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[其它] 纵置、横置、反置发动机

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发表于 21-7-2008 22:06:12 | 显示全部楼层 |阅读模式

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发动机纵置是指发动机和汽车的前桥垂直,发动机横置是指发动机和汽车前桥平行。直观的描述就是当你打开机盖,你站在车头面向发动机,如果发动机横放在你眼前,就是横置式发动机;纵放在你眼前,就是纵置式发动机。

横置式发动机最突出的优点是在前驱车型上动力传递直接,比纵置有更高的传动效率。由于前驱车上横置式发动机的输出轴与汽车的前轴平行,所以动力可以直接通过普通的斜齿轮传递到差速器上。而纵置式发动机动力要通过一组齿轮让其变成垂直,这样输出轴才能跟前半轴平行。

  在横置式发动机布置的前驱车上,变速箱差速器总成完全布置在前轴前面,发动机舱占用空间较小。而在纵置发动机布置的前驱车上,变速箱总成可以布置到前轴之后,重量分布比横置发动机稍靠后,更加合理。

  纵置式发动机在后驱车上的动力传输比横置高。而且纵置式发动机可以很方便地从中央差速器分出前后传动轴来驱动前轮和后轮,更便于布置四轮驱动系统。

  反置式发动机和普通发动机的区别在于进排气布置位置和普通发动机相反。普通发动机是前排气后进气,反置式发动机则是前进气后排气,进气岐管布置在迎风面,加长了进气岐管长度。反置式发动机的优点是加大了进气岐管的冷却效果,还可以将触媒转换器安装在靠近排气头段的位置,提高净化废气能力;缺点是进气速度慢,压力不够,在发动机低转速范围内动力差,容易造成积碳。


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 楼主| 发表于 21-7-2008 22:11:31 | 显示全部楼层
发动机的曲轴跟车身成横向布置为横置发动机,相反如果转一个90度的弯,则属于纵向布置。前横置发动机最大的好处就是动力传递直接。由于发动机的输出轴与汽车的前轴平行,所以动力可以直接通过普通的斜齿轮就能传递到差速器上。而纵置发动机的话,动力则需要通过一组伞形齿轮让其转一个90度的弯,这样输出轴才能跟前半轴平行。所以横置发动机前轮驱动的车拥有比纵置更高的传动效率。前横置发动还有一个好处就是变速箱差速器总成完全布置到前轴之前,这样可以腾出更多的成员仓空间,因此在相同轴距的情况下拥有更大的车内空间。不过前纵置发动机之所以存在也有着自己的过人之处。首先发动机被纵置了以后,变速箱总成可以布置到前轴之后,这样整个动力总成的重量并不是完全压在前轴之前的,所以重量分布比横置发动机靠后,使得整车重心不至于过分靠前。当然,它还有一个最大的好处就是便于布置全时四轮驱动系统。纵置发动机可以很轻松的从中央差速器分出前后传动轴来分别驱动前轮和后轮。因为中央差速器分出的前后传动轴本身就是纵向布置的。奥迪之所以在B级以上的全系列车型都采用纵置发动机,有一个很大的原因就是为了布置它的QUATRRO全时四轮驱动系统。而布置了四驱系统的车型,前后重量分布也更加平衡。  

    不管是横置也好,纵置也罢,前置发动机总的原则还是会让重心落在车的前方,所以它们有着共同的运动特性。发动机布置靠前使得前轮需要承载很大的发动机重量。不但如此,前轮既需要承担转向的任务,又需要承担提供牵引力的重任,所以前轮的负荷非常大。我们知道,车辆在加速时,重心是会后移的,这样前轮的正压力减小,使得前轮的抓地力减小,在急加速时车轮容易打滑,从而丧失很多牵引力,有效牵引力随即降低。  

    我们知道,所有的汽车都是靠前轮转向的。所以在车辆转弯时,首先是由前轮来提供改变汽车运动方向的横向力。而前置发动机前轮驱动的汽车由于重心靠前,所以较难改变运动方向。因此在高速转向时容易出现推头的情况,也就是我们常说的转向不足。当然这只是FF车产生转向不足的一方面原因。另一方面原因,就是前轮既要提供牵引力又要提供转向时必须的横向力,导致负荷过大,而容易产生滑移(打滑),而前轮打滑又会损失很多横向力,这样也会很大程度上导致车辆不能按照既定轨迹运动而是延转向圆周的切线方向运动。  

    不过这些都是在极限运动的情况下才会产生的现象。而且随着现在悬挂和轮胎技术的进步,前驱车的转向极限也越来越高。日常驾驶几乎碰不到这些情况。不过FF还有一个很大的优点就是在雨雪天气路滑的情况下,靠前轮牵引车身能够易于保证方向的稳定性。不至于车辆由于驱动轮打滑而失控。

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 楼主| 发表于 21-7-2008 22:14:18 | 显示全部楼层
浅析发动机横置和纵置的优缺点
现代轿车主要有两种驱动方式:F.R和F.F。F.R车叫做前置发动机后轮驱动,是传统的驱动形式。
它是前轮转向后轮驱动,发动机输出动力通过离合器—变速器—传动轴输送到驱动桥上,在此减速增扭后传送到后面的左、右半轴上,驱动后轮使汽车运行,前后轮各行其职,转向与驱动分开,负荷分布比较均匀。
F.F车叫做前置发动机前轮驱动,则是70年代末才真正兴起的驱动形式。它将变速器之后的东西都往前挪,变速器与驱动桥做成一体,固定在发动机旁将动力直接输送到前轮上,前轮承担了转向和驱动两副重任,省略了长长的传动轴,缩短了传递动力的距离,减少功率传递损耗也就相应节省了燃油。
没有了传动轴,轿车地板不必为它凸出一条通道有利车厢内的布置,车架不必为后驱动桥腾出空间位置,可以降低车身高度有助于行车的稳定性。
发动机可以横置缩短了机厢的长度,在汽车总长不变的情况下增大乘座厢的长度和空间。前轮成为驱动轮变成了“拉”汽车前进,有利于方向控制。由于有上述优点,所以F.F车风靡车坛。
但是事物总有二重性,由于F.F车上的机械大件头大多集中在前面,所以前轮负荷比后轮大,遭到意外碰撞时容易产生变形,波及前轮定位;当汽车启动瞬间和上徒坡时车身重心都会向后移,会减少前轮的正压力从而降低了车轮的牵引力,但这时汽车的阻力也是最大,这一增一减令F.F车的启动加速度和爬坡能力都会逊色于F.R车,因此F.F形式多用于自重量不大的轿车。另外从安全的角度来分析,轿车的前置发动机起到一种安全屏障的作用,F.R车的发动机是纵置的,而F.F车的发动机多是横置的,两者比较,F.R车在安全保障系数方面比F.F车高一些。
另外还有一种驱动形式叫做后置发动机后轮驱动,即R.R车。
它似乎是F.F车的翻版,只不过是将车前的“五脏六腑”移到车后,这样一来似乎保持了F.F车的优点也消除了F.F车的缺点,但同时也会增添另外的麻烦。首先变速器、离合器、油门等操纵杆要通过狭窄的车底,从车头驾驶员位置连通到车尾发动机的位置上,发动机移到后面使冷却问题不好解决,乘员厢前面失去了发动机做“安全屏障”,汽车前端要经过加固处理而使成本上升,目前只有象保时捷这样的高级跑车才用R.R形式,其它小车很少沾边。
不过对于有充分空间位置的大客车来讲,既能解决上述麻烦又能减低废气窜入车厢的程度,因此很流行R.R形式。从驱动形式可以知道,轿车上的许多装置形式都有合理的一面也有不合理的一面,要满足或提高某些性能要求很可能要牺牲或降低其它某些性能的要求,尽善尽美的东西似乎并不存在。

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