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汽车的总体布局

方式分为前置发动机后轮驱动(Front Engine Rear, FR)、前置发动机前轮驱动(Front Engine Front Wheel Drive, FF)、后置发动机后轮驱动(Rear Engine Rear Wheel Drive, RR)、中置发动机后轮驱动(Middle Engine Rear Wheel Drive, MR)和四轮驱动(Four Wheel Drive, 4WD)五大类型。一个优良的布局方案应该在使各部件工作良好的基础上满足应有的使用功能,如载人、运货、越野等功能。下面对各种布局方案作简单介绍:
1.前置发动机后轮驱动(FR) 发动机纵置于车头,纵向与变速箱相连,经过传动轴驱动后轮,如图1-2所示。早期的汽车绝大部分采用FR布局,现在则主要应用于中、高级轿车。它的优点是轴荷分配均匀,即整车的前后重量比较平衡,因此操控稳定性比较好。后轮作驱动轮时,轮胎的附着利用率要优于前轮驱动,这是中、大型轿车(功率、转矩较大)都采用后轮驱动的主要原因。 图1-2 前置发动机后轮驱动 FR的缺点是传动部件多,传动系质量大,贯穿座舱的传动轴占据了座舱的地台空间。为了容纳传动轴,凡是采用FR的房车,其后座中间座椅的地台都是隆起来的,影响脚部空间和乘坐舒适性。
1.前置发动机后轮驱动(FR)
2.前置发动机前轮驱动(FF)
将发动机横置在车头,经过变速箱直接驱动前轮,就可以免去传动轴,从而解决了FR布局的车厢地台空间问题。这种方案称为FF布局,如图1-3所示。FF是目前绝大多数微、小、中型轿车采用的布局方式。
图1-3 前置发动机前轮驱动
由于重心偏前且由前轮产生驱动力,FF的汽车在操控性方面具有明显的转向不足特性,但这在汽车操控性评价中属于一种安全的稳态倾向,是民用车的理想特性。FF的抗侧滑能力也比FR强。但FF的驱动轮附着利用率较小,上坡时驱动轮的附着力会减小;前轮的驱动兼转向结构比较复杂,发动机和传动系(变速箱、离合器等)集中在发动机舱内,布局拥挤,限制了采用大型发动机的可能性。这是大型轿车不采用FF的主要原因。
针对这个问题,近年来出现了纵置发动机的FF布局,从而可以采用较大型的发动机。例如配3.5L、V6发动机的本田Legend和配2.8L、V6发动机的奥迪A6,都属于为数不多的中大型FF轿车。
3.后置发动机后轮驱动(RR)
发动机放置在后轴之后,经变速箱直接驱动后轮,如图1-4所示。因为其结构紧凑,既没有沉重的传动轴,又没有复杂的前轮转向兼驱动结构,RR早期广泛应用在微型车上。它的缺点是后轴荷较大,在操控性方面会产生与FF相反的转向过度倾向,即高速过弯的稳定性差,容易侧滑。现在仍采用RR布局的轿车不多,保时捷911跑车是其一,而它极易甩尾的操控特性也是出了名的。
图1-4 后置发动机后轮驱动
4.中置发动机后轮驱动(MR)
发动机放置在前、后轴之间,如图1-5所示。MR最大的优点是轴荷均匀,具有很中性的操控特性。缺点是发动机占去了座舱的空间,降低了空间利用率和实用性。因此采用MR的大都是追求操控表现的跑车。
图1-5 中置发动机后轮驱动
一般的MR布局,发动机是置于座椅之后、后轴之前的,这样的布局在情理之中。近年出现了一种被称作“前中置发动机”的布局方式,即发动机置于前轴之后、乘员之前驱动后轮。从形式上讲这种布局应属于FR类型,但能达到与MR一样的理想轴荷分配,从而提高操控性。宝马3系列、本田S2000都属于这种类型的布局。
5.四轮驱动(4WD)
无论是前置、中置还是后置发动机,都可以采用四轮驱动,如图1-6所示。由于四个车轮均有动力,附着利用率最高,但重量大、占空间是4WD的显著缺点。此外,其动力流失率比单轴驱动大。四轮驱动过去只用于越野车,近年来随着限滑差速器技术的发展和应用,四驱系统已经能够精确地调配转矩在各车轮之间的分配,所以出于提高操控性的考虑,采用四轮驱动的高性能跑车也越来越多。