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毫無(wú)疑問(wèn)，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)是汽車上最重要的部分，而它的布置形式對(duì)于汽車的性能具有重大影響。對(duì)于轎車來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)的布置位置可以簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)，后中置和后置發(fā)動(dòng)機(jī)只在極少數(shù)的性能跑車使用。那么，這幾種發(fā)動(dòng)機(jī)的布置方式對(duì)于車輛性能又有什么影響呢？下面，車168就帶大家簡(jiǎn)單了解一下。
首先從使用范圍最廣的前置發(fā)動(dòng)機(jī)說(shuō)起，在前置發(fā)動(dòng)機(jī)中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)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(wèn)題。大多數(shù)緊湊級(jí)車和中型車都是橫置發(fā)動(dòng)機(jī)，而大多數(shù)的性能車和大型豪華轎車都用的縱置發(fā)動(dòng)機(jī)，這是為什么呢？這難道說(shuō)明縱置發(fā)動(dòng)機(jī)就比橫置發(fā)動(dòng)機(jī)好么？
何謂橫置?何謂縱置？ 發(fā)動(dòng)機(jī)橫置就是指發(fā)動(dòng)機(jī)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(jiǎn)單地說(shuō)，就是你站在車頭前面向發(fā)動(dòng)機(jī)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)是橫在（汽缸橫向排列）在你面前的，就是橫置發(fā)動(dòng)機(jī)，如果是豎著放置則是縱置發(fā)動(dòng)機(jī)。 對(duì)于一般家用轎車來(lái)說(shuō)，使用前橫置發(fā)動(dòng)機(jī)是最合適的。 要搞清楚這個(gè)問(wèn)題，我們得先弄清楚汽車動(dòng)力傳輸?shù)脑?，?jiǎn)單來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力使活塞推動(dòng)曲軸，曲軸再通過(guò)變速箱將動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪（如果是后輪驅(qū)動(dòng)則還要通過(guò)車底的傳動(dòng)軸），這就是汽車動(dòng)力傳遞的大概過(guò)程。
橫置發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、變速器的輸入輸出軸以及車橋都是平行的，在動(dòng)力傳遞過(guò)程中，曲軸通過(guò)齒輪組將動(dòng)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(dòng)力傳遞給車輪，在動(dòng)力傳遞過(guò)程中，動(dòng)力傳遞的方向沒(méi)有改變，有效地控制了動(dòng)力傳遞過(guò)程中的能量損失，提高了動(dòng)力傳遞的效率。所以如果是前驅(qū)車的話，使用前橫置發(fā)動(dòng)機(jī)就是最經(jīng)濟(jì)的選擇。但如果橫置發(fā)動(dòng)機(jī)采用后輪驅(qū)動(dòng)的話，就會(huì)顯得費(fèi)力不討好，因?yàn)橛捎诎l(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和傳動(dòng)軸的方向垂直，前橋轉(zhuǎn)換一次傳動(dòng)的方向，才能通過(guò)傳動(dòng)軸傳輸動(dòng)力，而同樣的，后前和傳動(dòng)軸也是垂直的，因此在后橋需要再將旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)，這無(wú)疑大大降低了傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。
所以說(shuō)，普通家用轎車大多采用了前橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)很明顯，第一點(diǎn)前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)了，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高。其次，由于可以將發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)車頭發(fā)動(dòng)機(jī)艙的規(guī)劃彈性最大，可以把空間大幅節(jié)省下來(lái)給乘客室。這樣就極大限度縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)艙的縱向空間，換來(lái)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(duì)于尺寸有限的緊湊型轎車來(lái)講尤為重要，這點(diǎn)在擅長(zhǎng)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(dá)，本田的飛度等，雖然車身長(zhǎng)度很有限，但是前后排的乘坐空間都非常寬敞。
此外，由于橫置發(fā)動(dòng)機(jī)占用的縱向空間較小，因此可以在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)預(yù)留更多的潰縮吸能空間，發(fā)生碰撞時(shí)能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)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(jiān)持使用橫置發(fā)動(dòng)機(jī)的原因之一，當(dāng)然另一個(gè)原因則是沃爾沃擁有前驅(qū)車的傳統(tǒng)。
當(dāng)然，橫置發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)同樣明顯。而軸荷分布不平衡的問(wèn)題則橫置發(fā)動(dòng)機(jī)的最大缺陷。由于橫置發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(fù)荷過(guò)大，從而容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足的情況，而頭重腳輕的前后軸配重也會(huì)在高速過(guò)彎時(shí)使車尾的后輪缺乏重壓、容易漂浮，不容易高速而流暢地過(guò)彎。由于出于安全的考慮，工程師們也會(huì)刻意將前驅(qū)車調(diào)校成比較明顯的轉(zhuǎn)向不足，從而提醒駕駛者在過(guò)彎時(shí)放慢車速。
某些軸荷分配不合理的橫置發(fā)動(dòng)機(jī)轎車甚至達(dá)到了前70%后30%，其性能可想而知。為克服軸荷分布的問(wèn)題，設(shè)計(jì)師們常常將重量較大的蓄電池移至后座椅內(nèi)、或是行李廂內(nèi)，以平衡前后的重量分配。在這點(diǎn)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(shuō)難能可貴。
由于橫置發(fā)動(dòng)機(jī)變速器安裝位置過(guò)于偏向一側(cè)的原因，其驅(qū)動(dòng)軸是一長(zhǎng)一短的，當(dāng)巨大的驅(qū)動(dòng)力作用在不等長(zhǎng)的傳動(dòng)軸上時(shí)，會(huì)使車兩個(gè)前輪有轉(zhuǎn)速差，從而導(dǎo)致急加速時(shí)車頭有左右擺動(dòng)現(xiàn)象，專業(yè)術(shù)語(yǔ)稱之為扭力轉(zhuǎn)向。這點(diǎn)在大排量的橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前驅(qū)車更加明顯，在top gear第十三季的某一集中，Jeremy測(cè)試搭載了2.5T發(fā)動(dòng)機(jī)的福克斯RS時(shí)，急加速時(shí)就出現(xiàn)了明顯的車頭左右擺動(dòng)的現(xiàn)象。
而對(duì)于大部分大尺寸豪華轎車或者性能轎跑來(lái)說(shuō)，出于性能的考慮，使用縱置發(fā)動(dòng)機(jī)是最好的選擇。
大部分的豪華轎車或者主打運(yùn)動(dòng)的性能轎跑使用的都是前縱置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。對(duì)于這種驅(qū)動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，需要一根傳動(dòng)軸將動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)艙從車底傳送到后橋。因此為使動(dòng)力傳遞更直接，就必須使發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)軸平行，這樣就可以直接將動(dòng)力傳遞給傳動(dòng)軸，再由后橋?qū)?dòng)力傳給車輪。這是后驅(qū)車采用縱置發(fā)動(dòng)機(jī)的最重要的一個(gè)原因。 此外，對(duì)于使用了機(jī)械式中央差速器的四驅(qū)車來(lái)說(shuō)，縱置發(fā)動(dòng)機(jī)就更為必要了。因?yàn)椴捎盟妮嗱?qū)動(dòng)時(shí)，由于同樣需要傳動(dòng)軸將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到后輪上，因此將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力直接傳遞給傳動(dòng)軸，這樣才能盡可能的降低動(dòng)力傳遞過(guò)程中的能量損失。
當(dāng)然，縱置發(fā)動(dòng)機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)還在于他對(duì)于平衡前后配重比的作用。眾所周知，50:50的前后完美軸荷一直是以操控著稱的寶馬汽車不惜一切所堅(jiān)持的。而整車最具重量的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器總成的布置無(wú)疑是左右前后軸荷配比的關(guān)鍵因素，寶馬將前軸盡量前移，而把發(fā)動(dòng)機(jī)重心盡量置于前軸之后，就是為了達(dá)到更完美前后的配重比。
在縱置發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)上，還有一個(gè)比較特殊的例子，這就是使用縱置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的奧迪。雖然奧迪使用縱置發(fā)動(dòng)機(jī)更多是為了照顧Quattro系統(tǒng)這個(gè)傳統(tǒng)，但是其縱置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的布局同樣可以帶來(lái)不錯(cuò)的前后配重比。這種布置可以將發(fā)動(dòng)機(jī)縱向布置在汽車前軸之前，與發(fā)動(dòng)機(jī)直接相連的變速箱就會(huì)受到發(fā)動(dòng)機(jī)艙空間的限制，就要布置在前軸之后，變速箱的輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸圍繞同一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于承受著發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱重量的車前軸來(lái)說(shuō)，他就像是天平的支點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱分布在前軸的前后兩側(cè)，使得前軸承受的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱重量分布更加均勻，重心配比更為合理，雖然還是會(huì)有前驅(qū)車的推頭現(xiàn)象，但是其配重比要明顯優(yōu)于普通橫置發(fā)動(dòng)機(jī)車型，例如前驅(qū)的奧迪A4的前后配重比就達(dá)到了較完美的55：45。
說(shuō)到這里，還要提一下一種特殊的前置發(fā)動(dòng)機(jī)布局：前中置發(fā)動(dòng)機(jī)是介于前置發(fā)動(dòng)機(jī)和中置發(fā)動(dòng)機(jī)之間的一種動(dòng)力布置形式，它和前置發(fā)動(dòng)機(jī)的差別，是前者乃是擺設(shè)位置在前軸之前；而所謂的“前中置”乃是在前軸之后、但仍在乘客室之前，與純中置發(fā)動(dòng)機(jī)的位在乘客室后方不同。例如奔馳SLR，馬自達(dá)的RX-8和經(jīng)典的本田S2000等。這種設(shè)計(jì)級(jí)可以獲得完美的前后配重比，而且不像中置發(fā)動(dòng)機(jī)那樣必須以犧牲掉后座為代價(jià)。另外，由于要將發(fā)動(dòng)機(jī)放在前軸之后，這類性車型一般都擁有修長(zhǎng)的車頭，而這樣充滿美感而獨(dú)特的車身比例也讓它們更搶眼。
總所周知，汽車懸架和操控性能是直接相關(guān)的，其重要性不言而喻，而懸架的結(jié)構(gòu)顯然是懸架性能的關(guān)鍵，因此許多高檔車型不惜在前懸就采用雙橫臂、多連桿的復(fù)雜懸架。對(duì)于大排量的V型發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，縱向布置有利于在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)節(jié)省出更多的橫向空間用以安放結(jié)構(gòu)復(fù)雜的懸掛系統(tǒng)。當(dāng)然，將體積緊湊的V6甚至V8發(fā)動(dòng)機(jī)橫著放進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)艙并不是不可能，像沃爾沃S80甚至有使用橫置4.4L V8發(fā)動(dòng)機(jī)的車型，但是這樣發(fā)動(dòng)機(jī)艙就沒(méi)有多余的地方來(lái)安放復(fù)雜的懸架，這樣的情況下，作為沃爾沃頂級(jí)車型的S80也不得不使用了簡(jiǎn)單的麥弗遜結(jié)構(gòu)的前懸。
說(shuō)完了我們最常見的前置發(fā)動(dòng)機(jī)，我們?cè)賮?lái)看看發(fā)動(dòng)機(jī)后置和中置這兩種轎車中比較少見的發(fā)動(dòng)機(jī)布置形式。
對(duì)于非常講究操控性能的性能跑車來(lái)說(shuō)，通常會(huì)采取中置發(fā)動(dòng)機(jī)的擺設(shè)方式，而它也一定是一部后輪驅(qū)動(dòng)（或四驅(qū)）車型，因?yàn)榻^對(duì)沒(méi)有道理把已經(jīng)非常接近后輪軸的發(fā)動(dòng)機(jī)、再自己找麻煩似地將動(dòng)力傳到遙遠(yuǎn)的前輪去。所謂發(fā)動(dòng)機(jī)中置就是指發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛員座椅之后，后軸之前，這樣布置的好處除了可以將前后軸的配重達(dá)成完美的50:50之外，更因重量最重的發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)離了車頭、車尾這二個(gè)偏擺力矩最大的部位，因此在過(guò)彎時(shí)，車子的操控穩(wěn)定性最高，可以用更快的速度、更流暢的姿態(tài)過(guò)彎，因此這也是速度最快的方程式賽車之標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)布置方式。
由于中置發(fā)動(dòng)機(jī)車型的后座空間已經(jīng)被發(fā)動(dòng)機(jī)占據(jù)了，因此這類車型的一個(gè)缺點(diǎn)是只能安放兩個(gè)座位，此外發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音也會(huì)比前置發(fā)動(dòng)機(jī)更大，但是對(duì)于那些只為駕駛者準(zhǔn)備的高性能跑車來(lái)說(shuō)，它根本不需要擁有后座，而且車主們也會(huì)很樂(lè)意聽到高亢的引擎聲浪。
當(dāng)然，說(shuō)到更為少見的后置發(fā)動(dòng)機(jī)，我們還得請(qǐng)出獨(dú)一無(wú)二的保時(shí)捷911，其后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的搭配水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)形式更是絕無(wú)僅有。這種配置方式與前置前驅(qū)車剛好相反，由于重量集中在車尾，因此在高速過(guò)彎時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的轉(zhuǎn)向過(guò)度。這種特性也使得早期的911非常難以駕馭，對(duì)駕駛員的技術(shù)要求非常高。不過(guò)隨著技術(shù)的進(jìn)步，鋁質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)、鋁質(zhì)懸架的輕量化、以及多連桿懸架的新設(shè)定，新911的操控已經(jīng)變得比較理性，這使得很多駕駛技術(shù)一般的朋友也能夠感受到911的魅力所在。 小結(jié)：一般的家庭用車由于考慮的更多是空間實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，所以大多使用了傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且節(jié)省空間的前橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。而對(duì)于需要平衡性能和實(shí)用性的高檔和豪華轎車而言，則會(huì)普遍使用縱置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，歸根結(jié)底，發(fā)動(dòng)機(jī)的布置都是為了滿足車輛的性能需求。 至于高性能的跑車來(lái)說(shuō)，為達(dá)到極致的性能表現(xiàn)，其動(dòng)力布置方式更為特殊，除了中置發(fā)動(dòng)機(jī)和保時(shí)捷911的后置發(fā)動(dòng)機(jī)之外，還有像前置發(fā)動(dòng)機(jī)搭配后置變速箱這樣特殊的結(jié)構(gòu)。 |
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