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23辆车机舱图:发动机布局决定操控?

这其实是个伪命题,影响轿车操控性的因素有很多,前后悬挂的形式、转向机构的精度、发动机与变速箱的匹配度、油门/涡轮迟滞、避震弹簧的软硬、甚至轮胎规格,等等。优良的操控是这一系列环节完美配合的结果,单独一项很难对操控产生决定性的影响。不过,理论上,在上述环节没有重大差别的情况下,前后轴荷重越是完美的车,操控性会越好,对FR车来说这个最佳值是50:50的前后轴重量分布,对FF车来说最佳值是55:45(考虑到急加速和上坡时重心后移,前驱车前轴重量需要略大一点以增加前轮抓地力)。实现这个目标有很多方法,例如发动机纵置或者后移、简化前悬并尽量前移、座舱后移、电池后置等等,而其中最有效的是宝马的组合拳:前置后驱布局+发动机后移+短前悬,这使其拥有了50:50的完美车身重量分布和有口皆碑的操控性。

下图是宝马320i的机舱图,通常可以把避震塔顶的连线作为前轴的位置,可以看到,发动机重心位于前轴之后,这是宝马3系的重大特征。

下图是E90的325i,除了直六发动机比320i的直四长一些之外,布局几乎一样,同样是完美的50:50.

下图是新3系,同样继承了50:50这一光荣传统。图中可以看到,F30的前悬似乎比E90更短,几乎整个N20引擎都位于前轴之后。

再来看看同样是第一阵营的奥迪和奔驰:

A4L虽然是前置前驱,但发动机采用了纵置布局,这代A4/A4L的前轴比上代前移了145mm,因此比一般的FF车前悬短不少,加上电池放在了后备箱备胎下,因此也达到了极佳的前后配重。

下图是奔驰C200K,和3系一样的FR布局,但发动机明显更靠前一些。

下面再看看其他品牌的B级车:

下图是一辆老款斯巴鲁力狮2.0R,这辆车前悬并不短,发动机也比较靠前,我猜想力狮操控好的原因可能更多来自于水平对置发动机先天的低重心和平衡性,以及AWD全时四驱的强大抓地力。

下图是老马六的机舱,可以看到马六的引擎罩虽然比较靠前,但由于是反置发动机,发动机重心还是比较靠后的,反置发动机排气歧管不需从前方绕过发动机底部,因此可以使发动机位置整体下移,有效降低重心,提升操控表现,而且马六的电瓶也布置在机舱后部,这几乎就是前置前驱车机舱布局教科书式的设计!再加上双横臂前悬先天的优异操控性,造就了马六“弯道王”的美名。

下图是新款锐志的机舱,和宝马一样的FR布局,赋予了锐志同样的短前悬特征,V6引擎重心几乎和塔顶连线重合,此外锐志的发动机位于整个车辆的中心线上,而一般车辆引擎通常都在机舱的左侧(从车头往车尾看),不知这种对称的布局是否会对操控有实质性影响。

下图是君威GS的机舱,发动机是后进气前排气的传统布局,从机舱看并没有什么其他特别之处,发动机整体似乎都在前轴之前了。这样的格局要做到好的操控,工程师需要在其他方面作出更多的努力。

下图是睿翼的机舱,虽然睿翼的轴距比老马六长一些,但是打开机舱就可以发现,其实睿翼完全沿用了老马六的机舱布局,包括发动机位置、电瓶位置、进气口位置等,都没有任何改变,前悬位置也几乎一样,我猜这大概是因为老马六的机舱设计对于采用双横臂的FF车来说已经接近完美了吧?

下图是思铂睿的机舱,看上去和睿翼很像,也是反置发动机,只是电瓶和进气口位置换了个位子,思铂睿采用的是双叉臂前悬,两个避震塔顶之间还有平衡杆连接,印象中这应该是唯一的一款30w以内的车原厂配前顶吧的了。可以判断,思铂睿的硬件底子和睿翼是基本接近的,两车的实际操控风格差异可能更多的受调校影响。

下面我们再看看市面上一些常见的A级车:

下图是科鲁兹1.6T的机舱,很清爽,不过发动机布置中规中矩,没有什么亮点。

下面两幅图分别是老款和新款福克斯的机舱,布局基本上是一脉相承的设计。福特似乎非常偏爱在小车上采用发动机反置,从最初03年引进的老款嘉年华,到后来的老款福克斯,再到新嘉年华和新福克斯,无一不是采用这种布局。这种布局除了之前提到的重心更低之外,也比正置更靠后,对操控性的提升有积极意义,但缺点是低转时会由于排气回压较低而影响扭矩,因此采用DOHC发动机的新老福克斯在上到一定转速后动力才会更精神,低转平淡后劲充足是福克斯的特性。下图我们还可以看到,福克斯的电瓶位置和老马六如出一辙,在机舱后部靠近塔顶处,这样可以令整车重量分布更合理。

下图是新马自达3(星骋),和马六、睿翼一样的格局,甚至和福克斯也非常相似,谁让福特曾经是马自达的大股东呢。不过再一次证明反置布局的发动机对操控有助益。

下图是高尔夫61.4T的机舱,标准的正向布局,前轴比较偏后,发动机基本上都在前轴之前,为此大众将高六的底盘设计的比较低。重心靠前加上两厢车,可以想见高六的前后轴重量分布一定不太理想,底盘极限应该不会太高,从xcp的性能测试来看也验证了这一推测。

下图是西雅特Ibiza的机舱,和高尔夫很相似。

下图是老速腾的机舱,发动机与塔顶的相对位置比较靠前,其他布局方面也看不出有什么新意,靠着独立后悬挂带来不错的路面贴服感和舒适性,但操控可能就谈不上了。

下面的两张图分别是新速腾和改款前明锐的机舱,总体和同为PQ35平台的老速腾一样。新速腾和明锐的机舱布局如出一辙,只是,新速腾后悬挂已减配为扭力梁,而明锐目前还是多连杆独立后悬,因此,注重机械规格的车友真没什么理由选择新速腾啊!

下图是新朗逸的机舱,本来并不想写朗逸,可是这车人气很高,甚至经常看到汽车之家和爱卡上有车友说朗逸操控如何如何好。。。朗逸是具有大众PQ34平台血统的中国特色车,PQ34代表了1998-2004年大众的辉煌,高尔夫4、老宝来、甲壳虫都是它的近亲。不过,将4605mm长长的壳子扣到2610mm轴距的底盘上显然不利于操控和美观,轴距/车长比只有可怜的0.56(最佳值应是0.60左右)。从机舱中我们看不到任何有利于操控的设计,硕大的电池也置于机舱最前部。再考虑到扭力梁的后悬,说朗逸操控好要么是没开过其他车,要么是过于敝帚自珍的车主。

下图是朗逸的侧面,相对于车长来说,轴距真的太小了,显得前后悬都非常长,不仅操控不佳,而且很难看。

同样难看的还有C5,超长的前悬。。。Orz

再看看锐志和新3系的侧面,是不是比例和谐很多呢?

最后说说我自己的车吧!

04款嘉年华1.6AT,这是一辆有着欧版第四代嘉年华血统,但同时又直接采用印度福特ikon造型的小车。和以上所有图片对比可以发现,这是一辆前轴前移非常厉害的前驱小型车,避震塔顶位置几乎和很多后驱车一样。作为一辆A0级三厢车,车身长度仅有4153mm,轴距却有2486mm(捷达长4385mm轴距是2471mm)。网上查到老嘉前后轴荷53:47,相当漂亮的数据。

从下面的机舱图看以看到,塔顶连线几乎和反置的发动机在一条直线上,电瓶也被布置在前轴线上并且紧邻塔顶,这样可以减小这些重物对前轴的作用力臂,提高转向时的整体感。尽管是前置前驱+横置发动机,但车身重量分布极佳,同时由于体型小巧灵活,发动机低扭动力充沛,又是没有延迟的机械拉线油门,因此驾驶时很容易有人车合一的感觉。

下面这张图是新嘉年华的机舱,可以发现布局较老款已经有了较大的改变,更接近福克斯的设计。可以看到,新嘉年华为了提升乘员空间,将A柱和前风挡都前移了不少,同样的设计在现在的小型车上比较常见,飞度更明显,不过这种设计显然会将前轴重量分布增大,并不利于操控性。同时,我发现为了获得更低矮的车头(降低风阻),现在新设计的小型轿车很多都将电瓶布置在机舱后部了,这样带来的另一个附加的好处是重心后移,操控提升。

我发现,福特似乎非常偏爱在小车上采用反置发动机,从最初03年引进的老款嘉年华,到05年的老款福克斯,再到09年同步引进的第六代新嘉年华和前不久全新上市的新福克斯,无一不是采用这种布局。“反置”是横置发动机的一种特殊布置方式,通常的横置发动机排气歧管在前,进气歧管在后,简单说就是“前出后进”,如果将进排气的位置调换,将进气歧管置于前端,排气歧管置于后部,变成“前进后出”,就是所谓的“反置”了。反置式发动机的优势在于进气歧管处在迎风面,能够更好的降低进气温度,温度的下降使空气密度提高,单位体积内的氧含量也随之提升,能够使燃烧更加充分,提高效率,降低油耗。对于非缸内直喷的发动机而言,反置式的布置使得供油管路也随进气歧管的移到了前方,有更好的散热效果。

而排气歧管后移的设计,使排气管不必再绕过发动机前下方,这样可使发动机位置整体下移,显著降低重心,提升操控性,并且排气管与发动机距离更远,降低了散热系统的热负荷,也避免了高温尾气对油底壳的影响,不那么曲折的管路令排气阻力大大降低,排气更加顺畅,效率更高,因此使得小排量发动机在高转速时能够输出更大的功率。我认为反置布局非常适合用于单凸轮轴(SOHC)发动机的车型(尽管最大功率更高的DOHC双凸轮轴引擎如今已是大势所趋),因为SOHC引擎具有低转高扭的先天优势,可以弥补反置布局低转时排气回压不足导致的动力损失;同时,反置布局在高转时排气压力小的特性又可以反过来弥补SOHC引擎高转功率低的弱点,可谓相得益彰,这也是老款嘉年华账面最大功率只有68kw(92马力),可是无论加速(0-10010.67秒)还是极速(195km/h)都让人惊讶的秘密。

最后奉上我最喜欢的M5机舱图,梦幻机器啊。。。

全文完,谢谢观赏~

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2012-08-22

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