汽车的驱动型式(Layout),即由发动机、变速器及传动轴等总成组成的动力传动系(Power Train)在汽车中的分布方式。不同的驱动型式,其对整车的性能、外形及内部空间、重量、轴荷分配、制造成本及维修保养等方面均有不同的要求和影响,因此,如何科学合理地选择驱动型式,一直是汽车总体设计的首要工作之一。
目前,以燃油或燃气发动机为动力装置的汽车,其驱动型式通常可分为如下5种:
前置后驱
前置后驱,即发动机前置、后轮驱动(Front engine, Rear drive,简称FR),是一种最传统的驱动型式。
前置后驱的技术优势:
1. 在拼合良好的路面上起步、加速或爬坡时,驱动轮的负荷增大(即驱动轮的附着压力增大),牵引力增强,适应需求大马力的车辆;
2. 轴荷分配比较均匀,因而具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性,并有利于延长轮胎的使用寿命;
3. 发动机、离合器和变速器等总成临近驾驶室,简化了操纵机构的布置;
4. 转向轮是从动轮,转向机构结构简单、便于维修。
前置后驱的技术弱势:
1. 由于采用传动轴装置,不仅增加车重,同时降低动力传动系的传动效率,影响了燃油经济性;
2. 纵置发动机、变速器和传动轴等总成的布置,使驾驶室空间减小,影响乘坐舒适性;
3. 在雪地或易滑路面上起步加速时,后轮推动车身,易发生摆尾现象
所以,前置后驱型式主要应用于对动力需求较强的货车(含皮卡)及客车;同时,部分高级轿车由于对动力、操纵及稳定性要求较高,也大多采用前置后驱驱动型式;另外,小型车由于空间紧凑,不易布置传动轴等机构,进而很少采用前置后驱驱动型式。
对动力、操纵及稳定性要求较高的高级轿车,大多采用前置后驱驱动型式
前置前驱
前置前驱,即发动机前置、前轮驱动(Front engine, Front drive,简称FF),其通常将发动机横向布置,并与设计紧凑的变速驱动桥相连,是经济型轿车及微型汽车比较盛行的驱动型式,但货车和大客车基本不采用该型式。
前置前驱的技术优势:
1. 省略传动轴装置,减轻了车重,结构比较紧凑;
2. 充分利用发动机舱空间,驾驶室内空间较为宽敞,并有利于降低地板高度,提高乘坐舒适性;
3. 发动机靠近驱动轮,动力传递效率高,燃油经济性好;
4. 发动机等总成前置,增加前轴的负荷,提高了轿车高速行驶时的操纵稳定性和制动时的方向稳定性;
5. 简化了后悬架系统;
6. 在积雪或易滑路面上行驶时,靠前轮牵拉车身,有利于保证方向稳定性。
前置前驱的技术弱势:
1. 起步、加速或爬坡时,前轮负荷减少,导致牵引力下降;
2. 前桥既是转向桥,又是驱动桥,结构及工艺复杂,制造成本高、维修保养困难。
前置前驱是经济型轿车及微型汽车比较盛行的驱动型式
后置后驱
后置后驱,即发动机后置、后轮驱动(Rear engine, Rear drive,简称RR),具有传动效率高、动力强等显著优点,进而成为法拉利、保时捷等纯种跑车的忠实拥护。除此之外,后置后驱主要应用于大中型客车、少数微型或普及型轿车,但货车很少采用该型式。
后置后驱的技术优势:
1. 重量集中于汽车的后部,发动机距驱动轴很近,因而驱动轮负荷大,起步加速时牵引力大,且传动效率高,燃油经济性好;
2. 有利于车身内部布置,车厢内的空间利用率高;
3. 易于将发动机与车厢隔开,减少车厢内的振动和噪声,乘坐舒适性良好;
4. 可在地板下设置容积很大的行李仓。
后置后驱的技术弱势:
1. 前轮附着力小,高速时转向不稳定,影响了操纵稳定性;
2. 水箱布置困难,不利于发动机的散热;
3. 发动机防尘困难;
4. 发动机和变速器等总成远离驾驶员,远程(Remote)操纵机构的布置较复杂;
5. 故障不宜及时判别,维修保养困难。
法拉利纯种跑车是后置后驱驱动型式的忠实拥趸者
中置后驱
中置后驱,即发动机中置、后轮驱动(Middle engine, Rear drive,简称MR),是大多数运动型轿车和方程式赛车所采用的型式。此外,某些大、中型客车也采用该型式,但采用该型式的货车很少。
中置后驱的技术优势:
1. 可获得最佳的轴荷分配,操纵稳定性和行驶平顺性较好;
2. 发动机临近驱动桥,无需传动轴,从而减轻车重,具有较高的传动效率;
3. 重量集中,车身平摆方向的惯性力矩小,转向操作灵敏,运动性好。
中置后驱的技术弱势:
1. 发动机的布置占据了车厢和行李箱的一部分空间,通常,车厢内只能安放2张座椅;
2. 对发动机的隔音和绝热效果差,乘坐舒适性有所降低。
采用中置后驱驱动型式的福特GT跑车
全轮驱动
全轮驱动(Full Wheel Drive,简称n WD),通常是将发动机前置,并在变速器后装有分动器,将动力分别输送到所有车轮上。同时,为了有效避免车轮滑动,除装有轮间差速器外,还配有轴间差速器。
全轮驱动主要用于吉普车、越野车和SUV,但是近年来也有越来越多的轿车采用了全轮驱动,例如奥迪的quattro全时四轮驱动技术。
全轮驱动的技术优势:
1. 由于全轮驱动汽车可以利用汽车的全部重量作为附着压力,从而使附着力显著增加,即扩展了牵引力极限;
2. 可以将发动机的动力分别传至各个车轮,即减少了每一驱动轮的驱动力负担,因而能够保证在不超过轮胎摩擦极限(不发生车轮打滑)的情况下,将足够的动力传至路面,使汽车具有很强的越野能力;
3. 轮胎的磨损均一,有利于延长轮胎的使用寿命。
全轮驱动的技术弱势:
1. 传动系统长,结构复杂,制造成本高,且维修保养困难;
2. 噪音大,车辆重,且驱动力传递效率低、油耗大,即燃油经济性不好。
PK结论:汽车驱动型式的合理选用,取决于汽车的类型及用途等多方面因素,脱离具体的应用,单独分析各种驱动型式的优劣是毫无意义的。换言之,只有满足整车的动力性、操纵稳定性、燃油经济性、通过性和乘坐舒适性等性能的设计要求,并实现了预计制造成本的驱动型式,才是该车合理的驱动型式。
全轮驱动是吉普车、越野车和SUV的灵魂