汽車驅動形式知識全方位解讀

來源: Tiger666 2014-05-05 19:33:28 [] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (13475 bytes)

汽車驅動形式知識全方位解讀

說到曆史最為長久的汽車驅動形式,大家可能第一想到的是前置前驅的驅動形式,這也是現代汽車特別是乘用車最為常見的驅動形式,近90%的乘用車都采用了此種驅動形式。其實不然,曆史最為悠久的汽車驅動形式是前置後驅,誕生於1886年的世界第一台汽車采用的便是此種驅動形式。而緊接著出現的是四驅車型是出現在1907年的奔馳Dernburg Wagen車型。而我們現在最為常見的前置前驅車型則是首次出現在上世紀30年代,而首款采用前置前驅車型的是奧迪225車型。

 

  汽車驅動方式是指發動機的布置方式以及驅動輪的數量、位置的形式。根據驅動輪的數量,汽車驅動型式可簡單的分為兩輪驅動和四輪驅動兩大類。驅動輪是指直接由發動機驅動轉動,從而推動(或拉動)汽車前進的輪子。驅動型式也是在設計某款車型首先被確定的問題,因為汽車驅動方式對整車的性能、外形及內部尺寸、重量、軸荷分配、製造成本及維修保養等方麵均產生重要影響。

  兩輪驅動

  兩輪驅動,顧名思義就是指汽車隻有2個驅動輪。而根據發動機的布置方式和驅動輪所處位置,兩輪驅動又可以分為前置後驅(FR)、前置前驅(FF)、後置後驅(RR)和中置後驅(MR)四大類型。

  一、前置前驅(FF)

  前置前驅(FF)的全稱叫做前置發動機前輪驅動,因為采用前輪驅動的車型的發動機隻有前置一種,故前置前驅也被稱為前輪驅動。該種驅動形式是指發動機布置在汽車前部,其動力直接傳遞給前輪從而帶動車輛前進的驅動方式。形象地說,就是前進時前輪“拖動”後輪,帶動車輛行進。

 

  前驅車型的前輪既要負責驅動又要負責轉向,故前驅車型的前軸比較複雜,對空間的要求也較為敏感,故前驅車型的前懸架一般都是采用占用空間較小的麥弗遜式等懸架。因為是前輪負責了轉向和驅動的功能,解放了後輪,再不需要像後輪驅動那樣,通過一根長長的傳動軸把動力傳遞到後輪上,所以它的能量傳遞效率比後驅車高得多,間接的提高了汽車的動力性能和燃油經濟性。

  此外,前驅方式由於沒有傳動軸通過車內駕駛艙,車內後排可以不必出現地板凸起的情況,有效改善了乘員乘坐舒適性。而沒有了傳動軸,傳動係統的重量也會減輕,由於傳動係統屬於運動部件,所以重量減輕直接帶來的好處就是讓發動機響應性更好,提速更敏捷。同時,因為發動機前置,前軸負荷較大,前輪抓地力也就相對增大,有利於車輛動力性能的發揮。

  但所謂成也蕭何,敗也蕭何,同樣是因為前輪負責了驅動和轉向的功能,在轉彎時,前驅車型容易導致車輛不能按照既定軌跡運動而是延轉向圓周的切線方向運動,出現轉向不足的現象,也就是我們常說的“推頭”。此外,因為采用了前置前驅的形式,發動機、變速器、驅動和轉向機構都位於汽車前部,造成前部負荷過大,軸荷分配很能做到理想的50:50的水平,一為在60:40。

  此外,在汽車爬坡時,汽車重心後移,導致前軸負荷減少,抓地力下降,會出現車輪打滑,出現所謂的有勁使不上的感覺,汽車通過性會受到嚴重影響。這也是很多注重通過性的車型一般采用四驅或者後驅而不采用前驅的原因。而當前驅車型高速下坡時,由於前驅車型本身車身前部就比較重,下坡時重心下移,更加大了這一趨勢,造成“頭重尾輕”,容易造成車輛翻車。

  雖然前驅車型有其弊端,但經過近百年的發展,前置前驅技術已經達到了一個頂峰,如今馬路上跑的除了大客車、卡車、麵包車外,90%的車都是前驅,95%的中級車以下的車型都使用前輪驅動。因為前驅車具有結構緊湊,在生產時動力總成都在一起可以整體安裝、節約工時,沒有長長的傳動軸也不用考慮傳動軸的共振問題,後輪沒有驅動軸和差速器,可以安裝非常廉價的扭力梁式後懸掛。所以所有的經濟型轎車都是前輪驅動,這也就是前驅技術的最大優勢—經濟。

  二、前置後驅形式(FR)

  前置後驅(FR)的全稱叫做前置發動機後輪驅動,是一種比較傳統、曆史最為悠久的的驅動形式,世界上的第一輛汽車就是采用這種驅動形式。該種驅動形式中,前排車輪負責轉向,而後排車輪來承擔整個車輛的驅動工作。在這種驅動形式中,發動機輸出的動力全部輸送到後驅動橋上,驅動後輪使汽車前進。也就是說,實際的行進中是後輪“推動”前輪,帶動車輛前進。

  采用前置後驅驅動形式的車型,由於發動機和驅動係統分開,這樣對於車輛的軸荷分配是極為有利的,容易實現50:50的這一理想軸荷分配係數,如寶馬的車型一般都是采用前置後驅的驅動形式,其車型一般的軸荷分配都可以做到50:50。

  和前置前驅的驅動形式相比,前置後驅有比較大的優越性。如當車輛爬坡時,汽車重心後移,驅動輪的附著壓力增大,抓地力變大,牽引性明顯優於前驅形式。同時,采用前置後驅的車輛軸荷分配較為平均,每個輪胎所承受的重量也基本一致,具有良好的操縱穩定性和行駛平順性,並有利於延長輪胎的使用壽命。除此之外,前置後驅的安排使車輛的發動機、離合器和變速器等總成臨近駕駛室,簡化了操縱機構的布置和轉向機構的結構,這樣更加便於車輛的保養和維修。

  前置後驅的車型,其發動機在前,而驅動係統在後,這樣就必然要有一個很長的傳動軸將發動機的動力傳遞給驅動輪,從而導致傳動效率較低。同時,傳動軸的重量也較大,這也在一定程度上增加了汽車的油耗。而為布置傳動軸,汽車的地板上必須做出凸起結構,影響了乘員的乘坐舒適性。

 

  前置後驅是後驅的一種,其必然有著後驅車所先天具有的不足:轉向過度。這和前驅正好相反。此外,由於驅動輪變成了後輪,在高速轉彎時,一旦後輪打滑失去抓地力,極容易出現我們常說的甩尾現象。對於一些賽車等追求刺激的車型而已,後驅車型更易甩尾的情況是他們所希望看到的,因為可以利用甩尾實現漂移高速過彎。而對於普通消費者而言,甩尾是非常危險的。

  和前驅車型一般采用前橫置發動機不同,前置後驅的車型為配合其後驅結構,其一般采用的是前置縱置發動機。正是因為前置後驅車型具有的這些特性,後驅一般很少用在中級車以下的車型和經濟性車型上,而更多的用於強調操控的車型以及高檔轎車上,如寶馬幾乎全係都是前置後驅,而奔馳S等高檔轎車也基本是前置後驅的驅動形式。

  三、中置後驅(MR)

  中置後驅(MR)的全稱是發動機中置後輪驅動,其本質上也是後驅,隻是其發動機一般安裝在汽車的前後軸之間。

  與前置發動機不同,中置發動機的重心是落在車身中央的,首先從前後車輪承載重量來看是前後50:50的,在高速過彎時水平方向上的慣性力矩小,所以整車擁有完美的操縱性。由於其慣性力矩小,所以擁有良好的操縱性,轉向非常敏銳。

  中置後驅依然是後輪驅動,故其依然具有後驅車型所獨有的轉向過度的弊端,所以導致高速過彎時一旦後輪產生側滑則會像FR一樣發生轉向過度。過於敏銳的轉向會讓車輛更容易側滑和失控。

  中置後驅車型由於發動機布置在車身中部,而驅動係統在後輪,相鄰較近,所以動力可以直接通過齒輪傳遞給後軸驅動車身。但是必然占用車內的空間,故此,采用此種驅動形式的車型,內部空間一般都比較小,特別是後排空間。除了要犧牲掉後排座椅以外,還得犧牲足夠的行李箱空間

  中置後驅(MR)一般有兩種布局,一種是發動機布置在駕駛員前麵的,譬如像寶馬Z4奔馳SLR車型。這種縱置布局的發動機設計都比較靠後,變速箱延伸到發動機艙,整個發動機的重心是落在前軸之後的。這種布局往往讓人誤認為是前置發動機,但其重心是在前軸之後,發動機實際為中置,所以被稱之為前中置發動機。

  前中置發動機後輪驅動的車由於發動機是縱向布置的,所以跟FR車一樣,動力需要轉一個90度的彎,而且長長的傳動軸也會損耗掉一些能量。由於需要遷就50:50的重量分布,所以駕駛艙設計靠後,引擎蓋設計很長。

  另一種中置發動機的布局則是將發動機布置在駕駛員的後麵,發動機位於後車軸與駕駛座位之間。這種布局也能實現完全的前後50:50的重量分布。像意大利跑車就喜歡采用這種設計,代表車型有法拉利F430和蘭博基尼蓋拉多。這種發動機布置又被稱為後中置。

  四、後置後驅(RR)

  後置後驅(RR),顧名思義為後置發動機後輪驅動,這是一種非常罕見的傳動方式。一般不在家庭用車上所使用,大多都會在高性能跑車上應用。

 

  所謂後置發動機,就是把發動機放置在後軸之後,而並不是有些人認為的放在駕駛座後麵。像法拉利F430的發動機就放置在駕駛座後麵,但發動機重心是在後軸之前的,所以F430為中置後驅車型,而非後置後驅車型。後置後驅最早由保時捷的創始人費迪蘭德保時捷設計,並且隻有保時捷一個廠家把這種傳動方式沿用至今,成為保時捷的招牌式技術。

  後置後輪驅動最直接的好處就是傳動係統的效率高,因為發動機離驅動輪近且省去了前置後驅車型上那根長長的傳動軸。有了高效的傳動係統,發動機的動力就能發揮的淋漓盡致。把發動機放置在後部,而且使用後驅動車身前進,那麽前輪負載減小,車頭的質量也會減小,轉彎所需要的橫向加速度也減小,因此,車頭的轉向會變的異常靈活,方向盤的響應也會非常之快。

  但重心落在後麵,雖然車頭能輕易轉向,但車尾的質量過大,很容易造成轉向緩慢,後果就是前輪已經開始轉向,但由於車尾過重,使他的運動狀態變的緩慢,也就是說車頭已經偏離直線,但車尾仍然保持原有運動狀態前進。

  而駕駛RR車型高速過彎的特點就是,轉向非常靈敏,但轉向過後會帶來很大的轉向過度現象。也正是有了這樣的特性,使得保時捷能比其他型擁有更靈敏的轉向。正因為有這樣的特性,所以,發動機動力越大,就越難駕禦。因此,在普通版的保時捷車型中,隻有911 cerrera係列是用的後置發動機後輪驅動,而動力更大的911 Turbo,卻改用了後置發動機四輪驅動,但相對更專業的GT3,還是沿用的經典RR傳動方式.

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