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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，中置和后置發(fā)動機只在少數(shù)的性能跑車上使用。當然根據(jù)發(fā)動機放置形式，也可分為橫置、縱置發(fā)動機。前置發(fā)動機前置發(fā)動機，即發(fā)動機位前輪軸之前。前置發(fā)動機的優(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構(gòu)的復雜性和故障率。另外，將發(fā)動機置駕駛員的前方，在正面撞車時，發(fā)動機可以保護駕駛員免受沖擊，從而提高了車的安全性。中置發(fā)動機中置發(fā)動機，即發(fā)動機位于車輛的前后軸之間，一般駕駛艙位于發(fā)動機之前或之后?？梢赃@么說，中置發(fā)動機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)動機中置的特點就是將車輛中慣性最大的發(fā)動機置于車體的中央，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。當然中置發(fā)動機也有缺點，由于發(fā)動機中置，導致車廂狹窄，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)動機咆哮的轟鳴聲。后置發(fā)動機一般來說，最純正的后置發(fā)動機就是將發(fā)動機布置在后軸之后，最有代表性的就是大客車，而后置發(fā)動機的乘用車屈指可數(shù)，最有代表性的就是保時捷911，當然smart也是后置發(fā)動機。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。橫置發(fā)動機橫置發(fā)動機是指發(fā)動機和汽車前橋平行。簡單的講就是你站在車頭前面向發(fā)動機，如果發(fā)動機橫著放在你眼前，就是橫置發(fā)動機。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)動機的布置方式。優(yōu)點：橫置發(fā)動機的曲軸、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，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)動機占用的縱向空間小，可以極大限度縮短了發(fā)動機艙的縱向空間，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)動機的最大缺陷，由于橫置發(fā)動機發(fā)動機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)動機轎車甚至達到了前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)動機縱置發(fā)動機是指發(fā)動機與汽車的前橋垂直，簡單的講就是你站在車頭前面向發(fā)動機，如果發(fā)動機豎著放在你眼前，那就是縱置式發(fā)動機。一般來說后驅(qū)車都采用了縱置發(fā)動機，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)動機前輪驅(qū)動的奧迪。雖然奧迪使用縱置發(fā)動機更多是為了照顧quattro這個傳統(tǒng)，但是其縱置發(fā)動機前輪驅(qū)動發(fā)動機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)動機縱向布置在汽車前軸之前，與發(fā)動機直接相連的變速箱就會受到發(fā)動機艙空間的限制，就要布置在前軸之后，變速箱的輸入軸與發(fā)動機曲軸圍繞同一軸線轉(zhuǎn)動，對于承受著發(fā)動機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)動機車型，例如前驅(qū)的奧迪A4的前后配重比就達到了較完美的55：45。不過縱置發(fā)動機也有缺點，由于縱置致使發(fā)動機占用發(fā)動機艙較長的空間，導致駕乘空間有所損失。反置發(fā)動機 “反置”是橫置發(fā)動機的一種特殊布置方式，通常的橫置發(fā)動機排氣歧管在前，進氣歧管在后的布置方式，簡單的說就是“前出后進”，如果將進排氣的位置調(diào)換，將進氣歧管置于前端，排氣歧管置于后部，變成“前進后出”，就是所謂的“反置”了。只有橫置發(fā)動機才有“正反置”之說，縱置發(fā)動機進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)動機的車子有很多，福特?？怂?、蒙迪歐致勝、馬自達睿翼、藍瑟翼神、以及新君威2.4等車型上使用的都是反置式發(fā)動機。『“反置”發(fā)動機的前端是進氣歧管』『“正置”發(fā)動機前端為排氣歧管』反置式發(fā)動機的優(yōu)勢在于進氣歧管處在迎風面，能夠更好的降低進氣溫度，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)動機而言，反置式的布置使得供油管路也隨進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)動機下方，可以使發(fā)動機位置整體下移，有效降低重心提升操控表現(xiàn)，并且排氣管與發(fā)動機距離更遠，降低了散熱系統(tǒng)的熱負荷，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)動機在高轉(zhuǎn)速時能夠輸出更高的功率。不過，反置發(fā)動機也并非完美，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)動機順暢的排氣管路減小了排氣管內(nèi)的回壓，使得發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時的排氣效率降低，進而影響進氣的效率，進氣歧管內(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，而未進入氣缸而吸附在進氣管壁和氣門上的細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，能夠更加精準的計算和控制噴油量，相比缸外噴射減少了燃油損失，達到提高效率降低油耗的目的?？梢哉f，反置發(fā)動機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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