根據車輛的結構、定位不同,汽車發動機有多種佈置形式。簡單來說,發動機的佈置分為前置、中置和後置,而前置發動機又分為橫置發動機和縱置發動機兩種。為什麼一般高檔車都喜歡把發動機縱置?因為縱置比橫置好嗎?
所謂橫置就是指發動機的曲軸與車軸平行,而縱置則是曲軸與車軸垂直。分辨縱置、橫置也很簡單,有幾種方式。
縱置發動機附件輪系統位於發動機前(後)方
第一種,打開機蓋,面向發動機,如果能看到多個皮帶輪朝著你,那麼這就是一台縱置發動機,如果皮帶輪在側面(發動機左右),那麼這就是一套橫置發動機。
其次,現在很多車都帶有發動機罩,這上面一般都有規律可循,如線條、凹糟、管路等,每款車都不一樣。一般數量代表缸數,圖案(形狀)排列的方向就是橫置或縱置的示意,但僅靠發動機罩上的圖案判斷並不完全準確。
如上圖所示的寶馬3系發動機,寶馬LOGO上方的4個圖案就是縱向排列,代表縱置,4個代表4缸。
最後,可以嘗試拿掉發動機罩,看點火線圈的排放方式,方法和上面一樣,看如何排列的即可,橫著的4個點火線圈,必然就是橫置發動機。
橫置、縱置哪個更好?好在哪?
根據車輛的尺寸不同,市面上的汽車一般分為A、B、C、D四個等級。例如福特福克斯就是一輛標準的A級轎車,而帕薩特可稱為B級轎車,奧迪A6L可稱為C級轎車,而旗艦機的寶馬7系、賓士S級就是D級轎車。
打開這些汽車的機艙蓋可以發現,A級B級轎車一般都採用的是橫置布局的發動機,而C級D級轎車幾乎都採用縱置佈置的發動機,為什麼價格更貴的車喜歡採用縱置佈局,它比橫置的好很多嗎?
其實,橫置、縱置的佈置方式會帶來不同的優點,如空間、配重、傳動效率等,在不同的車型上,各自都有各自的優勢。
傳動效率
對於後驅車輛來說,縱置發動機的曲軸、變速器輸入軸、輸出軸包括傳動軸都是平行的,在動力的傳遞過程中,只有在後橋這個位置改變了一次動力傳遞的方向,保證了動力傳遞的效率。
而對於前驅車輛來說,動力傳遞更加高效。橫置發動機的曲軸、變速器輸入軸、輸出軸,一直到車輪,幾個軸都是平行佈置,在動力傳遞過程中,動力傳遞的方向沒有改變,傳遞路徑更短,進一步提高了動力傳遞的效率,保障了燃油經濟性。
因此,前驅車採用橫置發動機,而後驅車採用縱置發動機,在動力傳遞的效率上來說,橫置佈局更具優勢。
車輛配重
在極端情況下,車輛的前後配重影響較大,特別是在起步、彎道時,如果頭重腳輕,就會影響輪胎的抓地力,導致操控性能下降。
一般來說,橫置前驅車輛的重心都位於前輪附近,而縱置后驅車輛的重心更靠近軸心,當車輛動態行駛時,縱置後驅的車輛前後輪的負載更均勻,能保證更好的起步和過彎性能。
舉例來說,當車輛起步時,此時重心後移,作為前驅車,就非常容易出現前輪打滑的情況,影響動力輸出。而後驅車由於重心後移,重量集中在後輪之上,打滑的現象就會好很多。
不少強調駕控性能的車型,非常樂於將車輛的前後配重印在廣告單上。如常見的50:50指的就是汽車前後的配重比例。
不少C級D級車,由於具備更大的車身品質和更強的動力,使用橫置前驅很容易出現車輪打滑現象,影響駕駛和體驗。而對於車身品質更小,動力更小的A/B級車型來說,使用橫置前驅無疑是更適合的選擇。
此外,橫置發動機變速器的輸出軸無法居中佈置,也導致半軸會一長一短,急加速時,會因為力矩的不同而使方向被拉向一側,出現扭矩轉向的問題,也影響操控。
而縱置后驅發動機就沒有這個問題。經過後橋后,左右半軸長度一致,不存在力矩差異的問題。
空間
不同的佈置方式,也影響發動機艙和成員艙的空間,先說發動機艙。
相比縱置發動機,橫置發動機會佔用更多的發動機艙空間,特別是橫向空間。這就導致懸架的選擇上大幅受限。
舉例來說,絕大部分橫置布局的車型都只能選擇佔用空間更小的麥弗遜支柱作為前軸懸架,而想要雙叉臂,多連桿等懸架,基本只有縱置佈局才能有足夠的橫向空間。
而橫置佈局的忠實車企沃爾沃在XC90、S80這種級別的車型上也不得不選擇麥弗遜支柱,直到2014年發佈了SPA平臺後,才兼顧了橫置+雙叉臂的選擇,而代價則是發動機的缸體數量被限制在了4缸。
乘員艙方面,橫置佈局佔用寬度而不佔用縱向空間,換而言之,節約出來的發動機艙空間都留給了車內乘坐空間。比較典型的例子就是寶馬X1,2016款寶馬X1在由縱置平臺更換到橫置平臺後,新款車型後排空間明顯更大。
而縱置布局的車型,更佔用發動機艙的縱向空間,因此車頭往往較長,也擁有較大的L113尺寸,車身姿態更優雅。同時,橫向空間佔用不多,懸架可以選用性能更好,但佔更多空間的雙叉臂懸架。
編後語
綜上所述,橫置、縱置各自具備不同的優勢,針對車型需求不同,只有更合理的佈局方式,但並無絕對優劣之分。
校對 莊武