解析發動機的「置」,橫縱置、前後置有什麼區別呢?

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在討論汽車性能和操控的時候往往會提到「橫置」或「縱置」,這兩個名詞對于汽車萌新而言可能會不太好理解,咱們這一篇就不聊別的,只談發動機的佈局方式和特點吧。

1.橫置

平行于前橋或後橋叫做「橫置」。

不論燃油車還是電動車,其裝備的發動機都只能朝向一個方向輸出動力,朝向後橋則會實現後輪驅動,想要實現前輪驅動就只能朝向某一個前輪;這樣佈局就等于讓發動機或電機的動力輸出軸(曲軸/轉子)與前橋平行,動力通過變速箱傳遞到兩側車輪,這是橫置前驅的概念。

橫置佈局也可以打造為後輪驅動,這個佈局可以是「橫·後置後驅」或「橫·中置後驅」,發動機何止橫著的,只是把安裝的位置放在了中間或車尾;這樣的設計更適合高性能的轎跑車,發動機和變速箱的重量等于提高後輪的正壓力,壓力大則車輪的摩擦力強,急加速就不容易打滑了。

不過這種設計會壓縮車輛的駕乘空間,車輛沒有後備箱、只有個不大的前備箱,用起來不是很方便;所以普通代步車基本都用前置前驅,即便這會造成後輪抓地力較差的缺點,但只要保守駕駛也不會很容易失控。

2.縱置

垂直于前橋或後橋叫做「縱置」。

縱置只用于裝備內燃機的燃油車,在乘用車型中沒有必要使用縱置的電機;縱置就是把發動機的飛輪端朝向後橋,讓發動機內部的曲軸垂直于前橋或交叉于前橋,這樣的佈局會有兩個缺點。首先是發動機艙會很長,因為內燃機的特點是長而窄,縱置佈局就要佔用過多的空間;其次是連接後橋當然需要很長的傳動軸,也需要一個挺大的變速箱。

縱置後驅的結構特點就是這樣,很明顯要比前置前驅複雜且笨重,尤其是變速箱;但是變速箱更靠近車輛尾部,連接後橋的傳動軸也能起到均衡重量的作用,短前懸、長後懸的設計也有些讓重心刻意往後靠。所以後驅車的前後車身重量是相當的,那麼前後輪的抓地力也就相當了,這會有效提升車輛的駕駛質量。

毫無疑問縱置後驅要比前置前驅的駕駛體驗好,可是複雜的結構決定了製造成本偏高,笨重的傳動系統也讓油耗偏高了一些;前驅車則有製造成本低和油耗低的優勢,所以主流代步車都是橫置前驅,高性能車多使用縱置後驅,或者是基于縱置系統打造的四驅。

3.中後置的特殊性

跑車有中置和後置,發動機可以是橫置,但也可以設計為「中·縱置後驅/四驅」;一般體積小巧的跑車多用橫置,比如MG、MR、蓮花等,高標準的大尺寸跑車基本都是縱置佈局,比如賓利、蘭博基尼、保時捷等。這些中置的發動機會在僅有的一排座椅的後面,這樣的設計當然也是為了提高操控極限。

麵包車、老款小客車大都使用「中·縱置後驅」,比如五菱之光、長安之星、豐田海獅等,這些車的中置發動機位于前排座椅的下方,尺寸較大的車型則會在中間出現一個很大的隆起,小時候坐過的公車也以這種中置車為主。

這種設計的特點是駕乘體驗往往都比較差,發動機過強的低頻噪音會源源不斷地傳入車內,高溫也會影響體驗;所以這樣的麵包車越來越少了,取而代之的多為前置後驅或前置前驅的載客車。

後置後驅的乘用車型不討論了,重點了解一下後置後驅的客車吧,現在的燃油動力公車和長途客車大都是後置後驅;車尾會有一個能掀起來的蓋子,打開後裡面就是柴油機了,這種設計既不佔用乘坐空間、也不影響載貨空間,只是會讓後排座椅變得高一些,但也總比用中置後驅影響所有空間來的划算。

同時後置後驅還有另一個優勢,對于電動客車來說,車輛可以預留「增程器」安裝位,不需要增程器則尾箱就是後備箱,反之則可以加裝中小排量的內燃機用于發現,現在就有些客車會這麼設計。

最後需要了解的是電動汽車,這種車型用橫置即可。

電驅系統在設計底盤的時候不需要過于遷就發動機,因為電機的體積總是很小巧,且電機不需要配備變速箱;所以電機獨立佈局在前或後,對于前後輪的抓地力都不會有太大的影響,只是加速感還是有差異。

不過電機可以輕鬆地佈局在後橋,小巧的體積可以佈局在兩套獨立懸架之間。

然而最重要的還是電機的效率很高,內燃機轉化機械能的過程會有接近70%的損耗,永磁同步電機可以低至不足10%;那麼在高效率低能耗的前提下,一台車即便裝上2~4台電機也不會讓電耗變得有多高。于是就出現了「雙擎」「三擎」甚至「四擎」的驅動平臺。

在前後橋各安裝一台驅動電機,都採用橫置佈局是最理想的四驅;因為橫置驅動損耗也更低,前後標準相當則能實現高水準的全時四驅,駕駛車輛會感覺非常平順,同時簡單的結構也決定了故障率會很低。所以電動汽車無需再關注橫置或縱置,只需要看車輛有幾台電機就好,一般純電動車都是雙擎全時四驅,混動車有三擎(包括內燃機),只有使用輪轂電機才會有四個發動機。

輪轂電機製造成本偏高,預計短期內還無法普及。

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