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無縱置,不豪華?淺談「縱置發動機」的優勢及劣勢,豪車為何都縱置

 

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相信廣大車友們對發動機縱置都不會感到陌生,每當我們提到縱置發動機時總會聯想到後驅。一直以來縱置後驅似乎都是豪華車型的標配,更運動、也更存粹,所以在一些朋友眼中橫置前驅是低端的代名詞!而真的是這樣麼?縱置發動機到底好在哪?為什麼豪華車型都縱置發動機呢?

實際上並非高端豪車一定要縱置發動機,只不過高端車型所使用的大排量發動機更適合縱置,橫著擺空間嚴重吃緊;比如V6、V8或V12,橫著擺行麼?或許只有V6發動機勉強能橫擺;但在前置後驅、後置後驅為主流的時代,橫置後驅完全沒有價值,發動機轉钜從變速器處出來後經過錐型齒輪傳遞到傳動軸上,傳動軸再將轉矩通過錐形齒輪傳遞到後橋差速器上,經過兩次垂直傳動,嚴重影響效率!

因為橫置後驅效率低、增重、增成本,所以汽車發展上百年來也很難見到採用橫置後驅的車型,所以後驅車型只能縱置發動機;所以在上世紀初,所有車企造車只會選擇用最簡單、最省成本的方式,前縱置後驅、後縱置後驅就是那個時代的首選,因為這兩種形式遠比橫置前驅(FF)更容易實現,所以縱置發動機從源頭上看與豪華無任何關係!

可以說在上世紀50年代之前,無論豪華車型或普通車型,不是採用前縱置後驅、就是採用後縱置後驅的形式,所以能說縱置發動機就代表豪華麼?至少在剛有汽車那會,縱置發動機是唯一可行的方式,而並非是區分豪華與否的標準,只不過汽車在日後的發展中豪華品牌往往更喜歡沿用原始的發動機佈局形式,所以縱置發動機就逐漸被貼上了豪華的標籤!

品牌給技術賦予了靈活與生命力

實際上很多技術、結構之所以被世人稱之為經典,本質並不在于技術本身,而是品牌所帶來的昇華;比如最原始的縱置後驅,實現難度遠比橫置前驅低,但因為豪華品牌的大量使用而逐漸演變成判斷豪華的標準;或者是後置後驅,同樣是古老、低成本的佈局形式,RR與FF都具備成本優勢,發動機與變速器都擁有很高的集成度,又可以省掉一根傳動軸,依靠風冷即可!

所以在FF出現之前,RR的製造成本要比前置後驅更便宜。上世紀50年代之前世界范圍內的戰火不斷,鋼鐵價格飛漲,所以RR佈局在那個時候成為主流,而適合RR佈局的水準對置發動機同樣被大量生產;而現如今非常普通的RR變得昂貴,原因就在于保時捷這個品牌在用它,RR不貴、保時捷貴;還有非承載式車身也是同樣的道理,上世紀50年代前的轎車都帶大樑,因為那時設計高強度的承載式車身太難,所以大樑是保證強度最簡單的方式,而現如今則因為配備大樑的越野車大都價格昂貴,所以在很多車友眼中大樑也成了高端的東西!

橫置前驅的劣勢

如上圖所示橫置前驅、縱置後驅對比圖,縱置發動機的好處一目了然,發動機、變速器以及傳動軸都佈置在底盤的中線上,獲得了等長的左右半軸;而橫置前驅,橫著擺的發動機必然造成左右半軸的不等長,差速器的不居中使得半軸短的一端車輪可以更迅速的獲得扭矩,而半軸長的一端則要相對疲軟一些,這種結構差異很容易在我們猛給油加速時造成車頭向半軸長的一側偏斜!

當然橫置前驅發展到今日已70多年了(薩博92第一款量產FF),隨著麥弗遜懸掛、各類硬體矯正手段、ESP等電控技術的出現,橫置前驅致命的劣勢逐漸被消除,它優勢的一面就開始受到重視;可能這部分說的比較晦澀,從哲學上看萬物皆有兩面性,工業領域上選擇用哪種技術完全取決于優勢、劣勢的博弈,這就好比在發動機平衡技術不成熟的時代,H6、L6發動機是6缸機的主流,而隨著平衡手段的成熟,V型6缸迅速取代了H6與L6發動機!

為什麼說橫置發動機先天運動能力差?原因還是在于發動機、變速器、差速器均不在車輛的中線上,這就好比一個50公斤的雙肩背包,背起來跑肯定比肩膀扛著跑更迅速也更舒服,這就是縱置發動機的好處;若想往深了理解,那麼不妨考慮下背包為什麼固定在後背最輕鬆、最迅速?固定在頭頂(FR佈局形式)、或者固定在腿上(RR形式)是否可行?或許可行,但肯定不如固定在背上更協調,這就是中置引擎的意義,為啥主流超跑都是中置發動機?道理很簡單吧。

橫置發動機的優勢與市場需求的改變

早期的汽車都是為少數人群所打造,所以往往是超大排量的發動機、巨大的車身,但汽車畢竟是要逐漸普及,逐漸被普通消費者所購買;那麼價格、成本、性能都需要不斷的下調,所以車子要做得更小、與此同時還要盡可能的把空間做大。至于性能?二戰後的很多區域的經濟都不太理想,消費者需要的並不是車輛的性能,而僅僅是代步、載物的工具。

所以空間逐漸成為了當代汽車最重要的維度之一;這時關于造車的候矛盾就出現了,二戰之前無論大車小車均縱置發動機,但那時候不在意空間;而二戰之後民用小車成為了我主流,造小車還要滿足空間盡可能大,該如何解決?也正是在這種時代背景下,橫置前驅開始逐漸成為主流,除了在市場需求的支援下,材料、熱處理技術的提高使得適合橫置發動機的小體積變速器獲得了足夠的強度,各種硬體矯正手段也改善了橫置前驅操控不行的短板,這時橫置前驅佈局的空間優勢被無限的放大,自然成了主流!

豪華車型為何大都縱置發動機

豪華車型(不包括豪牌入門級)為什麼大都縱置發動機?原因無外乎兩點,其一豪華車型車體更大,有縱向擺放發動機的空間;其二大型豪車橫置發動機真的做不到,很多問題根本解決不了!豪華車型的體格更大,車頭足夠的長度縱向擺放發動機毫不費力,況且豪車往往有大排量的版本,弄個V8、V12橫著擺也受不了,過于強大的動力使得扭力轉向根本解決不了。

況且發動機越長、橫著擺放就越容易導致轉彎半徑更大,這就像當年的富豪S80橫置的L6發動機,導致轉彎半徑同級別最大,達到了很驚人的6.25米。如果橫置V8、V12發動機呢?那麼轉彎半徑就更難控制了,所以大排量、高性能車型選擇縱置發動機是最簡單、最省心的方式,選擇橫擺機器完全是費力不討好;其次高性能、高扭矩的發動機使得變速器的選擇也很重要!

很多朋友可能只憑檔位個數判斷變速器?實際上區分變速器不僅要看檔位的個數,還要看橫置、還是縱置;上圖這個是是縱置變速器,體積巨大。而下圖這個則是橫置的變速器,體積袖珍,而兩者匹配的發動機其實都是EA888;正如上文中所提到的那樣,變速器的體積決定了它們所具備的扭矩容量,道理很簡單同樣材質的齒輪,體積更大的所能承受的扭矩就越大!

所以同檔位數的縱置變速器所能承受的扭矩容量上限就比橫置機型更高,如下圖所示愛信縱置變速器產品序列,8AT最大扭矩容量版本能承受800nm以上;而橫置8AT最高扭矩容量版本只能承受400nm出頭,那麼各類豪車的性能版本該如何選擇變速器?比如奧迪的RS、寶馬M、賓士AMG,它們都已融入了常規車系,所以只能選擇縱置變速器,即便是低配版本也只能如此!

就像奧迪A4,200出頭的馬力、350nm的峰值扭矩,其實做橫置版本沒有問題。而S4馬力350匹、峰值扭矩500nm以上,這時候還能用橫置變速器麼?而RS4 450馬力、600牛米的扭矩,市面上就沒有能承受住這般扭矩的橫置變速器,所以就只能使用體積更大的縱置變速器,總不能為入門版本車型單獨開發一套平臺吧,那樣成本太高了!大排量機器橫著擺或許勉強可行,但縱置變速器也橫著擺,車頭的寬度根本不夠用!

並不是縱置發動機代表豪華,而是豪華車型橫著擺發動機困難重重,如果能橫著擺這些車企早就嘗試了,畢竟還能省掉一根傳動軸呢(玩笑);所以並不是橫置就低端,縱置就高端,這兩種形式只是市場不同需求下的產物罷了,嚴謹的說橫置發動機的技術含量比縱置要高很多;只不過由于很多豪華車型都採用縱置,所以縱置機器這種最原始的佈局也獲得了豪華的光環,這或許就是斯是陋室、惟吾德馨的道理!但也別忘了微面、客車、大貨不也是縱置發動機麼?所以用發動機是否縱置作為衡量汽車是否豪華的標準顯然是不合理的!

 

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