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汽車的5種整體布局有何優(yōu)缺點?

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2018-03-04

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對于轎車來說，發(fā)動機(jī)的布置位置可以簡單的分為前置、中置和后置三種。目前市面上大多數(shù)車型都是采用的前置發(fā)動機(jī)，中置和后置發(fā)動機(jī)只在少數(shù)的性能跑車上使用。當(dāng)然根據(jù)發(fā)動機(jī)放置形式，也可分為橫置、縱置發(fā)動機(jī)。前置發(fā)動機(jī) 前置發(fā)動機(jī)，即發(fā)動機(jī)位前輪軸之前。前置發(fā)動機(jī)的優(yōu)點是簡化了車子變速器與驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)，特別是對于目前占絕對主流的前輪驅(qū)動車型而言，發(fā)動機(jī)將動力直接輸送到前輪上，省略了長長的傳動軸，不但減少了功率傳遞損耗，也大大降低了動力傳動機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和故障率。另外，將發(fā)動機(jī)置駕駛員的前方，在正面撞車時，發(fā)動機(jī)可以保護(hù)駕駛員免受沖擊，從而提高了車的安全性。中置發(fā)動機(jī) 中置發(fā)動機(jī)，即發(fā)動機(jī)位于車輛的前后軸之間，一般駕駛艙位于發(fā)動機(jī)之前或之后。可以這么說，中置發(fā)動機(jī)的汽車肯定是后輪驅(qū)動或者四輪驅(qū)動。汽車在轉(zhuǎn)彎時，汽車各個部分因為慣性都會向彎外移動，引擎是質(zhì)量最大的部分，所以引擎因慣性而對車體的作用力對汽車在彎中的轉(zhuǎn)向有至關(guān)重要的影響。發(fā)動機(jī)中置的特點就是將車輛中慣性最大的發(fā)動機(jī)置于車體的中央，這樣可以使車身重量分布接近理想平衡狀態(tài)。一般來說，只有那些超級跑車或者講究駕駛樂趣的跑車才采用中置發(fā)動機(jī)。當(dāng)然中置發(fā)動機(jī)也有缺點，由于發(fā)動機(jī)中置，導(dǎo)致車廂狹窄，不能布置較多座位，另外，由于駕乘人員離發(fā)動機(jī)太近，因此噪聲較大。但是，只追求汽車駕馭性能的人們，是不會再乎這些的，甚至一些人更愿意聽到發(fā)動機(jī)咆哮的轟鳴聲。后置發(fā)動機(jī) 一般來說，最純正的后置發(fā)動機(jī)就是將發(fā)動機(jī)布置在后軸之后，最有代表性的就是大客車，而后置發(fā)動機(jī)的乘用車屈指可數(shù)，最有代表性的就是保時捷911，當(dāng)然smart也是后置發(fā)動機(jī)。曾經(jīng)的經(jīng)典車型大眾甲殼蟲和菲亞特126P也是后置發(fā)動機(jī)。橫置發(fā)動機(jī) 橫置發(fā)動機(jī)是指發(fā)動機(jī)和汽車前橋平行。簡單的講就是你站在車頭前面向發(fā)動機(jī)，如果發(fā)動機(jī)橫著放在你眼前，就是橫置發(fā)動機(jī)。一般來說，前驅(qū)的緊湊型轎車、大多數(shù)的中級轎車和少數(shù)高級轎車都采用了橫置發(fā)動機(jī)的布置方式。優(yōu)點：橫置發(fā)動機(jī)的曲軸、變速器的輸入輸出軸以及車橋都是平行的，所以如果是前驅(qū)車的話，最適合的就是前橫置發(fā)動機(jī)，動力傳輸距離短，方向一致，因此傳動效率較高。另一方面，由于橫置發(fā)動機(jī)占用的縱向空間小，可以極大限度縮短了發(fā)動機(jī)艙的縱向空間，換來的是寬敞的駕乘空間，尤其是前排乘客的腿部拓展的空間。這對于尺寸有限的緊湊型轎車來講尤為重要。缺點：前后重量分布不平衡的問題則橫置發(fā)動機(jī)的最大缺陷，由于橫置發(fā)動機(jī)發(fā)動機(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在高速過彎時使車尾的后輪缺乏重壓，某些軸荷分配不合理的橫置發(fā)動機(jī)轎車甚至達(dá)到了前70%后30%，其性能可想而知。另一方面，由于橫置發(fā)動機(jī)變速器安裝位置過于偏向一側(cè)的原因，其驅(qū)動軸是一長一短的，當(dāng)巨大的驅(qū)動力作用在不等長的傳動軸上時，會使車兩個前輪有轉(zhuǎn)速差，從而導(dǎo)致急加速時車頭有左右擺動現(xiàn)象，也就是我們常說的扭力轉(zhuǎn)向，這一點在大排量前置前驅(qū)車型上尤為明顯?？v置發(fā)動機(jī) 縱置發(fā)動機(jī)是指發(fā)動機(jī)與汽車的前橋垂直，簡單的講就是你站在車頭前面向發(fā)動機(jī)，如果發(fā)動機(jī)豎著放在你眼前，那就是縱置式發(fā)動機(jī)。一般來說后驅(qū)車都采用了縱置發(fā)動機(jī)，因為動力要傳遞到后橋上，在傳動距離無法縮短的情況下，就要盡可能減少動力的方向轉(zhuǎn)換。如果采用橫置的話，因為曲軸和傳動軸的方向垂直，所以先要轉(zhuǎn)換一次方向，以通過傳動軸傳輸動力，但是傳動軸的方向和后橋的方向也是垂直的，所以在后橋需要再將旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換過來，這無疑降低了傳動系統(tǒng)的效率。而使用縱置發(fā)動機(jī)就可以使得曲軸與傳動軸平行，減少了一次傳動方向的轉(zhuǎn)換，無疑是降低了能量的損失。另一方面縱置發(fā)動機(jī)可以讓變速器的位置盡量向后伸，使動力總成的重心位于前橋之后，這樣可以讓車身前后重量更加平均。在縱置發(fā)動機(jī)平臺上，還有一個比較特殊的例子，這就是使用縱置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動的奧迪。雖然奧迪使用縱置發(fā)動機(jī)更多是為了照顧quattro這個傳統(tǒng)，但是其縱置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動發(fā)動機(jī)的布局同樣可以帶來不錯的前后配重比。這種布置可以將發(fā)動機(jī)縱向布置在汽車前軸之前，與發(fā)動機(jī)直接相連的變速箱就會受到發(fā)動機(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)動機(jī)曲軸圍繞同一軸線轉(zhuǎn)動，對于承受著發(fā)動機(jī)和變速箱重量的車前軸來說，他就像是天平的支點，發(fā)動機(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。不過縱置發(fā)動機(jī)也有缺點，由于縱置致使發(fā)動機(jī)占用發(fā)動機(jī)艙較長的空間，導(dǎo)致駕乘空間有所損失。反置發(fā)動機(jī) “反置”是橫置發(fā)動機(jī)的一種特殊布置方式，通常的橫置發(fā)動機(jī)排氣歧管在前，進(jìn)氣歧管在后的布置方式，簡單的說就是“前出后進(jìn)”，如果將進(jìn)排氣的位置調(diào)換，將進(jìn)氣歧管置于前端，排氣歧管置于后部，變成“前進(jìn)后出”，就是所謂的“反置”了。只有橫置發(fā)動機(jī)才有“正反置”之說，縱置發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣歧管在左右兩端，互換并沒有什么差別，所以是沒有這樣的說法的。在我們周圍采用反置發(fā)動機(jī)的車子有很多，福特?？怂埂⒚傻蠚W致勝、馬自達(dá)睿翼、藍(lán)瑟翼神、以及新君威2.4等車型上使用的都是反置式發(fā)動機(jī)?！骸胺粗谩卑l(fā)動機(jī)的前端是進(jìn)氣歧管』『“正置”發(fā)動機(jī)前端為排氣歧管』反置式發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢在于進(jìn)氣歧管處在迎風(fēng)面，能夠更好的降低進(jìn)氣溫度，溫度的下降使空氣密度提高，單位體積內(nèi)的氧含量也隨之提升，能夠使燃燒更加充分，提高效率，有效降低油耗。對于非缸內(nèi)直噴的發(fā)動機(jī)而言，反置式的布置使得供油管路也隨進(jìn)氣歧管的移到了前方，有更好的散熱效果。而排氣歧管后移的設(shè)計，使排氣管不再經(jīng)過發(fā)動機(jī)下方，可以使發(fā)動機(jī)位置整體下移，有效降低重心提升操控表現(xiàn)，并且排氣管與發(fā)動機(jī)距離更遠(yuǎn)，降低了散熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷，也避免了高溫尾氣對油底殼的影響，不再“曲折”的管路使得排氣阻力大大降低，排氣更加順暢，效率更高，發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速時能夠輸出更高的功率。不過，反置發(fā)動機(jī)也并非完美，首先排氣管位置的后移使之更加靠近乘員艙，高溫和排氣噪音很容易滲透到乘員艙，所以為了減少高溫和噪聲的影響，就需要花更多的成本在防火墻等位置做隔熱隔音的處理。另一個缺點是，反置發(fā)動機(jī)順暢的排氣管路減小了排氣管內(nèi)的回壓，使得發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時的排氣效率降低，進(jìn)而影響進(jìn)氣的效率，進(jìn)氣歧管內(nèi)的混合氣常常不能被完全吸入氣缸內(nèi)，也容易造成混合氣密度不均、燃油燃燒不夠充分等情況，而未進(jìn)入氣缸而吸附在進(jìn)氣管壁和氣門上的細(xì)小油滴也很容易在高溫環(huán)境下形成積碳。這就是反置式發(fā)動機(jī)通常在低轉(zhuǎn)速時的動力輸出較弱的原因，也是很多使用反置發(fā)動機(jī)的車型容易產(chǎn)生積碳的主要因素之一。不過，隨著可變長度進(jìn)氣歧管以及目前主流的可變正時氣門技術(shù)、正在逐漸興起的缸內(nèi)直噴技術(shù)的應(yīng)用，反置發(fā)動機(jī)的弱勢正在被逐漸改善?？勺冋龝r氣門技術(shù)使“氣流及氣門開關(guān)”對于傳統(tǒng)多點電噴發(fā)動機(jī)混合氣濃度的不利影響大大降低，而直噴技術(shù)的應(yīng)用則進(jìn)一步削弱了氣門開關(guān)和歧管氣流對混合氣濃度的不利影響，將燃油直接注入汽缸，能夠更加精準(zhǔn)的計算和控制噴油量，相比缸外噴射減少了燃油損失，達(dá)到提高效率降低油耗的目的。可以說，反置發(fā)動機(jī)在這方面的弱勢已被有效的彌補，能夠在全轉(zhuǎn)速段實現(xiàn)更高的效率，并且更好的發(fā)揮其高轉(zhuǎn)速輸出的特性。: 回答者：網(wǎng)友

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