前后轮驱动汽车的优缺点

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导读:前后轮驱动汽车的优缺点
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1、现代汽车发动机的布置形式

发动机是汽车的动力心脏,它的布置是汽车整体布置最重要的组成部分。为满足不同的使用要求,汽车总体构造和布置形式是不相同的。现代汽车发动机在汽车中的位置可依其布置形式分为前置、中置和后置三种。

就货车而言,发动机前置是目前采用最为广泛的布置形式。它的优点在于发动机的通用性好,既可选装直列和卧式,又可采用V型发动机,维修时也方便。另外货箱地板高度较低,整车对路面要求也比较低。而发动机的中置、后置同前置相比,发动机的通用性差;只能选用卧式发动机,维修时也很不方便,货箱地板比较高,对路面要求也比较高。

发动机中置的优点在于轴荷分配比较合理,驾驶室内噪声振动轻,驾驶员座位高度较低。而发动机后置的最突出优点,是由于驾驶室远离发动机,室内几乎不受发动机的噪声和振动的影响。目前发动机后置在货车上采用不多,只局限于后置发动机的轿车变形为货车时有所采用,目前大多数轿车采用前置形式,轿车发动机采用前言形式的优点在于操纵机构简单,发动机冷却条件好,除霜与采暖机构简单,行李箱尺寸较大。

为满足不同的使用要求,现代轿车总体构造和布置形式是不相同的,按发动机和各个总成相对位置的不同,现代轿车发动机的布置形式和驱动方式通常有以下四种:

a.发动机前置、后轮驱动(FR):国内外的大多数载重车,部分轿车及部分客车均采用这种传统的驱动形式。它是前轮转向、后轮驱动,发动机输出动力通过离合器——变速器——传动轴输送到驱动桥上,在此减速增扭后传送到后面的左右半轴上,驱动后轮使汽车运行,前后轮各行其职,转向与驱动分开,负荷分布比较均匀。

b.全轮驱动(NWD):是越野汽车特有的形式。(如BJ2020切诺基等)。通常发动机前置,在变速器后装有分动器,以便将动力分别输送到全部车轮上。全轮驱动动力性好,爬坡及越野能力强。但与单独的前、后轮驱动相比结构复杂,成本高,传动效率低。

c.发动机前置、前轮驱动(FF):是20世纪90年代在国内外轿车上逐渐流行的布置形式。为缩短整车长度,减轻轿车质量,常将发动机置于前轴之前,变速器之后的东西都往前挪,变速器与驱动桥做成一体,固定在发动机旁,动力直接输送到前轮上,降低底盘高度,改善高速时操纵稳定性。如常见的奥迪100轿车,还有微型轿车(夏利、奥拓等)均采用发动机前置,前轮驱动的传动系布置形式,常见的发动机前置,前轴驱动轿车也有两种给构:一是发动机轴线与前桥平行的横置式(如夏利轿车);二是发动机纵置式(如桑塔纳、奥迪等轿车)。

d.后置发动机、后轮驱动(RR):它似乎是FF车的翻版,只不过是将车前的“五脏六腑”移到车后。此种车辆保持了FF车的优点,也消除了FF车的缺点,由于车内布置趋于合理,且对车内噪声和温度有所改善,以其独特的结构和良好的使用性能受到用户的欢迎。

2、发动机前置前轮驱动

结构的优点:a.发动机前置及前轮驱动,使前轴轴荷增大,汽车具有明显的不足转向性能,提高了卓越的高速行驶操纵性和稳定性,前轴负荷提高近60%,具有明显的转向不足趋势。另外,由于前轮具有驱动力,降低了前轮的侧向偏离刚度,增加了汽车不足转向的趋势,从而保证了高速行驶安全。

b.发动机前置,前轮驱动的横置发动机传动线路短,发动机前舱尺寸紧凑,可提高车内空间的利用率;其曲轴与轿车前驱动轴平行,省去了螺旋锥齿轮传动(主传动器的主传动齿轮可采用圆柱形齿轮),减少了传动噪音,简化了工艺.减少了零件,降低了成本;传动效率高,加之整车质量较小,使轿车具有良好的燃油经济性。

c.前置、前轮驱动传动装置的离合器、变速器、驱动轮等都布置在轿车的前部,使得车头相对缩短,由于取消了纵贯前后的传动轴,降低底盘高度,减少了振动,地板上也不必设置凸起的传动轴通道,它最大限度地增加了车厢内容积;使行李箱的地板降低了,增加了行李箱的空间,车身地板高度降低,使地板平坦,室内宽敞,后座位置更加安静、舒适,有助于改善乘客乘坐的舒适性。

d.由于后轴是固定式,减少了非簧载质量,提高了平稳性,所以后座比较安稳舒适,同时也降低了轮胎的磨耗;若采用鼓式制动器,前轮不必装制动鼓,把制动鼓装在传动轴上即可得到前轮的制动效果,减少了前轮上的非簧载质量,提高了汽车的行驶平顺性。

e.从安全的角度来分析,轿车的前置发动机起到一种安全屏障的作用,FR车的发动机是纵置的,而FF车的发动机多是横置的,两者比较,FR车在安全保障系数方面比FF车要高一些。在弯道前进时,由于驱动力常和前轮同一方向,故汽车高速转弯不易发生震跳。

f.对客车来说,发动机前置的优点是与货车通用的部件多,易于从货车改装。此外操纵机构简单,发动机维修方便。这种布置形式在我国城市公交车中比较常见。在国外一些旅游大客车上有采用发动机中置的形式,其优点为车厢面积利用率高,车内噪声小,传动轴短。

3、发动机前置式布置的缺点

a.发动机横置式布置,只能装用长度较短的小排量发动机(一般应小于1.8L),如天津夏利轿车发动机排量为O.99L;奥拓轿车发动机排量为O.796L。

b.发动机纵置式(如上海桑塔纳、奥迪100型轿车采用),其排量分别为1.8L和2.14L,其动力经单片干式膜片离合器传递到变速器、主减速器、差速器,又通过半轴、万向节最后传递到驱动前轮。

c.由于FF车上的机件大多集中在前面,所以前轮负荷比后轮大,遭到意外碰撞时容易变形,波及前轮定位;当汽车启动瞬间和上陡坡时车身重心都会向后移动,会减少前轮的正压力,从而降低了车轮的牵引力,这时汽车的阻力也是最大,上坡时前轮附着重量减少、易打滑;因此FF车的启动加速度和爬坡能力都会逊色于FR车;前轮驱动兼转向需用等角速万向节,因而使前桥结构较为复杂。因此FF形式多用于自重量不大的轿车。

d.FR车的缺点是驾驶员座位比较高;轴荷分配中前轴较重;驾驶室内有一定噪声和振动。最大牵引力不及后驱动,爬坡能力较小;前轮驱动同时又要转向,需要用等角速万向节,结构复杂、成本较高。

e.客车发动机前置,由于发动机突出地板之上,车厢面积利用率差,振动大。影响舒适性;轴荷分配不理想,前轴易过载等。若客车发动机中置,发动机的通用性差,需专门设计;其冷却与防尘难,维修不便,地板高度也不易降低等。

4、后置式发动机后轮驱动的忧缺点

目前国内外长途和旅游大客车,很多都采用后置式发动机、后轮驱动(如国产东风大客车),这类车辆由于动力总成紧凑,机动性好,整车整备质量小。车内布置趋于合理,车厢内地板平坦,且发动机与车厢分隔开,所以室内振动和噪声小,对车内温度有所改善,舒适性好,车厢面积利用率高;轴荷分配较合理,可在车外修理发动机;此外地板下可形成容积较大的行李舱。但其缺点是:发动机移到后面使冷却问题不好解决,散热条件差,容易引起过热,对冷却系统要求较高,水箱布置困难。行动中,车尾部所形成的负压及车轮扬起的灰尘,使得进气环境恶化,发动机防尘比较困难,对进气系统的滤清效果和密封性要求较高,后桥易超载,满载时汽车具有过度转向倾向;发动机距驾驶员较远,变速器、离合器、油门等操纵杆要通过狭窄的车底,从车头驾驶员位置连通到车尾发动机的位置上,操纵机构复杂,操纵稳定性差;改装成货车和旅行轿车困难;不易根据发动机声响判断其故障和异响;乘员前面失去了发动机做“安全屏障”,汽车前端要经过加固处理而使成本上升,另外发动机噪声易传给乘客,影响了乘坐舒适性,为此,制约了此类型轿车的发展。不过对于有充分空间位置的大客车来讲(如东风大客车),既能解决上述麻烦,又能减低废气窜入车厢的程度,因此还比较流行此类形式。

a.后置发动机在使用中容易出现的问题

①发动机汽缸出现非正常磨损:我国许多地区(尤其北方属多尘地区),道路条件差,汽车在行驶中,尾部根据车辆行驶速度而产生不同的低气压,使车辆行驶所掀起的粉尘紧紧尾随其后,发动机处在粉尘的包围之中,只要空滤器积尘过多或空滤器和化油器之间的管道出现任何空隙,未经滤清器的尘土砂粒随空气侵入缸内,引起汽缸的剧烈磨损。

②空气滤清器严重堵塞、破损,致使滤清效果不良,使汽缸引起磨料磨损。

③发动机过热也加剧了汽缸磨损,严重时会发生烧轴承抱轴等机损事故,这主要是因散热条件差;加之冷却系漏渗缺水;节温器工作不良;风扇风量不足等造成发动机水温高,未被及时发现所致。

④不易觉察发动机各种异响,不能及时采取措施消除隐患;维护检修不及时,各种隐患从小到大,直至产生恶性故障(损坏)为止。

b.后置式发动机的维护

①应定期对发动机和空气滤清器进行维护检修,尤其在多尘地区行驶,应做到勤检查,勤清洗,及时更换磨损件,保证各密封连接处的密封,使粉尘砂粒无隙可入。

②维护和检修时,应特别重视发动机的各密封部位密封良好,工作正常。

③注意检查橡胶进气管有无老化变形和损坏现象,必要时可更换新件。

④日常使用注意检查冷却系的渗漏情况,必要时补加冷却液,修复渗漏部位。

⑤发动机过热、异响等不良现象应及时排除,保证发动机经常处于良好的工作状况。

从上述发动机的布置及车轮驱动形式和特点可以知道,车辆上的许多装置形式都有合理的一面,也有不合理的一面,要满足和提高某种性能要求,很可能要牺牲或降低其他某些性能的要求,人们只有通过逐步改善,才能使它们日臻完美。



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