,另外就是讓車的重量直接壓在驅動軸上。
一般FF汽車在起步加速的時候,由于重心的后移會導致前輪的附著力減小,結果前輪會在原地打轉,起步較慢不說還會白白浪費動力,而MR和RR在起步的時候,重心向后推移,使得加在后軸的向下壓力增大,即后輪與地面的摩擦力增大,這樣就會有效的克服后輪空轉的情況發(fā)生,假若后輪發(fā)生空轉,空轉只會使重心進一步后移,這樣便會迅速使后輪停止空轉。
在實際的駕駛中,輪胎空轉影響動力的傳遞有兩種情況:起步和出彎。FF車的司機對于這兩種情況最為頭疼,一是眼睜睜看著動力不斷從引擎輸出,可是車子就是在原地打轉,再者在出彎的時候,內側輪胎狂轉,但是想加速卻沒反應。對于MR和RR的車子來說,司機只要kick油門,車子就會按照你的思想往前飛奔,而且可以承受比FF車子大得多的引擎動力,當你駕駛一臺馬力超過250匹的FF車子時,你會覺得車子開始變得難以控制,所以對于狂熱追求馬力和速度的超級跑車來說,MR和RR時最佳選擇。
以市面上唯一的RR車保時捷911為例,官方公布的前后車重比是39:61,差不多等于一部反過來的FF汽車,而MR車的重量比則較為均勻,保時捷的Boxster為46:54,法拉力的360 Modena為43:57。雖然有的車廠很欣賞FR汽車可以做到50:50的汽車重量比,操控起來也較得心應手,可是從加速的角度來說,還是頭輕尾重的MR和RR最為有利,為了前后重量比盡可能的小,跑車都會采用頭窄尾寬的車身設計以及采用較為粗大的后輪。